UHPC曲面结构房屋设计与建造
由东南大学、苏黎世联邦理工学院和三明学院组成联合赛队的参赛作品Solar Ark 3.0阳光方舟之家，以UHPC作为结构装饰一体化的绿色低碳建筑，在2022第三届中国国际太阳能十项全能竞赛获得总分第二的优异成绩，这是一项多领域跨界协作的目标任务，通过设计、建造以及新材料技术来共同探索和实践面向未来的建筑目标，在行业内引起了良好的反响。
新的升级目标继续在Solar Ark 3.0的基础上使用UHPC材料助力，Solar Ark 4.0团队从2023年7月10日至2023年9年26月在内蒙古自治区呼和浩特市内蒙古工业大学完成了一栋预制装配UHPC曲面结构高性能房屋的设计与建造，主体工程历时6天半完成，通过运用BIM全流程设计技术，实现了建筑的工业化生产与预制装配建造。
项目通过对内蒙古地区传统住居形式——蒙古包的形态、空间、文化及建造方面的系统研究，使用UHPC技术进行现代化转译。该建筑结构覆盖室内面积280m²，空间尺度符合居住功能并可多功能拓展。拱壳的四个方向使得此建筑单元可以根据使用需求进行扩展连接，例如线性扩展、T型扩展或十字形扩展。所有构件均采用工业化预制装配可逆拆装技术，实现了低环境影响建造，回应了传统蒙古包对环境影响最小的核心特质。
本项目运用产品化建筑设计方法，通过BIM全流程设计技术，实现建筑数据化生成与管理，以及建筑性能的模拟测试与方案设计优化。BIM将所有专业整合到共享的建筑信息模型中，可直观显示各构件间的冲突，便于设计师发现问题及时调整以及后期建筑运行维护。建筑构件以拱的形式呈现，周边的拱构件在中心相交形成十字拱的形式，相交处设置天窗引入天光。拱的形式既完美发挥了UHPC的抗压特性，又将传统蒙古包最关键的中心精神空间保留了下来。
BIM模型SolarArk4.0的拱壳以20块弧形UHPC板拼接而成，每一块板材由5cmUHPC、15cm岩棉板、2cmUHPC面层构成，实现围护、结构、保温一体化。壳体板材在工厂内加工，统一转运到项目现场。SolarArk 4.0在3.0的基础上将防水也转移到工厂完成，提高建筑构件质量的同时，更重要的是极大的减少了高空作业，增加了安全保障。
——SolarArk4.0的UHPC构件预制生产
本项目主要有主体围护-结构-保温-体板、地板及外立面装饰薄板。其中一体板采用喷射UHPC，其他纯平板采用自流平浇筑成型。模具制作、构件生产、养护、振捣脱模、堆场、装车等工序均在工厂预制完成。
——SolarArk4.0吊装施工
建造过程示意图
Solar Ark 4.0的建造使用了无架施工的技术，在主体建造中完全没有搭建脚手架，利用两台吊车完成建造。结合BIM技术的应用，无架施工大大加快了施工速度，同时有效应对了复杂的现场施工环境。
该项目是在实现未来建筑目标基础上而开拓的一种全新且持续跨界合作的创新模式，未来的建造模式必然需要结合多种技术来实现更加复杂的建造任务，在这一前提下，Solar Ark 3.0结构装饰一体化迈向4.0才得以实现，并引入了UHPC复合板的保温、防水等功能，展示了UHPC材料在多种施工工艺中的灵活性和其绿色低碳建筑中的应用潜力。
建筑实景（白天）
2023年9月28日，建筑内部举行《2023绿色建筑与低碳技术国际学术会议》。
