כל שנתיים מאז 2002 עורכת המחלקה האמריקאית לאנרגיה (USDOE) תחרות אדריכלות לסטודנטים לעיצוב והנדסה. מכללות ואוניברסיטאות מרחבי העולם מצליחות להציג אבות-טיפוס בר-קיימא של בתים סחירים, בר-קיימא, ובמחיר סביר. האישום שלהם? תכנן ובנה בית קטן למגורים המנוהל לחלוטין - מחמם מים חמים ונורות חשמל לתנור וחימום חשמליים - על ידי הכוח הסולארי שנאסף באירוע של 10 יום, גשם או ברק. ואז להתמודד מול קבוצות אחרות כדי לצבור כמה שיותר נקודות בעשר קטגוריות. זה ארה"ב Decathlon השמש. בחינת העיצובים של זוכי העבר עשויה להאיר אור על עתיד אדריכלות המגורים - אז מה הציבור יכול ללמוד מרעיונות הסטודנטים שהוצגו בתחרות בחסות ממשלה?
ה עשרה תחרות לשנת 2017 Decathlon סולאריים הם אלה: אדריכלות (למשל, ביצוע קונספט, תכנון עבור חלל נתון, תיעוד מפרטים), פוטנציאל שוק (יכולת התייעלות וחסכוניות עבור ספציפית שוק יעד), הנדסה, תקשורת (למשל, סיורים פומביים), חדשנות, מים (לכידת, שימוש ושימוש חוזר בפנים ובחוץ), בריאות ונוחות (אנרגיה המשמשת לחימום וקירור), מוצרי חשמל (שימוש באנרגיה), חיי הבית (למשל, כל הצוותים משתתפים בפעילויות אמיתיות כמו טעינת מכונית חשמלית ואירוח ארוחת ערב שכונתית), ואנרגיה (לכידת, אחסון ושימוש חשמל).
צוותים קולגייטים מבינים במהרה שמשימת אדריכלות לא רק לפתח סגנון חיצוני, אלא גם לבנות אדריכלות. תכונות קיימות ומרחב פנים גמיש, יחד עם תיעוד כנה והצגה פומבית - כל הפעילויות האמיתיות בתחום משרד אדריכלים. א מכונית חכמה עוזר גם, במיוחד אם זה חסכוני בדלק.
אפילו עם עבודתם החופשית של סטודנטים ופקולטה, כניסה לדקאתלון היא מאמץ יקר. אבות-טיפוס מיוצרים באופן מקומי ואז מועברים לאתר התחרות - יקר אם אתה בית ספר בגרמניה או בפורטו ריקו. הוצאות הובלת הבית לאתר התצוגה המשותף בלבד יכולות להיות אוסרות. מלבד התכנון, שלוקח לשנתיים בין דקתלונים, מבלה נתח זמן טוב בחתימת נותני חסות ותורמים כדי לבסס את עלות חומרי הבנייה. החל משנת 2017 חמש הקבוצות המנצחות הראשונות זוכות כל אחת בפרסי כסף מזומנים של 100,000 $ ומעלה, אך בכל השנים שקדמו לכך היו המתמודדים בכוחות עצמם.
מה הופך מכל העבודה הזו, ו לאן הולכים הבתים? מרבית הערכים מוחזרים למדינות ביתם (או למדינות) ולקמפוסים. רבים משמשים ככיתות ומעבדות. חלק מהבתים נמכרים לאזרחים פרטיים. דלטק פירשה בתים נטו-אפסיים שינו כמה עיצובים, כמו בית ההארחה של אוניברסיטת אפלצ'יין משנת 2011, והציעו אותם למכירה כערכות טרומיים. בית דלתא T-90 שנבנה על ידי אוניברסיטת נוריץ 'עבור ה- Decathlon השמש לשנת 2013 נמצא כעת על שטח בית ווסקוט של פרנק לויד רייט בספרינגפילד, אוהיו. בית ה- SURE שנראה בעמוד זה נשלח חזרה לביתו בניו ג'רזי לאחר שניצח את האירוע כולו בשנת 2015. זה פתוח לציבור בבית מרכז המדע ליברטי בג'רסי סיטי.
NeighbourHub במקום הראשון בדצמברלון השמש האמריקני לשנת 2017. זו הייתה הכניסה הראשונה של צוות משולב של אקול פוליטכניקה פדרלה דה לוזאן, בית הספר ל הנדסה ואדריכלות פריבורג, אוניברסיטת ג'נבה לאמנות ועיצוב, ואוניברסיטת פריבורג. יחד הם הקבוצה השוויצרית.
