Sinds 2002 organiseert het Amerikaanse Department of Energy (USDOE) om de twee jaar een architectuurwedstrijd voor studenten ontwerp en techniek. Hogescholen en universiteiten van over de hele wereld werken samen om levensvatbare prototypes van verhandelbare, duurzame en betaalbare huizen te presenteren. Hun lading? Ontwerp en bouw een leefbaar klein huis dat volledig wordt beheerd - van warmwaterboiler en elektrische verlichting tot kachel en HVAC - door de zonne-energie die is verzameld tijdens een tiendaags evenement, regen of zonneschijn. Strijd vervolgens tegen andere teams om zoveel mogelijk punten te verzamelen in tien categorieën. Dit is de Amerikaanse Solar Decathlon. Het onderzoeken van de ontwerpen van winnaars uit het verleden kan een licht werpen op de toekomst van residentiële architectuur - dus, wat kan het publiek leren van studentenideeën die worden gepresenteerd tijdens een door de overheid gesponsorde wedstrijd?
De tien wedstrijd voor de 2017 Solar Decathlon zijn deze: Architectuur (bijv. Het uitvoeren van een concept, ontwerpen voor gegeven ruimte, documenteren van specificaties), Marktpotentieel (leefbaarheid en kosteneffectiviteit voor een specifieke doelmarkt), Engineering, Communicatie (bijv. openbare rondleidingen), Innovatie, Water (opvang, gebruik en hergebruik binnen en buiten), Gezondheid en comfort (energie die wordt gebruikt om te verwarmen en koelen), Apparaten (energieverbruik), Thuisleven (alle teams nemen bijvoorbeeld deel aan activiteiten in het echte leven, zoals het opladen van een elektrische auto en het hosten van een diner in de buurt), en Energie (vastleggen, opslaan en gebruiken elektriciteit).
Collegiale teams beseffen al snel dat het de taak van architectuur is om niet alleen een buitenstijl te ontwikkelen, maar ook om architectonisch in te bouwen duurzaamheidskenmerken en een flexibele binnenruimte, samen met eerlijke documentatie en openbare presentatie - alle real-life activiteiten in een architectenbureau. EEN slimme auto helpt ook, vooral als het brandstofefficiënte.
Zelfs met de vrije arbeid van studenten en docenten is het betreden van de tienkamp een dure onderneming. Prototypes worden lokaal gemaakt en vervolgens naar de wedstrijdsite vervoerd - duur als je een school in Duitsland of Puerto Rico bent. De kosten om het huis alleen naar de gemeenschappelijke tentoonstellingslocatie te vervoeren, kunnen onbetaalbaar zijn. Naast de planning, die de twee jaar tussen Decathlons duurt, wordt er een groot deel van de tijd besteed aan het aanmelden van sponsors en donateurs om de kosten van bouwmaterialen te bekostigen. Vanaf 2017 ontvangen de top vijf winnende teams elk geldprijzen van $ 100.000 of meer, maar in alle voorgaande jaren stonden de deelnemers er alleen voor.
Wat wordt er van al dit werk, en waar gaan de huizen heen? De meeste inzendingen worden teruggestuurd naar hun thuisstaat (of landen) en campussen. Velen worden gebruikt als klaslokalen en laboratoria. Sommige woningen worden verkocht aan particulieren. Deltec prebricated netto-nul woningen sommige ontwerpen gewijzigd, zoals Appalachian State University's Homestead 2011, en ze te koop aangeboden als geprefabriceerde kits. Het Delta T-90 House gebouwd door Norwich University voor de Solar Decathlon 2013 staat nu op het terrein van het Wescott House van Frank Lloyd Wright in Springfield, Ohio. Het SURE-huis op deze pagina is teruggestuurd naar zijn huis in New Jersey nadat het het hele evenement in 2015 had gewonnen. Het is open voor het publiek op de Liberty Science Center in Jersey City.
NeighborHub behaalde de eerste plaats in de U.S. Solar Decathlon 2017. Dit was de eerste keer dat een gecombineerd team van École Polytechnique Fédérale de Lausanne, School of Engineering en Architectuur Fribourg, Universiteit voor Kunst en Design in Genève en de Universiteit van Fribourg. Samen vormen ze het Zwitserse team.
