未来智能家居不只有太阳能

美国能源部两年一度的太阳能十项全能竞赛在加州的尔湾市举行，图为众多记者围绕在纽约城市大学城市学院学生设计和建造的紧凑型、可堆叠房屋前拍照。

摄影：THOMAS KELSEY，美国能源部

这些房屋不仅可以居住，还能为汽车充电、种植食物、集水以及在断电期间发电，甚至令拥有大房子的人都为之羡慕。

例如，纽约州立大学布法罗分校团队设计的房子配备有内部温室，全年都可种植食物。奥兰治县团队设计的房子则有垂直花园、冲浪卫浴以及专为啃老族设计的独立工作室。为了预防像把乔普林市夷为平地这样的龙卷风，密苏里州杜利大学和克劳德学院的学生使用了加筋土挡墙，同时利用耐冲击的围墙围住。

这些房屋配备了智能窗、折叠门和可移动的墙体。此外，这些房屋还能为汽车充电。“我们会把车与房子连上，然后用太阳能充电，”加州州立大学的工程学学生Steve Speights在一份视频中介绍设计的房子时说道。

欢迎来到2015年在加州尔湾市举办的太阳能十项全能竞赛，该活动由美国能源部赞助，每两年举办一次，今年的竞赛于当地时间本周四开始。来自全球的大学生团队纷纷参与，力争建造出最具吸引力、可负担起同时节能的房屋。这些房屋都通过太阳能电池板发电，至少要保证自给自足;通过雨水收集器，这些房屋还能实现水的再利用。

这些小型房屋通常不足100平米，不仅使用太阳能，而且采用了智能设计，利用创新的方式应对干旱或极端天气，有些房屋堪称工程奇迹。

“这屋子有点像智力拼图玩具，是迄今为止我见过最大的，”谈到克莱姆森大学团队设计的房屋时，太阳能十项全能竞赛的主任Richard King说道。克莱姆森大学团队设计的房屋由上万块胶合板搭建而成，与乐高积木有点像。

缘何退出？

虽然外界的叫好声不断，但太阳能十项全能竞赛的未来却堪忧。尽管美国的太阳能行业正在蓬勃发展，中国、哥伦比亚以及阿联酋等国也计划开展类似的赛事。颇具讽刺意味的是，今年报名参赛的20支队伍中有6支退出，包括斯坦福大学、耶鲁大学以及范德堡大学等团队。由此造成的结果便是，这是自2002年太阳能十项全能竞赛首次举办以来规模最小的一届。

“这是多重因素共同作用的结果，”King说道，同时指出其中两支队伍几乎立即退赛的原因是指导教师去了其它学校。另一个原因则是资金，该项目至少需要花费25万美元，美国能源部发放给每支队伍的种子基金却从前些年的10万美元减少到今年的5000美金。

数支队伍表示无法筹集到足够的资金。他们从一些公司获得了一定的物资捐赠，但仍需要自己设计和建造房屋，拆开运送，最后在比赛期间的几天内装配好。

当地时间2015年10月6日，密苏里科技大学团队展示了设计的房屋。图为屋内的水培花园，利用三道过滤的回收洗涤水浇灌。

摄影：THOMAS KELSEY/美国能源部

耶鲁大学团队在1个多月前退出，原因是资金不足。参与过项目的建筑系学生Pablo Ponce de Leon表示，虽然耶鲁大学的捐助金位列世界大学的前列，但一部分被用在了投资中，另一部分则有特定的用途，如建设寄宿制大学。

“如果你们能筹集到资金最好，我们是不会为你们募捐的，”他说这就是学校发展办公室的意思。他还表示自己的团队开始的时间不够早，也没有找到专门的指导教师。“退出有些令人失望，”他说道，同时表示太阳能十项全能竞赛鼓励前沿的解决方案。

“建造一座智能房屋既耗钱又费时，”加州理工大学的建筑学教授Sandy Stannard说道。她的团队建造的房屋起居室用的是4.5米的可折叠玻璃墙，使居住面积增加了一倍，他们还使用了能够吸收和释放热量的生物质材料，降低了能源需求。她表示加州理工大学上一次参加还是2005年，还笑着打趣道：“我们花了10年时间才恢复过来。”

“太阳能十项全能竞赛竞争越来越激烈，”加利福尼亚大学机械工程专业的研究生Alex McDonald说道。他表示奥兰治县团队设计的房子仿照了加州州花金罂粟：白天对着太阳张开，夜晚闭合，可谓野心勃勃。

这座房屋装配了能够根据天气情况自动开关的窗户，同时还有一个私人3D打印机和小型的热塑性塑料回收系统，该系统可使住户随意拆解不需要的物品，将回收的材料用于生产新产品。

“我们努力开发颠覆性的技术，”McDonald说道，同时指出他的团队仍在解决一些小障碍。他说这座房子太复杂，需要一个患有“边缘性强迫症”的项目经理来管理。

越来越复杂的房屋

King认为每届竞赛的水准都在提升。2011年，为了鼓励参赛者开发可负担的房屋，主办方对造价超过25万美元的房屋进行了处罚。今年，主办方要求参赛者建造出能产生足够能源的房屋，每天可为一辆车充电跑40公里。

当地时间2015年10月5日，密苏里科技大学团队展出了建造的房屋。房屋内部有一个圆形的窗户，可以独特的视角看到加州理工大学设计房屋的入口。

摄影：THOMAS KELSEY，太阳能十项全能竞赛主办方

“我们将太阳能十项全能竞赛从房屋设计扩展到了家庭用品的设计，”King说道。为何会做出这样的改变呢?他表示，6年前他建造了自己的太阳能房子，从此结束了电费的支出。不过由于家用汽车的存在，他家的碳排放量只减少了一半，因此他想通过参赛者解决另外一半的问题。

参赛队伍还针对当地的问题提出了解决方案。为了解决城市密度问题，纽约城市大学城市学院的学生建造了一座可堆叠式的房子。为了应对干旱问题，德州大学团队与德国的慕尼黑工业大学团队合作，设计了一座可收集雨水、重复利用洗涤水的房屋，该房屋拥有一套净化、存储饮用和灌溉水的系统。

数个参赛队伍建造了防暴风雨的房屋。回想起2012年飓风桑迪造成的停电问题，史蒂文斯理工学院的学生利用纤维复合材料的百叶窗和一个太阳能电池板为房屋停电期间供电，甚至还能帮助邻居为电子设备充电。

参赛队伍甚至包括一些社区大学和外国大学团队，所有作品的评判标准包括10项内容，如价格的可承受性、建筑样式、工程构造以及市场吸引力。最终的获胜者将于竞赛结束后的10月17日揭晓。

King表示，尽管参赛队伍减少，他仍希望竞赛能够产生好的公众影响。对于2017年的竞赛，他计划通过不同的方式避免参赛者退赛。主办方赛前将不再为参赛者直接发放现金，而是赛后颁发从5万到30万美元不等的奖金。眼下，只有获胜者能“耀武扬威”。下一次，他表示：“只有竞赛时露面参赛者才能获得金钱奖励。”