Hvert andet år siden 2002 afholder U.S. Department of Energy (USDOE) en arkitektkonkurrence for design- og ingeniørstuderende. Colleges og universiteter fra hele verden går sammen om at præsentere levedygtige prototyper af omsættelige, bæredygtige og overkommelige hjem. Deres afgift? Design og opfør et beboeligt lille hus, der er helt kørt - fra varmt vandvarmer og elektrisk lys til komfur og HVAC - med solenergien samlet ved en 10-dages begivenhed, regn eller glans. Derefter konkurrere mod andre hold for at samle så mange point som du kan i ti kategorier. Dette er den amerikanske Solar Decathlon. Undersøgelse af design fra tidligere vindere kan skinne et lys på fremtiden for boligarkitektur - så hvad kan offentligheden lære af studerendes ideer præsenteret i en regeringsstøttet konkurrence?
Det ti konkurrence til 2017 Solar Decathlon er disse: Arkitektur (f.eks. Udførelse af et koncept, design til en given plads, dokumentation af specifikationer), Markedspotentiale (levedygtighed og omkostningseffektivitet for en bestemt målmarked), Ingeniørarbejde, Kommunikation (f.eks. offentlige ture), Innovation, Vand (fange, bruge og genbruge indvendigt og udvendigt), Sundhed og komfort (energi brugt til opvarmning og afkøling), Hvidevarer (energiforbrug), Hjemliv (f.eks. alle teams deltager i aktiviteter i det virkelige liv, såsom opladning af en elbil og vært for en kvarterets middag) og Energi (indfangning, opbevaring og brug af elektricitet).
Collegiale teams indser snart, at arkitekturens opgave ikke kun er at udvikle en udvendig stil, men også arkitektonisk indbygget bæredygtighedsfunktioner og et fleksibelt interiørrum sammen med ærlig dokumentation og offentlig præsentation - alle virkelige aktiviteter i et arkitektfirma. EN smart bil hjælper også, især hvis det brændstoføkonomisk.
Selv med studerendes og fakultets gratis arbejde er det en dyr indsats at indtaste Decathlon. Prototyper fremstilles lokalt og transporteres derefter til konkurrencesite - dyre, hvis du er en skole i Tyskland eller Puerto Rico. Omkostningerne ved at transportere huset til det fælles udstillingssted alene kan være uoverkommelige. Udover planlægning, der tager de to år mellem Decathlons, bruges en god del tid på at tilmelde sponsorer og donorer for at bekæmpe omkostningerne til byggematerialer. Fra og med 2017 modtager de fem bedste vindende hold hver kontantpræmie på $ 100.000 eller mere, men i alle de foregående år var deltagere alene.
Hvad bliver af alt dette arbejde, og hvor går husene hen? De fleste af posterne returneres til deres hjemstater (eller lande) og campusser. Mange bruges som klasseværelser og laboratorier. Nogle boliger sælges til private borgere. Deltec præebricerede netto-nulhuse har ændret nogle designs som Appalachian State University's Homestead 2011, og tilbød dem til salg som præfabrikerede sæt. Delta T-90-huset bygget af Norwich University for Solar Decathlon 2013 er nu på grund af Frank Lloyd Wrights Wescott House i Springfield, Ohio. SURE-huset, der blev set på denne side, blev sendt tilbage til sit New Jersey-hjem efter at have vundet hele begivenheden i 2015. Det er åbent for offentligheden på Liberty Science Center i Jersey City.
NeighborhoodHub placerede først i det amerikanske Solar Decathlon 2017. Dette var første gang adgang for et kombineret hold af École Polytechnique Fédérale de Lausanne, School of Ingeniør og arkitektur Fribourg, Genève Universitet for kunst og design og Universitetet i Fribourg. Sammen er de det schweiziske hold.
Hvert Solar Decathlon-team prøver at få så mange point, som de kan i hver af kategorierne. Da hvert hold er under de samme begrænsninger, vises fælles løsninger igen fra år til år. Elementer af arkitektur, teknologi og teknik, der fokuserer på energibesparelser, inkluderer ofte disse:
Materialer - nye ideer til strukturelle isolerede paneler (SIP); lokale materialer og digitale planer; beskyttende afskærmningsdøre tilpasset det lokale miljø (brand, vind, stormbestandig); genanvendte, genanvendte og genanvendte byggematerialer (f.eks. træbeklædning fra forsendelse af paller, tæpper fra fiskenet, isoleret denimisolering, genvundet keramisk badeværelse fliser)
Bæredygtige elementer - aktive solpaneler og passiv solenergi; genanvendt gråvand; netto-nul energi eller producerer mere end at bruge; hydroponiske haver og lodrette havevægge; grønne eller levende vægge og lodrette haver; brise såler eller solskærende nuancer, der elektronisk bevæger sig og tilpasser sig solens varme og blænding
Udseendet på disse solhuse er ofte traditionelt i design, ligesom California Craftsman-bungalower med offentlige og private vinger. Mange ideer ser ud til at være inspireret af arkitekter, der allerede har designet miljøvenlige, moderne boliger, som det australske ikon Glenn Murcutt, den hollandske De Stijl-arkitekt Gerrit Rietveld, den japanske Pritzker-vinder Shigeru Ban, og Den amerikanske arkitekt Frank Lloyd Wright.