Elk Solar Decathlon-team probeert in elk van de categorieën zoveel mogelijk punten te behalen. Omdat elk team onder dezelfde beperkingen staat, komen de gemeenschappelijke oplossingen van jaar tot jaar terug. Elementen van architectuur, technologie en engineering die zich richten op energiebesparing omvatten vaak deze:
Materialen - nieuwe ideeën voor structurele geïsoleerde panelen (SIP); lokale materialen en digitale plannen; beschermende afschermdeuren aangepast aan de lokale omgeving (brand-, wind-, stormbestendig); hergebruikte, teruggewonnen en gerecyclede bouwmaterialen (bijv. houten gevelbekleding van verzendpallets, vloerbedekking van visnetten, gerecyclede denimisolatie, teruggewonnen keramische badkamertegel)
Duurzame elementen - actieve zonnepanelen en passieve zonnepanelen; gerecycled grijs water; netto-nul energie of meer produceren dan gebruiken; hydrocultuurtuinen en verticale tuinmuren; groene of levende muren en verticale tuinen; brise soleils of zonwerende tinten die elektronisch bewegen en zich aanpassen aan de hitte en schittering van de zon
Het uiterlijk van deze zonne-huizen is vaak traditioneel van ontwerp, zoals California Craftsman-bungalows met openbare en privévleugels. Veel ideeën lijken geïnspireerd te zijn door architecten die al milieuvriendelijke, moderne woningen hebben ontworpen, zoals het Australische icoon Glenn Murcutt, de Nederlandse De Stijl architect Gerrit Rietveld, de Japanse Pritzker winnaar Shigeru Ban, en Amerikaanse architect Frank Lloyd Wright.
Het SU + RE (duurzaam + veerkrachtig) HUIS plaatste zich als eerste van de 14 teams die meededen aan de Amerikaanse Solar Decathlon 2015. Dit was de derde keer dat het Stevens Institute of Technology deelnam aan het nationale evenement, maar het was hun eerste algemene kampioenschap.
De school in Hoboken, New Jersey heeft uitzicht op Lower Manhattan en een herinnering aan de orkaan Sandy uit 2012. De studenten hier zijn gevoelig voor zowel nood- als klimaatgebeurtenissen, waarvan ze weten dat ze hetzelfde kunnen zijn. Hun doel met het SURE House was om een nieuw zelfvoorzienend prototype aan het strand te creëren, een "high-performance, huis op zonne-energie dat is gepantserd tegen extreem weer "maar dat is" verpakt als een comfortabele, mooie kust huis."
Hun ontwerp was zeer geschikt voor de locatie van het evenement Orange County Great Park in Irvine, Californië. Het SURE-huis kon buiten het elektriciteitsnet functioneren met een reeks passieve en actieve zonnecollectoren. Hun website surehouse.org/ eert het proces en de mensen achter de winnende inzending.
LISI is een afkorting van Living ikgeïnspireerd door Sduurzaam iknnovation en is de naam van het zonnewoning ontworpen door studenten van de Technische Universiteit van Wenen in Oostenrijk voor het Amerikaanse Department of Energy Solar Decathlon 2013. De wedstrijd werd gehouden in Irvine, Californië, en LISI eindigde als eerste van de 19 deelnemers.
Op de website van het team, solardecathlon.at/house/, LISI wordt beschreven als "Een huis voor u, waar u ook bent". Functies omvatten veranderlijke architectonische elementen die openen en sluiten; twee patio's voor esthetisch evenwicht; passief zonne-ontwerp gecombineerd met een geautomatiseerd schermsysteem; een zonnedak dat overtollige energie oogstte; en opslag geïntegreerd in de muren. Het ontwerp behaalde de vierde plaats in de architectuurwedstrijd, maar het was de algemene eerste plaats die het team met trots uitriep tot "wereldkampioen" van de "beste zonnewoning ter wereld".
De inzending van de Universiteit van Maryland, Watershed genaamd, behaalde de eerste plaats in het algemeen in de Amerikaanse Solar Decathlon 2011, gehouden in het National Pot's West Potomac Park in Washington, D.C.
