太阳能十项全能：中国大学生与世界团队PK环保创意（多图）

朴犷者老实做

美国太阳能十项全能竞赛很精彩2013年将在中国大同举办

◎本刊驻美特约记者刘佳音    来源：《环境与生活》杂志

  



    9月22日在美国华盛顿西波托马克公园举办的第五届“国际太阳能十项全能竞赛”，于10月2日落下帷幕。该竞赛是由美国能源部发起并主办的一项面向全球大学生的实验创作竞赛，参赛单位多为高校，目的是设计并建造节能、实惠、美观、舒适的太阳能房屋，房屋要适应参赛队当地的环境，并尽量使用当地素材。本届竞赛共有来自全球各大学的19支队伍参赛，中国同济大学也赴美与世界高校“同场竞技”。



造价越高得分越低



    比赛之前，每个参赛队都在网上公布宣传短片，并在9月23日至10月2日之间供游客免费实地参观（图1），接受专家评审。竞赛设有10个指标，每项指标最多可得100分，共1000分。而可购性是今年的新指标，造价在25万美元以下的得100分，造价越高得分就越低，造价在60万美元以上的只能得0分。     
    据美国《赫芬顿邮报》报道，在上一届（2009年）的竞赛中，德国队的冠军房屋造价为80万美元，而今年参赛房屋的造价普遍低于25万美元。

                               
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①在华盛顿西波托马克公园举办的第五届太阳能十项全能竞赛。由近及远，您可看到俄亥俄大学的“重奏”，南加州建筑学院和加州科技大学的“片儿房”，纽约大学的“楼顶阁”，马萨诸塞州的“4D屋”，马里兰大学的“集水屋”，比利时队的“E立方”，中国同济大学的“Y型集装箱”，加拿大队的“科技住宅传统生活”等。


“集水屋”拔得头筹

                               
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②夺冠的马里兰大学“集水屋”。蝶翼状造型可收集雨水。室外为微型人工湿地，可净化“中水”并提供食品。



    本届竞赛中，美国马里兰大学的“集水屋”，以951.151的高分夺得冠军（图2）；美国普渡大学则以931.390分位居第二（图3）；新西兰队第三，得分919.058。中国同济大学队得分为765.471，名列第十五（图4）。除了专家评分以外，大众把“最受欢迎奖”投给了美观舒适的阿巴拉契亚州立大学的“太阳能家园”（图5），他们在专家评审中得分832.499，名列第十二。
    马里兰大学的“集水屋”，充分利用太阳能、风能、水等自然能源，别具匠心地营造了“微型生态”，使得房屋不仅自给自足，还可以向外输出能源及食品。“集水屋”围绕水大做文章：如果下雨，雨水会沿着蝶翼状的房顶被收集起来，一片蝶翼由太阳能板构成，另一片蝶翼上铺满了绿色植被，可调节室内温度，并在下雨时降低水流速度。院子里迷你“人工湿地”，可过滤并循环使用洗澡水等各种“中水”(欧美称“灰水”grey water)。“集水屋”的另一创新之作是美观并有除湿效果的“室内瀑布”（图6），瀑布应用除湿溶剂降低室内湿度后，也使得温度调节更加容易。除了在小院里种植农作物，“集水屋”还在厨房建了一堵“绿墙”，墙上每个小格里都种上了蔬菜，做饭时随时摘下，新鲜、方便又美观。无独有偶，美国米德尔伯里大学的“自给自足屋”，也在室内外都种上了可以食用的当地植物（图7）。

                               
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③第二名是普渡大学的“入时家园”，在外观上很容易融入美国中西部的其他住房，室内外均有很多回收处理后的材料。

                               
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④同济大学的“Y型集装箱”就近取材于上海港口的海运集装箱，便于移动，舒适且经济。

                               
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⑤参赛选手们在阿巴拉契亚州立大学的“太阳能家园”共进晚餐。大众把“最受欢迎奖”投给了这所 “家园”。

                               
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⑥马里兰大学“集水屋”内的除湿剂瀑布，不仅美观，还可降低湿度调节室温。

