Hvert andre år siden 2002 holder US Department of Energy (USDOE) en arkitekturkonkurranse for design- og ingeniørstudenter. Høyskoler og universiteter fra hele verden samarbeider for å presentere levedyktige prototyper av salgbare, bærekraftige og rimelige hjem. Anklagene deres? Design og bygg et levelig lite hus som er helt kjørt - fra varmtvannsbereder og elektrisk lys til komfyr og VVS - av solenergien samlet på et 10-dagers arrangement, regn eller glans. Så konkurrer mot andre lag for å samle så mange poeng du kan i ti kategorier. Dette er den amerikanske Solar Decathlon. Å undersøke designene fra tidligere vinnere kan skinne et lys på fremtiden for boligarkitektur - så hva kan publikum lære av studentideer presentert i en regjeringssponsert konkurranse?
De ti konkurranse for 2017 Solar Decathlon er disse: Arkitektur (f.eks. Gjennomføre et konsept, designe for gitt plass, dokumentere spesifikasjoner), Markedspotensial (levedyktighet og kostnadseffektivitet for en spesifikk målmarked), Ingeniørfag, Kommunikasjon (f.eks. offentlige turer), Innovasjon, Vann (fangst, bruk og gjenbruk inne og ute), Helse og Komfort (energi brukt til å varme og avkjøle), Hvitevarer (energibruk), Hjemliv (f.eks. alle lag deltar i aktiviteter i det virkelige liv som å lade en elbil og være vertskap for et nabolagsmiddag), og Energi (fange, lagre og bruke elektrisitet).
Kollegiale team innser snart at arkitekturen har ikke bare å utvikle en eksteriør stil, men også å bygge inn arkitektonisk bærekraftsfunksjoner og et fleksibelt interiørrom, sammen med ærlig dokumentasjon og offentlig presentasjon - alle virkelige aktiviteter i et arkitektfirma. EN smart bil hjelper også, spesielt hvis det drivstoff-effektive.
Selv med gratis arbeidskraft fra studenter og fakultet, er det kostbart å gå inn i Decathlon. Prototyper er laget lokalt og deretter fraktet til konkurransestedet - dyrt hvis du er en skole i Tyskland eller Puerto Rico. Utgiftene til å transportere huset til det felles utstillingsstedet alene kan være uoverkommelige. Foruten planlegging, som tar de to årene mellom Decathlons, blir det brukt en god del tid på å registrere deg sponsorer og givere for å bekrefte kostnadene for byggematerialer. Fra og med 2017 mottar de fem beste lagene hver pengepremie på $ 100 000 eller mer, men i alle de foregående årene var deltakerne på egen hånd.
Hva blir av alt dette arbeidet, og hvor går husene? De fleste av oppføringene blir returnert til hjemstatene (eller landene) og campusene. Mange blir brukt som klasserom og laboratorier. Noen hjem blir solgt til private. Deltec prebriserte netto null hjem har endret noen design, som Appalachian State University's Homestead 2011, og tilbød dem for salg som prefabrikkerte sett. Delta T-90-huset bygget av Norwich University for Solar Decathlon 2013 er nå på grunnlag av Frank Lloyd Wrights Wescott House i Springfield, Ohio. SURE-huset på denne siden ble sendt tilbake til sitt hjem i New Jersey etter å ha vunnet hele arrangementet i 2015. Det er åpent for publikum på Liberty Science Center i Jersey City.
NeighborhoodHub plasserte først i den amerikanske Solar Decathlon 2017. Dette var første gang oppføringen for et kombinert team av École Polytechnique Fédérale de Lausanne, School of Ingeniør og arkitektur Fribourg, Geneva University of Art and Design, og University of Fribourg. Sammen er de det sveitsiske laget.
Hvert Solar Decathlon-team prøver å få så mange poeng som de kan i hver av kategoriene. Fordi hvert team har samme begrensninger, dukker de vanlige løsningene opp igjen fra år til år. Elementer innen arkitektur, teknologi og prosjektering som fokuserer på energibesparelser inkluderer ofte disse:
materialer - nye ideer for strukturelle isolerte paneler (SIP); lokale materialer og digitale planer; beskyttende skjermingsdører tilpasset nærmiljøet (brann, vind, stormbestandig); gjenbrukte, gjenvunnede og resirkulerte byggematerialer (f.eks. trevegg fra frakt av paller, tepper fra fiskegarn, resirkulert denimisolering, gjenvunnet keramisk baderomsfliser)
Bærekraftige elementer - aktive solcellepaneler og passiv solenergi; resirkulert gråvann; netto-null energi eller produserer mer enn å bruke; hydroponiske hager og vertikale hagevegger; grønne eller levende vegger og vertikale hager; brise såler eller solbrytende nyanser som elektronisk beveger seg og justerer seg etter solens varme og gjenskinn
Utseendet til disse solhusene er ofte tradisjonelt i design, som California Craftsman-bungalower med offentlige og private vinger. Mange ideer ser ut til å være inspirert av arkitekter som allerede har designet miljøvennlige, moderne boliger, som det australske ikonet Glenn Murcutt, den nederlandske De Stijl-arkitekten Gerrit Rietveld, den japanske Pritzker-vinneren Shigeru Ban, og Den amerikanske arkitekten Frank Lloyd Wright.
