Co dwa lata od 2002 r. Departament Energii USA (USDOE) organizuje konkurs architektoniczny dla studentów projektowania i inżynierii. Szkoły wyższe i uniwersytety z całego świata łączą siły, aby przedstawić realne prototypy zbywalnych, zrównoważonych i niedrogich domów. Ich zarzut? Zaprojektuj i zbuduj nadający się do zamieszkania mały dom, który jest całkowicie zarządzany - od podgrzewacza ciepłej wody i lamp elektrycznych po kuchenkę i HVAC - dzięki energii słonecznej zgromadzonej podczas 10-dniowej imprezy, deszczu lub blasku. Następnie rywalizuj z innymi zespołami, aby zebrać jak najwięcej punktów w dziesięciu kategoriach. To jest US Solar Decathlon. Badanie projektów wcześniejszych zwycięzców może rzucić światło na przyszłość architektury mieszkaniowej - czego więc obywatele mogą się nauczyć z pomysłów studentów przedstawionych w konkursie sponsorowanym przez rząd?
The dziesięć konkurs na 2017 rok Decathlon słoneczny to: architektura (np. Realizacja koncepcji, projektowanie dla danej przestrzeni, dokumentowanie specyfikacji), potencjał rynkowy (opłacalność i opłacalność dla konkretnego rynek docelowy), inżynieria, komunikacja (np. wycieczki publiczne), innowacje, woda (wychwytywanie, wykorzystanie i ponowne użycie wewnątrz i na zewnątrz), zdrowie i komfort (energia wykorzystywana do ogrzewania i chłodzenia), urządzenia (zużycie energii), życie domowe (np. wszystkie zespoły biorą udział w prawdziwych czynnościach, takich jak ładowanie samochodu elektrycznego i organizowanie kolacji w sąsiedztwie) oraz Energia (przechwytywanie, przechowywanie i używanie Elektryczność).
Zespoły kolegialne wkrótce zdają sobie sprawę, że zadaniem architektury jest nie tylko wypracowanie stylu zewnętrznego, ale także wbudowanie architektoniczne funkcje zrównoważonego rozwoju i elastyczna przestrzeń wewnętrzna, wraz z uczciwą dokumentacją i publiczną prezentacją - wszystkie działania w prawdziwym życiu firma architektoniczna. ZA inteligentny samochód pomaga również, szczególnie jeśli to oszczędność paliwa.
Nawet przy bezpłatnej pracy studentów i wykładowców wejście do Decathlonu jest kosztownym przedsięwzięciem. Prototypy są wytwarzane lokalnie, a następnie transportowane na miejsce zawodów - drogie, jeśli jesteś szkołą w Niemczech lub Puerto Rico. Koszt transportu domu na wspólne miejsce wystawowe może być wygórowany. Oprócz planowania, które zajmuje dwa lata między Decathlons, spora część czasu poświęcana jest na pozyskanie sponsorów i darczyńców na pokrycie kosztów materiałów budowlanych. Począwszy od 2017 roku, każda z pięciu najlepszych zwycięskich drużyn otrzymuje nagrody pieniężne w wysokości 100 000 $ lub więcej, ale we wszystkich poprzednich latach uczestnicy byli sami.
Co stanie się z całą tą pracą, i dokąd idą domy? Większość wpisów jest zwracana do ich rodzinnych stanów (lub krajów) i kampusów. Wiele z nich jest wykorzystywanych jako sale lekcyjne i laboratoria. Niektóre domy są sprzedawane prywatnym obywatelom. Domki prefabrykowane Deltec netto-zero zmodyfikowałem niektóre projekty, takie jak Appalachian State University 2011 Homestead, i zaoferował je do sprzedaży jako zestawy prefabrykowane. Dom Delta T-90 wybudowany przez Uniwersytet Norwich dla Decathlon słoneczny 2013 jest teraz na terenie Wescott House Franka Lloyda Wrighta w Springfield, Ohio. Dom SURE widoczny na tej stronie został zwrócony do domu w New Jersey po wygraniu całego wydarzenia w 2015 roku. Jest otwarty dla publiczności w Liberty Science Center w Jersey City.
NeighborHub zajął pierwsze miejsce w 2017 roku w Decathlonie Stanów Zjednoczonych. To był pierwszy wpis do połączonego zespołu École Polytechnique Fédérale de Lausanne, School of Inżynieria i architektura Fribourg, Uniwersytet Sztuki i Projektowania w Genewie oraz Uniwersytet w Fryburg Razem są zespołem szwajcarskim.