כל צוות Solar Decathlon מנסה להשיג כמה שיותר נקודות בכל אחת מהקטגוריות. מכיוון שכל צוות נמצא תחת אותן אילוצים, הפתרונות הנפוצים מופיעים מחדש משנה לשנה. אלמנטים של ארכיטקטורה, טכנולוגיה והנדסה המתמקדים בחיסכון באנרגיה כוללים לרוב אלה:
חומרים - רעיונות חדשים לפאנלים מבודדים מבניים (SIP); חומרים מקומיים ותוכניות דיגיטליות; דלתות מיגון מגן המותאמות לסביבה המקומית (אש, רוח, עמידה בפני סערה); חומרי בניין חוזרים, משוחזרים וממוחזרים (למשל, ציפוי עץ למשלוח משטחים, שטיחים מרשתות דייג, בידוד ג'ינס ממוחזר, אריחי אמבטיה קרמיקה מחודשת)
אלמנטים בר קיימא - פאנלים סולאריים פעילים ושמש פאסיבי; מים אפורים ממוחזרים; אנרגיה נטו-אפס או הפקת יותר משימוש; גנים הידרופוניים וקירות גן אנכיים; קירות ירוקים או חיים וגנים אנכיים; סוליות בריז או גוונים שוברי שמש הנעים אלקטרונית ומתכווננים לחום ובוהק השמש
המראה של בתים סולאריים אלה לעיתים קרובות מסורתי בעיצוב, כמו צימרים בעלי מלאכה בקליפורניה עם אגפים ציבוריים ופרטיים. רעיונות רבים נראים בהשראת אדריכלים שכבר עיצבו מגורים ידידותיים לסביבה, מודרניים, כמו הסמל האוסטרלי גלן מורקוט, האדריכל דה סטיל ההולנדי, חריט רייטוולד, זוכה הפיצקר היפני שיגרו באן, ו האדריכל האמריקני פרנק לויד רייט.
בית SU + RE (בר קיימא + גמיש) הציב את המקום הראשון מבין 14 הקבוצות שהתמודדו ב -2015 השמש האמריקאית לשמש. זו הייתה הפעם השלישית מכון טכנולוגי של סטיבנס שהשתתף באירוע הלאומי, אך זו הייתה האליפות הראשונה הכוללת שלהם.
בבית הספר בהובוקן שבניו ג'רזי נשקף נוף של מנהטן התחתונה וזיכרון משנת 2012 של הוריקן סנדי. התלמידים כאן רגישים לאירועי חירום ואקלים כאחד, שהם יודעים שיכולים להיות אותו אירוע. המטרה שלהם עם בית SURE הייתה ליצור אב-טיפוס חדש המחזיק בחזית החוף, "ביצועים גבוהים, בית מונע סולארי המשוריין כנגד מזג אוויר קיצוני "אבל" ארוז כחוף נוח ויפה בית. "
העיצוב שלהם התאים היטב ליישוב האירוע שהתקיים בשעה הפארק הגדול של מחוז אורנג ' באירווין, קליפורניה. בית SURE הצליח לתפקד מהרשת החשמלית עם מערך של קולטי שמש פסיביים ופעילים. האתר שלהם surehouse.org/ מכבד את התהליך ואת האנשים שמאחורי הכניסה המנצחת.
LISI הוא ראשי תיבות של לiving אניnspired על ידי סבר-קיימא אניnnovation והוא שמו של הבית הסולארי שתוכנן על ידי סטודנטים מאוניברסיטת הטכנולוגיה של וינה באוסטריה עבור המחלקה האמריקאית לאנרגיה סולארית Decathlon בשנת 2013. התחרות נערכה באירווין, קליפורניה, ו- LISI סיימה במקום הראשון מתוך 19 מתמודדים.
באתר הצוות, solardecathlon.at/house/, LISI מתואר כ"בית בשבילך באשר אתה. " התכונות כללו אלמנטים ארכיטקטוניים הניתנים לשינוי שנפתחים וסוגרים; שני פטיו לאיזון אסתטי; תכנון סולארי פסיבי בשילוב מערכת מסך אוטומטית; גג סולארי שקטף עודפי אנרגיה; ואחסון משולב בקירות. העיצוב הוצב במקום הרביעי בתחרות האדריכלות, אך זה היה הסיום הכולל במקום הראשון שגרם לצוות להכריז בגאווה כ"אלופי העולם "של" הבית הסולארי הטוב בעולם. "
כניסת אוניברסיטת מרילנד, הנקראת Watershed, זכתה במקום הראשון בסך הכל בפרס השמש Decathlon האמריקני בשנת 2011 שהתקיים בפארק הפוטומאק של הקניון הלאומי בוושינגטון, D.C.
