自2018年以来，张宏教授团队持续致力于生态混凝土UHPC（Ultra-High Performance Concrete，超高性能混凝土）的创新技术应用，旨在构建全生命周期的绿色低碳建筑。团队采用预制装配UHPC曲面结构建造技术，充分发挥UHPC卓越的抗压性能，在保证结构安全的前提下，减少混凝土的用量并提升建造效率，降低建筑建造对环境的影响。所有构件均采用工业化预制装配可逆拆装技术，使建筑在未来的改造或搬迁中能够轻松拆卸与组装，减少建筑废弃物对环境的破坏。同时，得益于UHPC的高耐久性，建筑主体结构的使用寿命得以延长，减少了维护和修复的频率，进一步降低建筑运维的碳排放。
张宏教授团队以UHPC曲面结构建筑设计建造为主题，至今已连续举办4次本科毕业设计与4次研究生设计课程，不仅深化了学生对UHPC材料特性的认知，同时也拓展了构件法建筑设计理论的应用。团队与江苏苏博特新材料股份有限公司、南京中瓴华汇新材料系统工程集团有限公司等多家业界企业建立了长期稳定的合作关系，并与苏黎世联邦理工学院、三明学院、内蒙古工业大学等国内外高校开展交叉学科建造设计教学，共同构建了产学研一体化的教学、研究与研发平台。通过与企业和高校的合作，学生们的课程设计成果得以实际建成。目前，团队已先后建成了《阳光方舟Solar Ark 3.0》和《阳光方舟Solar Ark 4.0》两栋预制装配UHPC曲面结构建筑。其中《阳光方舟Solar Ark 3.0》作为2022年SDC中国国际太阳能十项全能竞赛的参赛作品获得了建筑设计第一名、总分第二名的好成绩。
阳光方舟Solar Ark 3.0建筑实景
阳光方舟Solar Ark 3.0企业合作伙伴
近日，《阳光方舟Solar Ark 4.0》荣获第三届全国生态混凝土创新设计应用大赛生态工程应用类二等奖，再次展现了团队在生态混凝土创新应用技术领域教学研究的深入探索与实践成果。
阳光方舟Solar Ark 4.0获奖合影
阳光方舟Solar Ark 4.0建筑实景
阳光方舟Solar Ark 4.0主入口
阳光方舟Solar Ark 4.0室内实景
阳光方舟Solar Ark 4.0是又一栋预制装配UHPC曲面结构新型蒙古包建筑，该项目是2023年东南大学-内蒙古工业大学联合教学本科毕业设计团队的成果，于2023年7月至2023年9月在内蒙古工业大学完成建造，面积250㎡。本项目根植于蒙古包的深厚文化底蕴，探索新材料UHPC、新结构设计与建造模式的融合，旨在赋予传统建筑文化以现代的表达方式的同时，提供一种生态环保和低环境影响的新型工业化多功能建筑产品，实现了文化转译与生态低碳设计技术的双重创新和教学实践探索。
阳光方舟Solar Ark 4.0建造视频
本项目采用产品化设计理念，利用BIM设计建造管理技术贯穿整个设计流程，从数据化创建到全流程工程管理，再到建筑性能的仿真测试与方案迭代优化，均实现了数据精细化操作。BIM不仅集成了建筑、结构、设备等多专业信息于统一模型中，还囊括了从构件的工厂生产、物流转运到现场装配的全流程工程数据，为建筑的智能化设计、工业化建造以及后续的智慧化运维提供了全面系统的数据支撑。
撰稿：李若天
审核：张宏、李向锋
信息来源：教师综合二党支部I建筑技术与科学研究所