SU + RE (bærekraftig + spenstig) HOUSE plasserte først ut av de 14 lagene som konkurrerte i 2015 U.S. Solar Decathlon. Dette var tredje gang Stevens Institute of Technology hadde deltatt i den nasjonale begivenheten, men det var deres første samlede mesterskap.
Skolen i Hoboken, New Jersey har utsikt over Nedre Manhattan og et minne fra orkanen Sandy fra 2012. Studentene her er følsomme for både nød- og klimahendelser, som de vet kan være den samme hendelsen. Deres mål med SURE House var å lage en ny, selvopprettholdende strandprototyp, en "høy ytelse, solenergidrevet hus som er pansret mot ekstremvær ", men som er" pakket som et behagelig, vakkert land hus."
Designet deres var godt egnet for arrangementets lokalitet som ble holdt på Orange County Great Park i Irvine, California. SURE-huset var i stand til å fungere fra det elektriske nettet med en rekke passive og aktive solfangere. Deres nettsted surehouse.org/ hedrer prosessen og menneskene bak den vinnende oppføringen.
LISI er et forkortelse for Living Jegnspired av Sustainable Jegnnovation og er navnet på solhjemmet designet av studenter fra Wien teknologiske universitet i Østerrike for U.S. Department of Energy Solar Decathlon. Konkurransen ble avholdt i Irvine, California, og LISI endte først av 19 deltakere.
På lagets hjemmeside, solardecathlon.at/house/, LISI blir beskrevet som "Et hus for deg uansett hvor du er." Funksjonene inkluderer skiftbare arkitektoniske elementer som åpnes og lukkes; to uteplasser for estetisk balanse; passiv solenergi design kombinert med et automatisert skjermsystem; et soltak som høstet overskuddsenergi; og lagring integrert i veggene. Designet plasserte seg på fjerde plass i arkitektkonkurransen, men det var den overordnede førsteplassen som fikk teamet stolt til å proklamere å være "verdensmestere" i det "beste solhuset i verden."
University of Marylands oppføring kalt Watershed vant førsteplassen sammenlagt i U.S. Solar Decathlon i 2011 som ble holdt på National Malls West Potomac Park i Washington, D.C.
Funksjoner ved den vinnende oppføringen inkluderer a vertikal hage, et hjemmeautomatiseringssystem, a Flytende tørkemiddel foss (LDW) for å fjerne luftfuktighet, arkitektoniske "skur" som skiller offentlige og private interiørrom, og et "tung pinne" system for innramming (trippel-2x6 tommers piggpakker, 4 fot på midten), som de kaller "en hybrid av konvensjonell pinneinnramming og kraftig tømmerinnramming."
De LDW hadde blitt brukt i 2007 som et innslag i en tidligere University of Maryland-oppføring, LEAF-huset. Å fjerne fuktighet fra luften ved å bruke litiumklorid i stedet for et typisk klimaanlegg sparer energi, men det er ikke alt. Enheten blir en del av den eksponerte arkitekturen når den er integrert som en foss.
Solhjemmet bygget av studenter fra Technische Universität Darmstadt i Tyskland vant førsteplassen sammenlagt i U.S. Solar Decathlon i 2009. På et felt på 20 skoler scoret team Tyskland svært høye poeng for energieffektivitet.
Solhjemmet designet av tysk team var en to-etasjers kube dekket med solceller. Hele huset ble en kraftgenerator med 40 ensfargede silisiumpaneler på taket og med sidespor laget av tynnfilms solceller montert på aluminiumsstrimler. Det solcelleanlegg (PV) genererte og lagret omtrent 200% mer energi enn huset faktisk brukte. For denne prosjekteringen tjente teamet maksimalt antall poeng i nettmålingskonkurransen.
Andre energibesparende funksjoner inkluderte vakuumisolasjonspaneler og spesielle materialer i gipsen for å hjelpe huset med å opprettholde behagelige temperaturer. Ved vinduene hjalp automatiserte lameller til å kontrollere mengden solvarme som kommer inn i huset.
For å maksimere plass og fleksibilitet, ble dette solcelledrevne hjemmet arrangert i levende soner i stedet for rom. Studenter fra Technische Universitat Darmstadt tegnet det totale vinnende solhjemmet for Solar Decathlon 2007 i Washington, D.C., skolen som ble plassert først i Architecture, Lighting, Energibalanse, og ingeniørkonkurranser.