Każda drużyna Solar Decathlon stara się zdobyć jak najwięcej punktów w każdej kategorii. Ponieważ każdy zespół podlega tym samym ograniczeniom, z roku na rok pojawiają się wspólne rozwiązania. Elementy architektury, technologii i inżynierii, które koncentrują się na oszczędności energii, często obejmują:
Materiały - nowe pomysły na izolowane panele konstrukcyjne (SIP); lokalne materiały i plany cyfrowe; ochronne drzwi ochronne dostosowane do lokalnego środowiska (odporne na ogień, wiatr, burzę); przemienione, zregenerowane i poddane recyklingowi materiały budowlane (np. bocznica drewniana z palet transportowych, wykładzina z sieci rybackich, izolacja dżinsowa z recyklingu, odzyskana ceramiczna płytka łazienkowa)
Zrównoważone elementy - aktywne kolektory słoneczne i pasywne kolektory słoneczne; woda szara z recyklingu; energia netto zero lub wytwarzająca więcej niż wykorzystująca; hydroponiczne ogrody i pionowe ściany ogrodowe; zielone lub żywe ściany i pionowe ogrody; rodzić soleils lub zasłaniające słońce odcienie, które elektronicznie poruszają się i dostosowują do ciepła i blasku słońca
Wygląd tych słonecznych domów ma często tradycyjny charakter, na przykład bungalowy California Craftsman ze skrzydłami publicznymi i prywatnymi. Wiele pomysłów wydaje się być inspirowanych przez architektów, którzy zaprojektowali już przyjazne dla środowiska, nowoczesne rezydencje, takie jak ikona Australii Glenn Murcutt, holenderski architekt De Stijl, Gerrit Rietveld, japoński zwycięzca Pritzkera Shigeru Ban oraz Amerykański architekt Frank Lloyd Wright.
SU + RE (zrównoważony + odporny) DOM zajął pierwsze miejsce spośród 14 drużyn, które rywalizowały w amerykańskim Decathlonie Słonecznym 2015. Stevens Institute of Technology po raz trzeci uczestniczył w zawodach krajowych, ale były to ich pierwsze ogólne mistrzostwa.
Szkoła w Hoboken w stanie New Jersey ma widok na Dolny Manhattan i pamięć o huraganie Sandy z 2012 roku. Studenci tutaj są wrażliwi zarówno na zdarzenia awaryjne, jak i klimatyczne, które, jak wiedzą, mogą być tym samym wydarzeniem. Ich celem w SURE House było stworzenie nowego samowystarczalnego prototypu na plaży, „wysokiej wydajności, dom zasilany energią słoneczną, który jest opancerzony na ekstremalne warunki pogodowe ”, ale„ jest zapakowany jako wygodny, piękny brzeg dom."
Ich projekt dobrze pasował do miejsca wydarzenia, w którym odbyła się impreza Park hrabstwa Orange w Irvine w Kalifornii. Dom SURE był w stanie funkcjonować poza siecią elektryczną dzięki szeregowi pasywnych i aktywnych kolektorów słonecznych. Ich strona internetowa surehouse.org/ honoruje proces i osoby odpowiedzialne za zwycięskie zgłoszenie.
LISI to skrót od L.iving jainspirowane przez S.ustabilizowany jannovation i jest nazwą domu słonecznego zaprojektowanego przez studentów z Politechniki Wiedeńskiej w Austrii dla Departamentu Energii Słonecznej Decathlon 2013. Zawody odbyły się w Irvine w Kalifornii, a LISI zajął pierwsze miejsce spośród 19 uczestników.
Na stronie zespołu solardecathlon.at/house/, LISI jest opisany jako „Dom dla ciebie, gdziekolwiek jesteś”. Funkcje obejmowały wymienne elementy architektoniczne, które otwierają się i zamykają; dwa patio dla równowagi estetycznej; pasywna konstrukcja solarna w połączeniu ze zautomatyzowanym systemem ekranowania; dach słoneczny, który zbierał nadwyżkę energii; i przechowywanie zintegrowane ze ścianami. Projekt zajął czwarte miejsce w konkursie Architektura, ale to pierwsze miejsce zajęło pierwsze miejsce, dzięki czemu zespół z dumą ogłosił, że jest „mistrzem świata” „najlepszego domu słonecznego na świecie”.
Wpis z University of Maryland o nazwie Watershed zajął pierwsze miejsce w klasyfikacji generalnej w 2011 roku U.S. Solar Decathlon w West Mall w Potomac Park w Waszyngtonie.
