劉素楠
大二那年,上海交大的學(xué)生潘多昭剛從計算機專業(yè)轉(zhuǎn)到制冷與低溫專業(yè)。一日,忽然看到學(xué)院發(fā)來一封郵件,召集學(xué)生參加太陽能十項全能競賽。在大學(xué)里,很多競賽無非是耍??谏?,或熬夜寫寫論文,去學(xué)術(shù)的田間地頭發(fā)發(fā)問卷,潘多昭沒有預(yù)料到,和中國太陽能十項全能競賽相比,那些簡直“弱爆了”!
這是一項較真的比賽。
國際太陽能十項全能競賽 (Solar Decathlon,簡稱SD)是由美國能源部發(fā)起并主辦的,以全球高校為參賽單位的太陽能建筑科技競賽。從2002年開始,SD在美國本土和歐洲成功舉辦了六次。每屆比賽現(xiàn)場據(jù)說有幾十萬民眾參觀,美國能源部部長朱棣文親自為獲獎隊頒獎。
這個比賽需要大學(xué)生團隊在15天之內(nèi)建造起一座太陽能房屋,評委將在建筑、市場吸引力、工程、對外宣傳、太陽能設(shè)備、舒適度、熱水系統(tǒng)、電氣設(shè)備、家庭娛樂和能源平衡十大方面對房屋進行打分。來自上海交大電氣學(xué)院控制工程專業(yè)的研究生楊雅雯記得第一次他們組隊的時候,會場滿滿當(dāng)當(dāng)來了70多個人,分別來自機械與動力工程學(xué)院、船舶海洋與建筑工程學(xué)院、媒體與設(shè)計學(xué)院、電氣與電力工程學(xué)院、農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院、安泰經(jīng)濟與管理學(xué)院等不同院系。團隊原計劃吸納50多個隊員,看到如此熱情,便讓報名的學(xué)生全數(shù)入隊。2012年初,一支由近十個學(xué)院學(xué)生組成的團隊開始了太陽能小屋—日上江村的建造。
在這個團隊中,潘多昭的角色在名片上寫得清清楚楚,上海交通大學(xué)隊項目經(jīng)理—這是一個職業(yè)稱謂。
像公司一樣運行
一開始,日上江村團隊像普通的社團一樣做事:召集開會,分組討論,“比較松散”。半年后,團隊開始按照公司運行,制定公司制度,由核心隊員組建各個部門,設(shè)立總監(jiān)、經(jīng)理等職務(wù),較外圍的隊員則成立志愿者團隊。
“我認為我們要有一個核心團隊,而不是來者不拒。”潘多昭不僅僅是制冷與低溫專業(yè)的學(xué)生,同時也是創(chuàng)業(yè)學(xué)院的學(xué)生,接觸到很多公司架構(gòu)的知識,“建立公司制度,責(zé)任明確,一個人能協(xié)調(diào)多個部門?!苯⑵饋淼牟块T分別由建筑設(shè)計部、工程部、太陽能技術(shù)部、暖通部、未來田園部、智能家居部、市場與聯(lián)絡(luò)部、宣傳與媒體部、項目管理部及志愿者等十個部門。
直到那時,整個隊伍才真正建立起來,合力向共同的目標(biāo)邁進。與其他參賽隊不同,上海交大賽隊先后建造了兩棟建筑。一棟作為校園生態(tài)能源示范性建筑,將永久保留在上海交大校內(nèi),另一棟則作為參賽建筑,拆卸之后運往山西大同參加比賽。
2012年下半年,日上江村團隊開始進行校園生態(tài)能源示范建筑的設(shè)計,并在2013年1月確定整體方案。在這個方案中,日上江村不僅僅要滿足太陽能房屋基本的要求,還想為中國蓬勃發(fā)展的鄉(xiāng)村建筑提供新的模板,將傳統(tǒng)藝術(shù)與現(xiàn)代氣息、智能房屋和人性的彰顯融合在一起。
3月22日開工,一周時間,建筑主體搭建便告完成,其后10天進行系統(tǒng)搭建和室內(nèi)裝修。4月11日,太陽能生態(tài)節(jié)能建筑的建造工作完成后,他們又對房屋的各項節(jié)能系統(tǒng)進行了測設(shè)和維護工作:光伏系統(tǒng)滿足建筑能耗需求,通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,并給房屋提供舒適、健康的空氣,圍護結(jié)構(gòu)提高房屋的安全性和節(jié)能性。
目前太陽能系統(tǒng)已經(jīng)就位,一百平米的小屋在晴好的日子每天可以發(fā)出近60度電,完全足以覆蓋日常全部的能源消耗,富裕的電力則回送到電網(wǎng)。
智能小屋
從外圍看,這棟一百平米、兩層樓的太陽能小屋與其他房屋并無二致。但進入其中,就能發(fā)現(xiàn)它的與眾不同。
楊雅雯擔(dān)任智能家居部的部長,帶領(lǐng)一個5-6人的團隊?!耙婚_始聽到智能家居,覺得太炫了!回家之前發(fā)個短信就能讓自己的家燒熱水,感覺很高端!后來潛進去之后發(fā)現(xiàn)更有趣了,只要把產(chǎn)品買回來,我就可以控制它!”這個短發(fā)女生穿著白紗上衣和米色紗裙,十足OL范兒。由她負責(zé)的智能家居系統(tǒng),又炫又酷!