Naturlig tre og glass gjorde huset "Made in Germany" visuelt fantastisk. Lukene med eikeluker ble dekket av solcellepaneler, og kombinerte passive og aktive solideer. På innsiden eksperimenterte de tyske studentene med en spesiell veggplate som inneholder parafin. I løpet av dagen absorberte parafinet (voks) varmen og ble myknet. Om natten herdet voksen og frigjorde varmen. Kalt fase-endring gips, veggsystemet ble mer vellykket av det tyske teamet i 2009, som også ble totale Decathlon-vinnere. Fase-endring gips har blitt et gjør-det-selv-materiale, da effektiviteten er veldig avhengig av det lokale klimaet det er installert i. Den amerikanske Solar Decathlon gir den typiske huseieren en sjanse til å undersøke disse eksperimentelle ideene som ikke er lett å finne i Lowes eller Home Depot-butikker.
I 2005 var den amerikanske Solar Decathlon bare to år gammel, etter å ha byttet til en begivenhet med et merkelig år, men den ble igjen holdt på National Mall i Washington, D. C. i begynnelsen av oktober. Den første plassen sammenlagtvinneren hadde ikke den største solcelleanlegget, men de overpresterte i energilagring. Solhuset med det bevegelige taket bygget av University of Colorado, Denver og Boulder var den totale vinneren.
Oppdragserklæringen for BioS (h) IP-design erklærte teamets intensjon "å integrere naturlige materialer og innovative teknologier i et miljøbevisst, offentlig tilgjengelig, modulbasert design av solenergi. "Byggematerialene og møblene var organiske, inkludert" soya, mais, kokosnøtt, hvete, rapsolje, sitrusoljer, sukker og til og med sjokolade."
Veggene kombinerte to komponenter, beskrevet som satt sammen "som en gigantisk iskremsandwich." En soyaolje skumisolasjon kalt BioBase 501 av BioBased Systems ble plassert mellom to paneler av Sonoboard - et sterkt, lett brett laget av resirkulerte materialer av Sonoco Selskap. Disse to hylle-materialene skapte en ny tavle for 2005 Decathlon. Lagets seier førte til grunnleggelsen i 2008 av et Colorado-selskap, BioSIPs, Inc., som fortsetter å produsere de strukturelle isolerte panelene (SIP) som ble oppfunnet for Solar Decathlon i 2005.
Den totale vinneren av den aller første amerikanske Solar Decathlon ble kalt BASE + (Building a Sustainable Environment) designet av University of Colorado i Boulder. Det vellykkede eksperimentet beviste at et solhus kunne bygges fra Home Depot-materialer, og at estetikken var viktigere enn optimal effektivitet. For eksempel ble solcellepanelene på taket vippet ikke i en optimal vinkel, men til et mer estetisk kompromiss. De plantegning av vinneren av 2002 illustrerer grafisk utformingen av splayet eller vingen. Det offentlige boarealet er tydelig skilt fra det private soverommet, selv på 660 kvadratmeter.
I dag er huset 2 700 fot2 privat bolig i Golden, Colorado - utvidet, men med mest all teknologien i takt.
De opprinnelige konkurranser i 10 kategorier var Design og Livability; Designpresentasjon og simulering; Grafikk og kommunikasjon; Comfort Zone (innvendig VVS); Kjøling (opprettholde temperatur med minimum energi); Varmt vann (for typiske aktiviteter som bading, klesvask og oppvask); Energibalanse (bruker bare solens energi); belysning; Hjemmevirksomhet (kraft nok til behov); and Getting Around (strøm til et elektrisk kjøretøy).
Hvert teams hjem inkluderer et kjøkken, stue, soverom, bad og hjemmekontor, med minimum 450 kvadrat 41,8 kvadratmeter med kondisjonert plass innenfor et maksimalt bygningsavtrykk på 74,3 kvadratfot meter). Selv om de delte disse vanlige kravene, varierte arkitekturen i den første noensinne Solar Decathlon, fra tradisjonell til moderne samtid.
"Studentene og fakultetet som deltok i Solar Decathlon i 2002 gjorde historie," hevdet forfatterne av Arrangementet i gjennomgang.
Av disse grunner har det regjeringssponserte arrangementet fortsatt og blitt mer vellykket med årene. Den amerikanske Solar Decathlon har ikke bare blitt mer profilert, men begivenheten er også mer og mer viktig for de stadig voksende miljøbevisste innbyggerne i verden som prøver å redde planeten menneskeheten.
kilder: https://www.solardecathlon.gov/past/2002/where_is_colorado_now.html; "Kortfattet sammendrag," Solar Decathlon 2002: The Event in Review, National Renewable Energy Laboratory, DOE / GO-102004-1845, juni 2004, s. viii (PDF); Plantegning av vinneren av 2002 takket være det amerikanske energidepartementet, det nasjonale laboratoriet for fornybar 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) [åpnet 13. juli 2017]; SURE, About the Prototype from Team Page at www.solardecathlon.gov/2015/competition-team-stevens.html, U.S. Department of Energy Solar Decathlon 2015 [tilgang 11. oktober 2015]; LISI, Om prototypen fra teamsiden på www.solardecathlon.gov/team_austria.html, 2013 U.S. Department of Energy Solar Decathlon 2013 [tilgang 7. oktober 2013]