תכונות הרשומה הזוכה כוללות א גן אנכי, מערכת אוטומציה ביתית, א מפל יבוש נוזלי (LDW) להסרת לחות מהאוויר, סככות ארכיטקטוניות המפריד בין חללי פנים ציבוריים ופרטיים, ו- מערכת "מסגרת כבדה" של מסגור (חבילות הרבעה משולשות בגודל 2x6 אינץ ', מטר על מטר), שאותן הן מכנות "הכלאה של מסגור מקל קונבנציונאלי ומסגור עץ כבד."
ה משתמשים ב- LDW בשנת 2007 כתכונה בכניסה קודמת של אוניברסיטת מרילנד, בית LEAF. הסרת לחות מהאוויר באמצעות ליתיום כלוריד במקום מזגן טיפוסי חוסכת אנרגיה, אבל זה לא הכל. המכשיר הופך לחלק מהארכיטקטורה החשופה כאשר הוא משולב כמפל.
הבית הסולארי שנבנה על ידי סטודנטים מאוניברסיטת Technische Universität דרמשטאד בגרמניה זכה במקום הראשון בסך הכל בשנת 2009 בארה"ב השמש Decathlon. בתחום של 20 בתי ספר, גרמניה הצוות קלע נקודות גבוהות מאוד ליעילות אנרגטית.
בית השמש שתוכנן על ידי הצוות הגרמני היה קוביה דו קומתית מכוסה בתאים סולאריים. הבית כולו הפך לגנרטור כוח עם 40 לוחות סיליקון חד-גבישיים על הגג ועם ציפוי העשוי מתאי שמש סרטים דקים שהוצבו על פסי אלומיניום. מערכת פוטו וולטאית (PV) הפיקה ואחסנה כ -200% יותר אנרגיה מאשר הבית בו השתמש בפועל. עבור הנדסה זו, הצוות הצליח להשיג את מספר הנקודות המרבי ב תחרות מדידת נטו.
תכונות אחרות לחיסכון באנרגיה כללו לוחות בידוד ואקום וחומרים מיוחדים בקיר הגבס כדי לעזור לבית לשמור על טמפרטורות נוחות. ליד החלונות סייעו תריסים אוטומטיים לשלוט בכמות החום הסולארי שנכנס לבית.
כדי למקסם את המרחב והגמישות, בית זה המונע על ידי השמש היה מסודר באזורי מגורים במקום חדרים. סטודנטים מאוניברסיטת Technische Universitat Darmstadt עיצבו את בית השמש הזוכה הכולל עבור Decathlon השמש בשנת 2007 בוושינגטון, בית הספר. בית הספר ממוקם במקום הראשון בארכיטקטורה, תאורה, איזון אנרגיה, ותחרויות הנדסיות.
עץ וזכוכית טבעית הפכו את הבית "תוצרת גרמניה" למדהים ויזואלית. תריסי עץ האלון היו מכוסים בלוחות פוטו-וולטאיים, המשלבים רעיונות סולאריים פאסיביים ופעילים. בפנים ניסו התלמידים הגרמנים קרש קיר מיוחד המכיל פרפין. במהלך היום, הפרפין (השעווה) ספג חום והתרכך. בלילה, השעווה התקשתה ושחררה את החום. קיר גבס קירור לשינוי פאזה, מערכת החומה הצליחה יותר על ידי הקבוצה הגרמנית ב -2009, שהפכה אף היא לזוכי הדתלתון הכללי. קיר גבס לשינוי שלב הפך לחומר עשה זאת בעצמך, מכיוון שיעילותו תלויה מאוד באקלים המקומי בו הוא מותקן. ארה"ב סולארית דקאתלון נותנת לבעלי הבית הטיפוסי סיכוי לבחון את הרעיונות הניסיוניים הללו שלא נמצאים בקלות בחנויות של לואי או הום דיפו.
בשנת 2005, ארה"ב סולארית דקאתלון הייתה בת שנתיים בלבד, לאחר שעבר לאירוע בן שנה משונה, אך הוא נערך שוב בקניון הלאומי בוושינגטון, ד. ג. בתחילת אוקטובר. למנצח במקום הראשון בסך הכל לא היה המערך הפוטו-וולטאי הגדול ביותר, אך הוא הצליח בהשוואה לאחסון אנרגיה. הבית הסולארי עם הגג המטלטל שנבנה על ידי אוניברסיטת קולורדו, דנבר ובולדר היה המנצח הכללי.
הצהרת המשימה של תכנון ה- IP של ה- BioS (h) הצהירה על כוונת הצוות "לשלב חומרים טבעיים וטכנולוגיות חדשניות במודע לסביבה, באופן פומבי חומרי בנייה וריהוט היו אורגניים, כולל "סויה, תירס, קוקוס, חיטה, שמן קנולה, שמני הדרים, סוכר ואפילו שוקולד."