SU + RE (bæredygtigt + elastisk) HUS placerede først ud af de 14 hold, der konkurrerede i U.S. Solar Decathlon 2015. Dette var tredje gang Stevens Institute of Technology deltog i den nationale begivenhed, men det var deres første samlede mesterskab.
Skolen i Hoboken, New Jersey, har udsigt til Nedre Manhattan og et minde fra 2012 om orkanen Sandy. De studerende her er følsomme over for både nødsituationer og klimahændelser, som de ved kan være den samme begivenhed. Deres mål med SURE House var at skabe en ny, selvbærende strandprototype, en "højtydende, solenergi-drevet hus, der er pansret mod ekstrem vejr ", men der er" pakket som en behagelig, smuk strand hus."
Deres design var velegnet til begivenhedens lokalitet, der blev afholdt på Orange County Great Park i Irvine, Californien. SURE-huset var i stand til at fungere fra det elektriske net med en række passive og aktive solfangere. Deres hjemmeside surehouse.org/ hæder processen og folk bag det vindende bidrag.
LISI er et forkortelse for Living jegnspired af SBÆREDYGTIG jegnnovation og er navnet på solenergihjemmet designet af studerende fra Wiens teknologiske universitet i Østrig til U.S. Department of Energy Solar Decathlon. Konkurrencen blev afholdt i Irvine, Californien, og LISI sluttede først ud af 19 deltagere.
På holdets hjemmeside, solardecathlon.at/house/, LISI beskrives som "Et hus for dig, uanset hvor du er." Funktioner inkluderede udskiftelige arkitektoniske elementer, der åbnes og lukkes; to terrasser for æstetisk balance; passivt solenergi design kombineret med et automatiseret skærmsystem; et soltak, der høstede overskydende energi; og opbevaring integreret i væggene. Designet placerede sig fjerde i arkitektkonkurrencen, men det var den overordnede førsteplacering, der fik teamet stolt til at erklære at være ”verdensmestere” i det ”bedste solhus i verden.”
University of Marylands indgang kaldet Watershed vandt førstepladsen samlet i U.S. Solar Decathlon i 2011, der blev afholdt på National Mall's West Potomac Park i Washington, D.C.
Funktioner ved den vindende post inkluderer a lodret have, et hjemmeautomatiseringssystem, a Flydende tørremiddel Vandfald (LDW) for at fjerne fugtighed fra luften, arkitektoniske "skure" at adskilte offentlige og private indvendige rum, og et "tungt stick" -system med indramning (triple-2x6 tommer stud packs, 4 fod i midten), som de kalder "en hybrid af konventionel stick indramning og tung træindramming."
Det LDW var blevet brugt i 2007 som et træk ved en tidligere post i University of Maryland, LEAF-huset. At fjerne fugt fra luften ved at bruge lithiumchlorid i stedet for et typisk klimaanlæg sparer energi, men det er ikke alt. Enheden bliver en del af den eksponerede arkitektur, når den inkorporeres som et vandfald.
Solhjemmet bygget af studerende fra Technische Universität Darmstadt i Tyskland vandt førstepladsen samlet i U.S. Solar Decathlon i 2009. På et felt på 20 skoler scorede team Tyskland meget høje point for energieffektivitet.
Solhjemmet designet af det tyske team var en to-etagers terning dækket med solceller. Hele huset blev en strømgenerator med 40 enkelkrystalliske siliciumpaneler på taget og med sidespor fremstillet af tyndfilm solceller monteret på aluminiumsstrimler. Det fotovoltaiske (PV) -system genererede og lagrede omkring 200% mere energi end det hus, der faktisk blev brugt. Til denne teknik tjente holdet det maksimale antal point i netmålingskonkurrencen.
Andre energibesparende funktioner inkluderede vakuumisolationspaneler og specielle materialer i gipsvæggen for at hjælpe huset med at opretholde behagelige temperaturer. Ved vinduerne hjalp automatiske lameller med at kontrollere mængden af solvarme, der kommer ind i huset.
For at maksimere plads og fleksibilitet blev dette solcelledrevne hjem arrangeret i opholdszoner i stedet for værelser. Studerende fra Technische Universitat Darmstadt designet det samlede vindende solhjem til Solar Decathlon 2007 i Washington, D.C., Skolen placeret først i Architecture, Lighting, Energibalance, og ingeniørkonkurrencer.
Naturligt træ og glas gjorde huset "Made in Germany" visuelt fantastisk. Skodderne med eg, der var eg, var dækket af fotovoltaiske paneler, der kombinerer passive og aktive solideer. Inde inde eksperimenterede de tyske studerende med en speciel wallboard indeholdende paraffin. I løbet af dagen absorberede parafinen (voks) varme og blødgøres. Om natten hærdede voksen og frigav varmen. Kaldet fase-skift gips, vægsystemet blev mere succesfuldt af det tyske hold i 2009, der også blev samlede Decathlon-vindere. Fase-skift gipsvæg er blevet et gør-det-selv-materiale, da dens effektivitet er meget afhængig af det lokale klima, hvori det er installeret. Den amerikanske Solar Decathlon giver den typiske husejer en chance for at undersøge disse eksperimentelle ideer, der ikke let findes i Lowes eller Home Depot-butikker.