Kenmerken van de winnende inzending zijn onder meer een verticale tuin, een domoticasysteem, een Waterval met droogmiddel (LDW) om vocht uit de lucht te verwijderen, architectonische "schuren" die publieke en private binnenruimtes scheiden, en een "heavy stick" systeem van framing (driedubbele 2x6 inch noppenpakketten, 4 voet in het midden), die ze "een hybride van conventionele stoklijsten en zware houten lijsten" noemen.
De LDW was in 2007 gebruikt als een kenmerk van een eerdere inzending van de Universiteit van Maryland, het LEAF-huis. Het verwijderen van vocht uit de lucht door lithiumchloride te gebruiken in plaats van een typische airconditioner bespaart energie, maar dat is niet alles. Het apparaat wordt onderdeel van de zichtbare architectuur wanneer het wordt opgenomen als een waterval.
Het zonne-huis gebouwd door studenten van de Technische Universität Darmstadt in Duitsland behaalde de eerste plaats overall in de Amerikaanse Solar Decathlon 2009. In een veld van 20 scholen scoorde team Duitsland zeer hoge punten voor energie-efficiëntie.
Het zonne-huis ontworpen door het Duitse team was een kubus van twee verdiepingen bedekt met zonnecellen. Het hele huis werd een stroomgenerator met 40 monokristallijne siliciumpanelen op het dak en met gevelbeplating gemaakt van dunne film zonnecellen die op aluminium strips waren gemonteerd. Het fotovoltaïsche (PV) systeem heeft ongeveer 200% meer energie opgewekt en opgeslagen dan het huis daadwerkelijk gebruikte. Voor deze engineering verdiende het team het maximale aantal punten in de Net Metering wedstrijd.
Andere energiebesparende functies waren onder meer vacuümisolatiepanelen en speciale materialen in de gipsplaat om het huis te helpen comfortabele temperaturen te handhaven. Bij de ramen hielpen geautomatiseerde lamellen de hoeveelheid zonnewarmte die het huis binnenkwam te regelen.
Om de ruimte en flexibiliteit te maximaliseren, werd dit huis op zonne-energie in woonzones geplaatst in plaats van in kamers. Studenten van Technische Universitat Darmstadt ontwierpen het algemeen winnende zonne-huis voor de Solar Decathlon 2007 in Washington, D.C. De school werd als eerste geplaatst in Architectuur, Verlichting, Energiebalans, en Engineering wedstrijden.
Natuurlijk hout en glas maakten het huis "Made in Germany" visueel verbluffend. De eiken lamellenluiken waren bedekt met fotovoltaïsche panelen, die passieve en actieve zonne-ideeën combineerden. Binnen experimenteerden de Duitse studenten met een speciale wallboard met paraffine. Gedurende de dag nam de paraffine (was) warmte op en werd zacht. 'S Nachts verhardde de was, waardoor de warmte vrijkwam. Genaamd phase-change gipsplaat, het wandsysteem was succesvoller door het Duitse team van 2009, dat ook algemene Decathlon-winnaars werd. Faseverandering gipsplaat is een doe-het-zelf-materiaal geworden, omdat de efficiëntie sterk afhankelijk is van het lokale klimaat waarin het is geïnstalleerd. De Amerikaanse Solar Decathlon geeft de typische huiseigenaar de kans om deze experimentele ideeën te onderzoeken die niet gemakkelijk te vinden zijn in Lowe's of Home Depot-winkels.
In 2005 was de Amerikaanse Solar Decathlon slechts twee jaar oud, nadat hij was overgestapt op een evenement met een oneven jaar, maar het werd opnieuw gehouden in de National Mall in Washington, D. C. begin oktober. De winnaar van de eerste plaats had niet de grootste fotovoltaïsche reeks, maar presteerde beter dan energieopslag. Het zonnehuis met zijn beweegbare dak gebouwd door de Universiteit van Colorado, Denver en Boulder was de algehele winnaar.
De Mission Statement van het BioS (h) IP-ontwerp verklaarde de intentie van het team "om natuurlijke materialen en innovatieve technologieën te integreren in een milieubewust, openbaar toegankelijk, modulair ontwerp voor zonne-energie. "De bouwmaterialen en het meubilair waren biologisch, waaronder" soja, maïs, kokos, tarwe, koolzaadolie, citrusoliën, suiker en zelfs chocola."