Funkcje zwycięskiego zgłoszenia obejmują ogród pionowy, system automatyki domowej, Wodospad płynny pochłaniający wilgoć (LDW) w celu usunięcia wilgoci z powietrza, architektoniczne „wiaty” które oddzielają publiczne i prywatne przestrzenie wewnętrzne, oraz system kadrowania „heavy stick” (trzy-2x6-calowe zestawy kołków, 4 stopy na środku), które nazywają „hybrydą tradycyjnej ramy wbijanej i ciężkiej drewnianej”.
The LDW zostało wykorzystane w 2007 roku jako element poprzedniego wpisu na University of Maryland, dom LEAF. Usuwanie wilgoci z powietrza za pomocą chlorku litu zamiast typowego klimatyzatora oszczędza energię, ale to nie wszystko. Urządzenie staje się częścią odsłoniętej architektury, gdy zostanie włączone jako wodospad.
Dom solarny zbudowany przez studentów z Technische Universität Darmstadt w Niemczech zdobył pierwsze miejsce w klasyfikacji generalnej US Solar Decathlon w 2009 roku. Na polu 20 szkół drużyna Niemiec zdobyła bardzo wysokie punkty za efektywność energetyczną.
Dom słoneczny zaprojektowany przez niemiecki zespół był dwukondygnacyjnym sześcianem pokrytym ogniwami słonecznymi. Cały dom stał się generatorem prądu z 40 monokrystalicznymi krzemowymi panelami na dachu i bocznicą wykonaną z cienkowarstwowych ogniw słonecznych przymocowanych do aluminiowych pasków. System fotowoltaiczny (PV) generował i magazynował około 200% więcej energii niż dom faktycznie używany. Za tę inżynierię zespół zdobył maksymalną liczbę punktów konkurs pomiaru netto.
Inne funkcje oszczędzania energii obejmowały próżniowe panele izolacyjne i specjalne materiały w płytach kartonowo-gipsowych, które pomagają w utrzymaniu komfortowych temperatur w domu. Za oknami automatyczne żaluzje pomagały kontrolować ilość ciepła słonecznego docierającego do domu.
Aby zmaksymalizować przestrzeń i elastyczność, ten dom zasilany energią słoneczną został umieszczony w strefach życia zamiast w pokojach. Studenci z Technische Universitat Darmstadt zaprojektowali zwycięski dom solarny na Solar Decathlon 2007 w Waszyngtonie D.C. Szkoła zajęła pierwsze miejsce w dziedzinie architektury, oświetlenia, Balans energetyczny, i konkursy inżynierskie.
Naturalne drewno i szkło sprawiły, że dom „Made in Germany” był oszałamiający wizualnie. Dębowe żaluzje zostały pokryte panelami fotowoltaicznymi, łącząc pasywne i aktywne pomysły słoneczne. Wewnątrz niemieccy studenci eksperymentowali ze specjalną tablicą ścienną zawierającą parafinę. W ciągu dnia parafina (wosk) absorbowała ciepło i zmiękczała. W nocy wosk stwardniał, uwalniając ciepło. Płyta gipsowo-kartonowa o zmienionej fazie, system ścienny odniósł większy sukces od niemieckiego zespołu z 2009 roku, który również został zwycięzcą konkursu Decathlon. Płyty gipsowo-kartonowe zmieniające fazę stały się materiałem do samodzielnego wykonania, ponieważ jego skuteczność zależy w dużej mierze od lokalnego klimatu, w którym jest zainstalowany. Solar Decathlon w Stanach Zjednoczonych daje typowemu właścicielowi domu okazję do zbadania eksperymentalnych pomysłów, których nie można łatwo znaleźć w sklepach Lowe's lub Home Depot.
W 2005 roku amerykański Solar Decathlon miał zaledwie dwa lata, po przejściu na imprezę nieparzystą, ale ponownie odbył się w National Mall w Waszyngtonie. DO. na początku października. Zdobywca pierwszego miejsca nie miał największego układu fotowoltaicznego, ale osiągnął lepsze wyniki w zakresie magazynowania energii. Dom słoneczny z ruchomym dachem zbudowany przez University of Colorado, Denver i Boulder był zwycięzcą.