I 2005 var den amerikanske Solar Decathlon kun to år gammel efter at have skiftet til en begivenhed med et ulige år, men det blev igen afholdt i National Mall i Washington, D. C. i begyndelsen af oktober. Den samlede placering af førstepladsen havde ikke den største fotovoltaiske række, men de overkonkurrerede i energilagring. Solhuset med det bevægelige tag bygget af University of Colorado, Denver og Boulder var den samlede vinder.
Mission Statement of BioS (h) IP-design erklærede holdets hensigt "at integrere naturlige materialer og innovative teknologier i et miljøbevidst, offentligt tilgængelig, modulopbygget, solenergi-design. "Byggematerialerne og møbleringerne var organiske, herunder" soja, majs, kokosnød, hvede, rapsolie, citrusolier, sukker og endda chokolade."
Væggene kombinerede to komponenter, beskrevet som sammensat "som en kæmpe is-sandwich." En sojabønneolie skumisolering kaldet BioBase 501 af BioBased Systems blev placeret mellem to paneler af Sonoboard - et stærkt, letvægtsbræt lavet af genanvendte materialer af Sonoco Selskab. Disse to off-the-shelf-materialer skabte en ny wallboard til Decathlon i 2005. Holdets sejr førte til grundlæggelsen i 2008 af et Colorado-firma, BioSIPs, Inc., som fortsætter med at fremstille de strukturelle isolerede paneler (SIP'er), der blev opfundet til Solar Decathlon i 2005.
Den samlede vinder af den allerførste U.S. Solar Decathlon blev kaldt BASE + (Building a Sustainable Environment) designet af University of Colorado i Boulder. Det vellykkede eksperiment beviste, at et solhus kunne bygges af Home Depot-materialer, og at æstetikken var vigtigere end optimal effektivitet. F.eks. Blev solpanelerne på taget vippet ikke i en optimal vinkel, men til et mere æstetisk kompromis. Det plantegning af den samlede vinder i 2002 illustrerer grafisk splay- eller vinge-design. Den offentlige boligareal er klart adskilt fra det private soveværelsesområde, selv i 660 kvadratfod.
I dag er huset en 2.700 ft2 privat ophold i Golden, Colorado - udvidet, men med de fleste al teknologi i takt.
De originale 10 kategori-konkurrencer var Design og Livability; Designpræsentation og simulering; Grafik og kommunikation; Komfortzonen (indvendig HVAC); Køling (opretholdelse af temperatur med mindst mulig energi); Varmt vand (til typiske aktiviteter såsom badning, tøjvask og opvask); Energibalance (bruger kun solens energi); Belysning; Hjemmevirksomhed (strøm nok til behov); og komme rundt (strøm til et elektrisk køretøj).
Hvert holds hjem omfattede et køkken, stue, soveværelse, badeværelse og hjemmekontor, med mindst 450 kvadrat fod (41,8 kvadratmeter) konditioneret plads inden for et maksimalt bygningsaftryk på 800 kvadratfod (74,3 kvadrat) meter). Selvom de delte disse fælles krav, varierede arkitekturen i den første nogensinde Solar Decathlon vidt fra traditionel til moderne samtid.
"De studerende og fakultet, der deltog i Solar Decathlon i 2002, gjorde historien," hævdede forfatterne af Begivenheden i gennemgang.
Af disse grunde er den regeringssponserede begivenhed fortsat og blevet mere succes med årene. Den amerikanske Solar Decathlon er ikke kun blevet mere profil, men begivenheden er også mere og mere vigtig for de stadigt voksende miljøbevidste borgere i verden, der prøver at redde denne planet menneskelighed.
Kilder: https://www.solardecathlon.gov/past/2002/where_is_colorado_now.html; "Resumé," Solar Decathlon 2002: The Event in Review, National Renewable Energy Laboratory, DOE / GO-102004-1845, juni 2004, s. viii (PDF); Grundplan for vinderen af 2002 med tilladelse fra det amerikanske energiministerium, det nationale laboratorie for vedvarende energi, Alliance for Sustainable Energy og Solar Decathlon; Solar Decathlon 2005: The Event in Review, National Renewable Energy Laboratory, DOE / GO-102006-2328, juni 2006, s. 20 (PDF) [adgang til 13. juli 2017]; SURE, Om prototypen fra teamsiden på www.solardecathlon.gov/2015/competition-team-stevens.html, U.S.A. Department of Energy Solar Decathlon 2015 [adgang 11. oktober 2015]; LISI, Om prototypen fra teamsiden på www.solardecathlon.gov/team_austria.html, 2013 U.S. Department of Energy Solar Decathlon 2013 [adgang 7. oktober 2013]