http://kadhoai.com.cn 2026-04-27 07:32:05 來源:《大眾機械師》雜誌


據《大眾機械師》雜誌10月11日報道 20個大學生團隊在兩周的時間內各自設計並搭建一棟太陽能住宅,這也許目前還隻是“太陽能十項全能競賽” (Solar Decathlon)中的一個比賽項目,而在不久的將來,這將有望成為全世界科技行業、建築行業和能源行業日常工作項目之一。
“太陽能十項全能競賽”是由美國能源部 (DOE) 讚助的建築與能源科技競賽,旨在設計、創建和管理最節能的太陽能住宅。競賽要求每所參賽大學設計並建造一棟麵積為74平方米的太陽能住宅,並將於10月9日-10月18日在華盛頓哥倫比亞特區的國家大草坪 (National Mall)創建“太陽能之村”,進行為期一周的現場競賽。
美國能源部將對公眾開放整個現場比賽的過程,10月14日ri,負fu責ze十shi個ge項xiang目mu評ping分fen的de裁cai判pan們men會hui仔zai細xi考kao量liang每mei所suo房fang屋wu作zuo品pin。與yu往wang年nian不bu同tong,今jin年nian的de比bi賽sai中zhong還hai將jiang與yu波bo托tuo馬ma克ke電dian力li公gong司si合he作zuo,可ke以yi實shi時shi測ce量liang每mei個ge房fang屋wu的de實shi際ji電dian力li耗hao能neng量liang,能neng耗hao越yue低di,評ping分fen自zi然ran越yue高gao。
比(bi)賽(sai)中(zhong),除(chu)了(le)新(xin)技(ji)術(shu)新(xin)設(she)計(ji)和(he)各(ge)種(zhong)創(chuang)新(xin)外(wai),單(dan)是(shi)親(qin)手(shou)蓋(gai)房(fang)子(zi)就(jiu)不(bu)容(rong)易(yi)。對(dui)於(yu)這(zhe)些(xie)邊(bian)攻(gong)讀(du)大(da)學(xue)課(ke)程(cheng)邊(bian)擠(ji)時(shi)間(jian)參(can)加(jia)比(bi)賽(sai)的(de)學(xue)生(sheng)們(men)而(er)言(yan),這(zhe)無(wu)疑(yi)將(jiang)是(shi)一(yi)次(ci)動(dong)腦(nao)動(dong)手(shou)的(de)雙(shuang)重(zhong)考(kao)驗(yan)和(he)挑(tiao)戰(zhan)。當(dang)然(ran),想(xiang)要(yao)贏(ying)得(de)比(bi)賽(sai),最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)還(hai)是(shi)創(chuang)造(zao)力(li)!
這zhe次ci參can賽sai的de作zuo品pin都dou是shi卓zhuo越yue的de智zhi慧hui結jie晶jing,其qi中zhong的de四si個ge佼jiao佼jiao者zhe特te別bie值zhi得de一yi提ti。它ta們men采cai用yong創chuang新xin技ji術shu和he前qian衛wei的de建jian築zhu風feng格ge,在zai眾zhong多duo作zuo品pin中zhong脫tuo穎ying而er出chu。
1. 加利福尼亞州代表隊
加利福尼亞州代表隊的加熱冷卻係統是這次比賽中展示的少見新技術之一。該係統可以幫助房間溫控用電量控製為零。23歲的設計負責人蒂姆-森納特表示:“要(yao)控(kong)製(zhi)屋(wu)內(nei)溫(wen)度(du)需(xu)要(yao)耗(hao)費(fei)大(da)量(liang)的(de)電(dian),依(yi)靠(kao)太(tai)陽(yang)能(neng)供(gong)電(dian)很(hen)不(bu)劃(hua)算(suan),所(suo)以(yi)我(wo)們(men)打(da)算(suan)幹(gan)脆(cui)不(bu)用(yong)電(dian)。我(wo)們(men)設(she)計(ji)出(chu)的(de)一(yi)套(tao)地(di)板(ban)和(he)天(tian)花(hua)板(ban)輻(fu)射(she)管(guan)係(xi)統(tong),可(ke)以(yi)利(li)用(yong)收(shou)集(ji)到(dao)的(de)太(tai)陽(yang)熱(re)能(neng)來(lai)代(dai)替(ti)空(kong)調(tiao),很(hen)好(hao)地(di)完(wan)成(cheng)室(shi)內(nei)溫(wen)控(kong)工(gong)作(zuo)。”
加利福尼亞州代表隊的房屋設計充分利用陽光和雨水,力求做到房屋的“零消耗”和“零浪費”,來看看幾個核心技術:
溫控——輻射管的妙用
來自屋頂的太陽能係統的熱能將地板PEX管材中的水加熱,為房間供暖。天花板中鋪設的另一組輻射供冷管道則負責降溫——管道中冷水經過天花板,吸收房間中的熱量,達到降低室溫的目的。