הקירות שילבו שני רכיבים, שתוארו כמורכבים "כמו כריך גלידה ענק". בידוד קצף שמן סויה הנקרא BioBase 501 של BioBased Systems הוצב בין שני לוחות של Sonoboard - לוח חזק וקל משקל עשוי מחומרים ממוחזרים על ידי Sonoco החברה. שני חומרי המדף הללו יצרו קיר חדש לדצאתלון 2005. הזכייה של הקבוצה הביאה להקמתה של חברת קולורדו, BioSIPs, Inc. ב -2008, שממשיכה לייצר את הפאנלים המבודדים המבניים (SIP) שהומצאו לדקלון השמש 2005.
המנצח הכולל של ה- Decathlon האמריקני הראשון נקרא BASE + (בניית סביבה קיימא) שתוכנן על ידי אוניברסיטת קולורדו בבולדר. הניסוי המוצלח הוכיח שניתן לבנות בית סולארי מחומרי דיפו, וכי האסתטיקה חשובה יותר מיעילות אופטימלית. לדוגמא, לוחות השמש בגג הוטו לא לזווית אופטימלית, אלא לפשרה אסתטית יותר. ה תוכנית הקומה של הזוכה בסך הכל בשנת 2002 מדגים בצורה גרפית את העיצוב או הכנף. חלל המגורים הציבורי מופרד בבירור מאזור השינה הפרטי, אפילו בשטח של 660 מטר מרובע.
כיום הבית גובהו 2,700 מטר2 מגורים פרטיים בגולדן, קולורדו - התרחבה, אך עם רוב הטכנולוגיה בטקט.
10 התחרויות המקוריות בקטגוריה היו עיצוב וחיוניות; מצגת ועיצוב סימולציה; גרפיקה ותקשורת; אזור הנוחות (HVAC פנים); קירור (שמירה על טמפרטורה במינימום אנרגיה); מים חמים (לפעילות טיפוסית כמו רחצה, כביסה ושטיפת כלים); איזון אנרגיה (באמצעות אנרגיית השמש בלבד); תאורה; עסק ביתי (כוח מספיק לצרכים); ומסתובבים (חשמל לרכב חשמלי).
הבית של כל צוות כלל מטבח, סלון, חדר שינה, חדר אמבטיה ומשרד ביתי, עם מינימום 450 מרובע מטר (41.8 מ"ר) של שטח ממוזג בטביעת רגל מקסימאלית של בניין של 800 רגל רבוע (74.3 מ"ר) מטר). אף על פי שהם היו שותפים לדרישות המשותפות הללו, האדריכלות שהוצגה בדצמברלון הסולארי הראשון אי פעם הייתה מגוונת, מסורתית לעכשווי מודרני.
"הסטודנטים והפקולטה שהשתתפו ב Decathlon השמש בשנת 2002 עשו היסטוריה", טענו מחברי המכון האירוע בסקירה.
מסיבות אלה, האירוע בחסות הממשלה נמשך והפך למוצלח יותר עם השנים. האמריקני השמש Decathlon לא רק שהפך לפרופיל גבוה יותר, אלא שהאירוע הוא גם יותר ויותר חשוב לאזרחי העולם ההולכים וגדלים והולכים ומנסים להציל את כדור הארץ הזה אנושיות.
מקורות: https://www.solardecathlon.gov/past/2002/where_is_colorado_now.html; "תקציר מנהלים," Solar Decathlon 2002: האירוע בסקירה, המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת, DOE / GO-102004-1845, יוני 2004, עמ '. viii (PDF); תוכנית הקומה של הזוכה ב -2002 באדיבות משרד האנרגיה האמריקני, המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת, הברית לאנרגיה ברת קיימא והדקתלון הסולארי; Solar Decathlon 2005: האירוע בסקירה, המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת, DOE / GO-102006-2328, יוני 2006, עמ '. 20 (PDF) [ניגש ל -13 ביולי 2017]; בטח, אודות האב-טיפוס מהדף הצוות בכתובת www.solardecathlon.gov/2015/competition-team-stevens.html, המחלקה האמריקאית לדקאטלון אנרגיה סולארית 2015 [נגשה ב -11 באוקטובר 2015]; LISI, אודות אב-הטיפוס מדף הצוות בכתובת www.solardecathlon.gov/team_austria.html, 2013 המחלקה האמריקאית לדקאטלון אנרגיה סולארית 2013 [גישה 7 באוקטובר 2013]