                               
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⑦米德尔伯里大学的“自给自足屋”内客厅兼书房，开放式厨房后有一堵方便实用的蔬菜墙。




同济大学巧用集装箱



    可购性是今年的新指标，每个参赛队伍都在这方面下了不少功夫，尽量用市场上容易购买的材料。中国同济大学队的“Y型集装箱”，是由6个海运集装箱组成的，三对呈120度Y型排列，提供更大的视角。集装箱中间挖空作为房间，房间中加入隔板可变为两个小房间。墙壁可以折叠，让室内外相连；露台可以在下雨时储水，供居住者使用。
    为了让经济困难者在这次竞赛中受益，华盛顿帕森队的“授权屋”，将在参赛后卖给当地一个有3个小孩的单身母亲，售价刚好是25万美元。没有低价卖给低收入者的参赛房屋,在赛后往往是搬回原址，作为供人参观的教育基地。每个参赛房屋都在竞赛官网上有上百页的详尽说明，免费供大众学习。
    参赛房屋基本都是一室一厅或两室一厅，带个小院，供小型家庭使用。它们有很多共性，比如说结构紧凑，巧妙利用有限空间，家具方便移动，可根据需要提供不同的功能，如卧室转眼之间就可以变成会客室或娱乐场所。固定的床几乎没有，基本都可以折叠到柜子里，或变形成沙发。家具设计简单实用，组装方便，且一物多用。华盛顿帕森队的房屋书架上的空间，甚至可以供人休息（图8），中国队的三角形板凳，则可以组装成各式家具（图9）。

                               
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⑧华盛顿帕森队在楼梯边放置了书架和写字台，书架上方的空间可以供人休息，坐在那里的人可以同时看到楼上和楼下的情况。

                               
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⑨中国队由两个集装箱组成的房间。晚上利用隔板可变为两间小卧室。白天可以把床折叠起来推到柜子里，并用隔板挡住柜子。三角形的板凳可以组装起来，变成各式家具。




所有房屋供电自给



    既然是太阳能竞赛，所有房屋都利用太阳能达到供电自给自足，有些甚至可以只消耗一半电量，另一半用来为电力汽车充电，或卖给电力公司。加拿大纬度较高，他们的太阳能电池基本都朝南，方向略有不同，并可独立调控，来获得最大利用率（图10）。虽然靠太阳提供能量，但是节能也必不可少。如果房屋冬暖夏凉，就不需要太多能量来调节室温。加州理工大学的创新，是把隔热材料放在室外，大大降低了造价。独特的房屋造型形成了一个“室外车库”，没有增加建筑成本，还可以为汽车遮阳挡雨（图11）。
    纽约市高楼林立，人口密集，没有空地建造独立房屋，但楼顶几乎全都空着。纽约大学的“楼顶阁”是利用楼顶空间，建造能源自给的小屋，楼顶花园不仅可以提供食物，还可以为全楼降温（图12）。
    据介绍，太阳能十项全能竞赛从2002年开始，已在华盛顿举办了5届。2010年则在西班牙举办了首届欧洲太阳能十项全能竞赛，2012年仍将在西班牙首都马德里举行欧洲第二届。中美已于今年初达成协议，定于2013年在山西大同举办“首届中国国际太阳能十项全能竞赛”。该竞赛由中国国家能源局、美国能源部联合主办，北京大学承办。让我们期待吧！
（图片来源：美国能源部太阳能十项全能竞赛官网）

                               
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⑩加拿大队的“科技住宅传统生活”，每一块太阳能电池均朝向不同方向，并可独立调控。

                               
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⑾加州理工大学把隔热材料放在室外，大大降低了造价。

                               
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⑿纽约大学的可建在楼顶的“楼顶阁”，及空中花园。

太阳能十项全能竞赛

十项标准

1. 建筑水平
2. 市场前景
3. 工程设计
4. 通讯控制
5. 可购买性
6. 舒适程度
7. 节能热水
8. 家用电器
9. 家庭娱乐
10.能源平衡