太陽熱能的利用
屋(wu)頂(ding)上(shang)除(chu)了(le)鋪(pu)設(she)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)伏(fu)板(ban)外(wai),還(hai)有(you)平(ping)板(ban)式(shi)太(tai)陽(yang)熱(re)能(neng)收(shou)集(ji)器(qi),可(ke)以(yi)讓(rang)陽(yang)光(guang)經(jing)折(zhe)射(she)透(tou)過(guo)導(dao)熱(re)玻(bo)璃(li)和(he)輻(fu)射(she)吸(xi)收(shou)塗(tu)層(ceng)。這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)能(neng)夠(gou)加(jia)熱(re)防(fang)凍(dong)結(jie)液(ye),將(jiang)熱(re)量(liang)傳(chuan)遞(di)給(gei)屋(wu)內(nei)熱(re)水(shui)箱(xiang)中(zhong)的(de)水(shui),並(bing)通(tong)過(guo)管(guan)道(dao)抵(di)達(da)地(di)板(ban)。
水資源的重複再利用
來自洗衣機、水槽和淋浴間的廢水流經過裝有粉沙、粘zhan土tu和he礫li石shi的de過guo濾lv裝zhuang置zhi,得de以yi淨jing化hua。過guo濾lv後hou的de水shui可ke以yi用yong來lai澆jiao灌guan菜cai園yuan。此ci外wai,房fang屋wu還hai設she有you雨yu水shui收shou集ji係xi統tong,管guan道dao與yu池chi塘tang和he房fang屋wu地di下xia的de水shui箱xiang相xiang連lian,最zui大da限xian度du利li用yong水shui資zi源yuan。
2.波士頓代表隊
此外,波士頓代表隊的設計也很搶眼。該隊由波士頓建築學院和塔夫茨大學組成,他們力求能將房屋的市場價格控製在30萬美元以下。所以為了降低成本,學生們選擇了200美元的分時微型逆變器(可將直流電轉化為交流電),代替普通光伏陣列中常用的3000美元轉換器。該隊的太陽熱能工程負責人羅斯-特斯維還特別選用了價格僅有普通價位三分之一的疏散軟管製成平板熱收集器。他解釋道:“這讓我們的房屋不會華而不實,而是絕對的經濟實惠,同時保證了可持續發展性。”
3.弗吉尼亞州代表隊
同樣值得一提的是弗吉尼亞州代表隊,弗吉尼亞理工大學的學生們搭建的房屋采用水泥地板,地板上安裝了傳感器和“地板氣象站”,可ke以yi隨sui時shi觀guan測ce屋wu內nei屋wu外wai的de溫wen度du變bian化hua。屋wu頂ding采cai用yong靈ling感gan來lai自zi於yu智zhi能neng百bai葉ye窗chuang的de一yi係xi列lie滑hua動dong板ban組zu成cheng,可ke根gen據ju屋wu內nei溫wen度du的de變bian化hua來lai改gai變bian角jiao度du,以yi達da到dao調tiao節jie室shi溫wen的de目mu的de。該gai隊dui隊dui長chang奧ao爾er登deng-海利稱:“這zhe個ge反fan應ying靈ling敏min的de建jian築zhu方fang案an可ke以yi幫bang助zhu屋wu主zhu更geng輕qing鬆song的de調tiao節jie遮zhe陽yang模mo式shi和he隔ge熱re性xing能neng,對dui抗kang各ge種zhong氣qi候hou。當dang然ran天tian氣qi好hao的de時shi候hou,你ni大da可ke敞chang開kai屋wu頂ding享xiang受shou日ri光guang浴yu。”
4.亞利桑那州代表隊
zuihoubunengcuoguodeshiyalisangnazhoudaibiaoduidezuopin。zaiyalisangnazhou,taiyangdejiaoduyuqitazhoubutong,yangguangzaiwudingtingliudeshijianhenduan,dabufenshijianshizhijiexiesheruwunei。suoyiyalisangnadaxuedexueshengmenweifangwuzhizuolexuanzhuanjiaolian,keyitiaozhengchaonandedantishiqiangmianhewudingzhuangzhi,yidadaogenglixiangdejiaodu,buzhuogengduodeyangguang。taiyangbanxiaanzhuangdeqiliutongdaohegerecengkeyibangzhujiangwen。duichangmate-金德爾表示:“屋頂表麵的溫度有可能高達150-160華氏度,雖然光伏板的額定耐溫能力遠超過這個溫度,但如果它們能涼爽一點會工作得更順利。”