這是一棟“非誠勿擾”的房子。院墻外圍安裝了360紅外線人體感應(yīng)器,如發(fā)現(xiàn)非法入侵者,感應(yīng)器感受到信號之后將給住戶打電話,住戶通過上網(wǎng)便能打開家里的攝像頭監(jiān)控。此外,就像電影里的秘密基地,智能門禁系統(tǒng)能夠分辨訪問者的權(quán)限,不同訪問者持不同訪問權(quán)限的門禁卡出入。
這也是一棟滿足家庭娛樂需求的房子。想喝一杯下午茶?輕按一鍵,音樂、燈光、窗簾便能到位。想開個大PARTY?一鍵搞定,音樂HIGH起來!楊雅雯介紹,示范房屋考慮到了9種情景模式,通過燈光、播放器、電動窗簾等設(shè)備的排列組合即可實現(xiàn)一鍵控制。
這還是一棟數(shù)字小屋,房子里的光線、溫度、濕度、能耗都被記錄下來。房間里安裝了傳感器,可以實時監(jiān)測屋子的環(huán)境和能耗數(shù)據(jù)?!艾F(xiàn)在能源稀缺,希望住戶能夠更加了解用電用到哪里,掌握環(huán)境數(shù)據(jù)?!睏钛碰┱f。屋子一層的墻上有一個電子屏幕,即時顯示房子里的環(huán)境數(shù)據(jù)。
如果屋里沒有人,這棟房子還能通過人體檢測器了解到無人狀態(tài),并自動切斷燈光,調(diào)節(jié)室溫。
潘多昭既是項目經(jīng)理,也是太陽能小屋節(jié)能系統(tǒng)的總設(shè)計。“一開始覺得空調(diào)系統(tǒng)很簡單,做一個電力負荷計算,選個空調(diào)去吹就行了。后來發(fā)現(xiàn),其實一個節(jié)能的空調(diào)必須從房子本身去考慮,考慮到外部的通風(fēng),室內(nèi)外空氣的流動,甚至墻體、燈光。而且空調(diào)只是空氣調(diào)節(jié)的手段之一,此外還有排風(fēng)扇、通風(fēng)扇等。當(dāng)你知道你的方法很多,就要考慮什么時候用,什么時候不用。”這需要強大的數(shù)據(jù)支持來做房屋測試,每個房間布置測點,找出正確的控制邏輯,總結(jié)出控制房屋溫度濕度的經(jīng)驗。
他的Ipad就是控制太陽能小屋的“神器”,手指一點,智能的太陽能小屋就能滿足他。
像堆積木一樣搭房子
SD的比賽于8月在山西大同舉行,22支參賽隊被要求在15天之內(nèi)建造好太陽能小屋。同時,市場營銷也是比賽的評價指標(biāo)之一,既要考慮高科技,也要考慮市場能夠接受的成本。
如何快速建造低成本的房屋?“建筑工業(yè)化!”潘多昭告訴記者,他們與企業(yè)討論過如何降低成本,無非是節(jié)省材料成本,降低材料損耗,減少運輸、設(shè)計和人力等成本。其中,人力成本是比較大的支出。
“建筑工業(yè)化就是流水線批量生產(chǎn)房屋的構(gòu)件,就像工廠生產(chǎn)手機零件一樣,到時候直接搭建,就像堆積木一樣。一方面,材料損耗率更低,施工精度更高,另一方面,也可以節(jié)省大部分人力成本。”
“你們這房子能住人嗎?”一位參觀者拍著示范房的墻壁問潘多昭。示范房花了一周時間搭建,室內(nèi)裝修用了十天左右時間,再加上系統(tǒng)測試,總共需要二十多天。而參賽房最短只需三四天時間就能搭建,并達到75%的完成度。太陽能小屋的墻壁不是水泥磚頭,而是采取薄壁輕鋼結(jié)構(gòu),墻壁有三四十厘米厚,由透氣、隔熱等不同功能的材料構(gòu)成。“我們在工廠里做好建筑零件,再去現(xiàn)場搭積木。”
日上江村團隊也意識到,房屋的供水、電力、空調(diào)等系統(tǒng)若進行統(tǒng)一設(shè)計,將避免很多錯誤,減少成本。他們采用了一套3D建模軟件,做綜合性的系統(tǒng)設(shè)計。此外,找到匹配的電氣、家居設(shè)備,也能夠降低成本?!氨热缇C合使用遮陽、墻體、排風(fēng)扇等,就不需要購買強功率的空調(diào)?!?/p>
房屋建造的成本正在統(tǒng)計當(dāng)中,潘多昭估計,土建成本可控制在4000元/㎡,整個房屋的節(jié)能、光伏、智能化系統(tǒng)約50萬,整個房子的總成本可控制在100萬以內(nèi)?!叭藗兤毡檎J為太陽能房子成本較高,其實真正做下來,房子的主要成本還是在于土地?!?/p>
讓潘多昭引以為豪的是,這個房子是他們自己爭取來的—70%的企業(yè)贊助都是學(xué)生爭取。“我拉過的企業(yè)贊助分兩種,一類是老師先牽頭,學(xué)生細談,一類是不通過老師的幫忙,單獨去談的。”“前前后后兩棟房子的成本有600萬-700萬,包括營造產(chǎn)生的費用、差旅、住宿等。其中學(xué)校給了一些資金支持,大賽組委會給了60萬,企業(yè)贊助大概有200萬-300萬。”
作為團隊經(jīng)理,潘多昭比其他人都忙,最“狠”的一天手機通話記錄達99個。
房子蓋完了,這棟示范房將留給學(xué)校,到時會有學(xué)生在一樓開咖啡店,二樓則給學(xué)生社團當(dāng)辦公室。一位校領(lǐng)導(dǎo)剛好路過參觀,對身邊的人說:“如果諾貝爾獎獲得者下次來我們學(xué)校,讓他們住進這樣的房子,他們肯定很高興?!?/p>
但潘多昭心里有個小愿望,他希望太陽能房子能夠在全國各地興建,“民用才是真正的使用。