Deklaracja misji projektu BioS (h) IP zadeklarowała zamiar zespołu „zintegrowania naturalnych materiałów i innowacyjnych technologii w sposób przyjazny dla środowiska, publicznie dostępny, modułowy, słoneczny projekt domu. ”Materiały budowlane i wyposażenie były organiczne, w tym„ soja, kukurydza, kokos, pszenica, olej rzepakowy, oleje cytrusowe, cukier, a nawet czekolada."
Ściany łączyły dwa elementy, opisane jako złożone „jak wielka kanapka z lodami”. Izolacja z pianki oleju sojowego o nazwie BioBase 501 firmy BioBased Systems został umieszczony pomiędzy dwoma panelami Sonoboard - mocną, lekką płytą wykonaną z materiałów pochodzących z recyklingu firmy Sonoco Firma. Te dwa gotowe produkty stworzyły nowy panel ścienny na Decathlon 2005. Zwycięstwo zespołu doprowadziło do założenia w 2008 roku firmy z Kolorado, BioSIPs, Inc., która kontynuuje produkcję izolowanych paneli konstrukcyjnych (SIP) opracowanych dla Solar Decathlon w 2005 roku.
Zwycięzca pierwszego US Solar Decathlon został nazwany BASE + (Building a Sustainable Environment) zaprojektowany przez University of Colorado w Boulder. Udany eksperyment udowodnił, że dom słoneczny można zbudować z materiałów Home Depot, a estetyka była ważniejsza niż optymalna wydajność. Na przykład panele słoneczne na dachu pochylono nie pod optymalnym kątem, ale z bardziej estetycznym kompromisem. The plan piętra zwycięzcy z 2002 roku pokazuje graficznie projekt rozstawu lub skrzydła. Publiczna przestrzeń mieszkalna jest wyraźnie oddzielona od prywatnej sypialni, nawet na 660 stóp kwadratowych.
Dziś dom ma 2700 stóp2 prywatna rezydencja w Golden, Kolorado - rozbudowana, ale z większością taktowanych technologii.
Pierwotnymi 10 kategoriami konkursowymi były Design and Livability; Prezentacja i symulacja projektu; Grafika i komunikacja; Strefa komfortu (wnętrze HVAC); Chłodzenie (utrzymywanie temperatury przy minimalnej energii); Gorąca woda (do typowych czynności, takich jak kąpiel, pranie i mycie naczyń); Bilans energetyczny (wykorzystujący tylko energię słoneczną); Oświetlenie; Home Business (moc wystarczająca na potrzeby); i poruszanie się (moc dla pojazdu elektrycznego).
Dom każdego zespołu obejmował kuchnię, salon, sypialnię, łazienkę i domowe biuro o powierzchni co najmniej 450 m2 41,8 metrów kwadratowych klimatyzowanej przestrzeni w budynku o maksymalnej powierzchni 800 stóp kwadratowych (74,3 metra kwadratowego) metrów). Choć łączyły te wspólne wymagania, architektura prezentowana w pierwszym Solar Decathlonie była bardzo zróżnicowana, od tradycyjnej po współczesną.
„Studenci i wykładowcy, którzy uczestniczyli w Solar Decathlon w 2002 roku, przeszli do historii” - twierdzili autorzy Wydarzenie w przeglądzie.
Z tych powodów sponsorowane przez rząd wydarzenie trwało przez lata i odniosło większy sukces. U.S. Solar Decathlon nie tylko stał się głośniejszy, ale wydarzenie jest coraz bardziej popularne ważne dla stale rosnących ekologicznie świadomych obywateli świata, którzy próbują uratować planetę ludzkość.
Źródła: https://www.solardecathlon.gov/past/2002/where_is_colorado_now.html; „Streszczenie” Solar Decathlon 2002: Przegląd wydarzenia, Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej, DOE / GO-102004-1845, czerwiec 2004, str. VIII (PDF); Plan piętra dla zwycięzcy z 2002 r. Dzięki uprzejmości Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej, Sojuszu na rzecz Zrównoważonej Energii i Solar Decathlon; Solar Decathlon 2005: Przegląd wydarzenia, National Renewable Energy Laboratory, DOE / GO-102006-2328, czerwiec 2006, s. 1. 20 (PDF) [dostęp 13 lipca 2017 r.]; SURE, About the Prototype from the Team Page at www.solardecathlon.gov/2015/competition-team-stevens.html, U.S. Department of Energy Solar Decathlon 2015 [dostęp 11 października 2015]; LISI, About the Prototype from the Team Page at www.solardecathlon.gov/team_austria.html, 2013 U.S. Department of Energy Solar Decathlon 2013 [dostęp 7 października 2013]