De muren combineerden twee componenten, die beschreven werden als "in elkaar gezet als een gigantische ijssandwich". Een soja-olie schuimisolatie genoemd BioBase 501 van BioBased Systems werd tussen twee panelen van Sonoboard geplaatst - een sterk, lichtgewicht bord gemaakt van gerecyclede materialen door Sonoco Bedrijf. Deze twee standaardmaterialen creëerden een nieuwe wallboard voor de Decathlon 2005. De overwinning van het team leidde in 2008 tot de oprichting van een bedrijf uit Colorado, BioSIPs, Inc., dat doorgaat met de fabricage van de structurele geïsoleerde panelen (SIP's) die zijn uitgevonden voor de Solar Decathlon 2005.
De algehele winnaar van de allereerste Amerikaanse Solar Decathlon heette BASE + (Building a Sustainable Environment), ontworpen door de University of Colorado in Boulder. Het succesvolle experiment bewees dat een zonnewoning kon worden gebouwd met Home Depot-materialen en dat de esthetiek belangrijker was dan een optimale efficiëntie. Zo werden de zonnepanelen op het dak niet in een optimale hoek gekanteld, maar in een meer esthetisch compromis. De plattegrond van de overall winnaar van 2002 toont grafisch het splay- of vleugelontwerp. De openbare leefruimte is duidelijk gescheiden van het privéslaapgedeelte, zelfs op 660 vierkante meter.
Tegenwoordig is het huis een 2.700-ft2 privéwoning in Golden, Colorado - uitgebreid, maar met de meeste technologie in tact.
De oorspronkelijke 10 categoriewedstrijden waren Ontwerp en leefbaarheid; Presentatie en simulatie ontwerpen; Graphics en communicatie; De Comfort Zone (binnen HVAC); Koeling (handhaving van temperatuur met minimale energie); Heet water (voor typische activiteiten zoals baden, wassen en afwassen); Energiebalans (gebruikt alleen de energie van de zon); Verlichting; Home Business (voldoende vermogen voor behoeften); en Getting Around (stroom voor een elektrisch voertuig).
Het huis van elk team omvatte een keuken, woonkamer, slaapkamer, badkamer en thuiskantoor, met een minimum van 450 vierkante meter voet (41,8 vierkante meter) geconditioneerde ruimte binnen een maximale voetafdruk van 800 vierkante voet (74,3 vierkante meter) meter). Hoewel ze deze gemeenschappelijke vereisten deelden, varieerde de architectuur die werd tentoongesteld in de allereerste Solar Decathlon sterk, van traditioneel tot modern hedendaags.
"De studenten en docenten die deelnamen aan de Solar Decathlon 2002 maakten geschiedenis", beweerden de auteurs van de Het evenement wordt beoordeeld.
Om deze redenen is het door de overheid gesponsorde evenement door de jaren heen voortgezet en succesvoller geworden. De Amerikaanse Solar Decathlon heeft niet alleen meer bekendheid gekregen, maar het evenement wordt ook steeds meer belangrijk voor de alsmaar groeiende milieubewuste wereldburgers die proberen deze planeet te redden de mensheid.
Bronnen: https://www.solardecathlon.gov/past/2002/where_is_colorado_now.html; "Managementsamenvatting," Solar Decathlon 2002: The Event in Review, Nationaal laboratorium voor hernieuwbare energie, DOE / GO-102004-1845, juni 2004, p. viii (Pdf); Plattegrond van de winnaar van 2002 met dank aan het Amerikaanse Department of Energy, het National Renewable Energy Laboratory, Alliance for Sustainable Energy en de Solar Decathlon; Solar Decathlon 2005: The Event in Review, National Renewable Energy Laboratory, DOE / GO-102006-2328, juni 2006, p. 20 (Pdf) [geraadpleegd op 13 juli 2017]; Tuurlijk, over het prototype van de teampagina op www.solardecathlon.gov/2015/competition-team-stevens.html, U.S. Department of Energy Solar Decathlon 2015 [geraadpleegd op 11 oktober 2015]; LISI, Over het prototype van de teampagina op www.solardecathlon.gov/team_austria.html, 2013 US Department of Energy Solar Decathlon 2013 [geraadpleegd op 7 oktober 2013]