Tous les deux ans depuis 2002, le Département américain de l'énergie (USDOE) organise un concours d'architecture pour les étudiants en conception et en génie. Des collèges et universités du monde entier s'associent pour présenter des prototypes viables de maisons commercialisables, durables et abordables. Leur charge? Concevez et construisez une petite maison habitable qui est totalement gérée - du chauffe-eau et des lampes électriques au poêle et au CVC - par l'énergie solaire recueillie lors d'un événement de 10 jours, qu'il pleuve ou qu'il fasse beau. Affrontez ensuite d'autres équipes pour accumuler autant de points que possible dans dix catégories. C'est le décathlon solaire américain. L'examen des conceptions des anciens lauréats peut mettre en lumière l'avenir de l'architecture résidentielle - alors, que peut apprendre le public des idées des étudiants présentées lors d'un concours parrainé par le gouvernement?
le dix concours pour le 2017 Le décathlon solaire sont les suivants: architecture (par exemple, réalisation d'un concept, conception pour un espace donné, documentation des spécifications), potentiel de marché (habitabilité et rentabilité pour un marché cible), ingénierie, communications (par exemple, visites publiques), innovation, eau (capture, utilisation et réutilisation à l'intérieur et à l'extérieur), santé et confort (énergie utilisée pour chauffer et refroidir), électroménagers (consommation d'énergie), la vie à la maison (par exemple, toutes les équipes participent à des activités de la vie réelle telles que recharger une voiture électrique et organiser un dîner de quartier) et l'énergie (capturer, stocker et utiliser électricité).
Les équipes collégiales se rendent vite compte que la tâche de l'architecture consiste non seulement à développer un style extérieur, mais aussi à intégrer l'architecture caractéristiques de durabilité et un espace intérieur flexible, ainsi qu'une documentation honnête et une présentation publique - toutes les activités de la vie réelle dans un une entreprise d'architecture. UNE voiture intelligente aide aussi, surtout si économes en carburant.
Même avec le travail gratuit des étudiants et des professeurs, entrer dans le Décathlon est une entreprise coûteuse. Les prototypes sont fabriqués localement puis transportés sur le site de compétition - cher si vous êtes une école en Allemagne ou à Porto Rico. Les frais de transport de la maison vers le lieu d'exposition commun à eux seuls peuvent être prohibitifs. Outre la planification, qui prend les deux ans entre les décathlons, une bonne partie du temps est consacrée à l'inscription des sponsors et des donateurs pour défrayer le coût des matériaux de construction. À partir de 2017, les cinq meilleures équipes gagnantes reçoivent chacune des prix en espèces de 100000 $ ou plus, mais au cours de toutes les années précédentes, les participants étaient seuls.
Que devient tout ce travail, et où vont les maisons? La plupart des candidatures sont renvoyées dans leurs États (ou pays) et campus d'origine. Beaucoup sont utilisés comme salles de classe et laboratoires. Certaines maisons sont vendues à des particuliers. Deltec maisons préétablies à consommation nette nulle ont modifié certains modèles, comme Homestead 2011 de l'Université d'État des Appalaches, et les a proposés à la vente sous forme de kits préfabriqués. La maison Delta T-90 construite par l'Université de Norwich pour le Solar Decathlon 2013 est maintenant sur le terrain de la maison Wescott de Frank Lloyd Wright à Springfield, Ohio. La maison SURE vue sur cette page a été renvoyée dans sa maison du New Jersey après avoir remporté la totalité de l'événement en 2015. Il est ouvert au public au Liberty Science Center à Jersey City.
NeighbourHub s'est classé premier au décathlon solaire américain 2017. Il s'agissait de la première participation d'une équipe combinée de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne, School of Génie et architecture Fribourg, Université d’art et de design de Genève et Université de Fribourg. Ensemble, ils forment l'équipe suisse.
Chaque équipe Solar Decathlon essaie d'obtenir autant de points que possible dans chacune des catégories. Parce que chaque équipe est soumise aux mêmes contraintes, des solutions communes réapparaissent d'année en année. Les éléments d'architecture, de technologie et d'ingénierie qui se concentrent sur les économies d'énergie incluent souvent:
Matériaux - nouvelles idées pour les panneaux structuraux isolés (SIP); matériaux locaux et plans numériques; portes blindées de protection adaptées à l'environnement local (résistant au feu, au vent, aux tempêtes); matériaux de construction recyclés, récupérés et recyclés (par exemple, revêtement de bois provenant de palettes d'expédition, moquette de filets de pêche, isolation en denim recyclé, carreaux de salle de bains en céramique récupérés)
Éléments durables - panneaux solaires actifs et solaire passif; eaux grises recyclées; énergie nette nulle ou production supérieure à l'utilisation; jardins hydroponiques et murs de jardin verticaux; murs verts ou vivants et jardins verticaux; brise soleils ou des teintes brise-soleil qui se déplacent et s'adaptent électroniquement à la chaleur et aux reflets du soleil
L'aspect de ces maisons solaires est souvent de conception traditionnelle, comme les bungalows California Craftsman avec des ailes publiques et privées. De nombreuses idées semblent être inspirées par des architectes qui ont déjà conçu des résidences modernes et respectueuses de l'environnement, comme l'icône australienne Glenn Murcutt, l'architecte néerlandais De Stijl Gerrit Rietveld, le lauréat japonais de Pritzker Shigeru Ban, et L'architecte américain Frank Lloyd Wright.
La MAISON SU + RE (durable + résiliente) s'est classée première parmi les 14 équipes qui ont participé au décathlon solaire américain en 2015. C'était la troisième fois que le Stevens Institute of Technology participait à l'événement national, mais c'était leur premier championnat général.
L'école de Hoboken, dans le New Jersey, offre une vue sur le Lower Manhattan et un souvenir de l'ouragan Sandy en 2012. Les étudiants ici sont sensibles aux événements d'urgence et climatiques, qui, selon eux, peuvent être le même événement. Leur objectif avec la maison SURE était de créer un nouveau prototype autonome en bord de mer, un " maison à énergie solaire qui est blindée contre les conditions météorologiques extrêmes "mais qui est" présentée comme une belle côte confortable maison."
Leur conception était bien adaptée à la localité de l'événement tenue à Grand parc du comté d'Orange à Irvine, Californie. La maison SURE a pu fonctionner hors du réseau électrique avec un ensemble de capteurs solaires passifs et actifs. Leur site web surehouse.org/ honore le processus et les personnes derrière la proposition gagnante.
LISI est un acronyme pour Living jeinspiré par Sdurable jennovation et est le nom de la maison solaire conçue par des étudiants de l'Université de technologie de Vienne en Autriche pour le département américain de l'énergie solaire Decathlon 2013. Le concours a eu lieu à Irvine, en Californie, et LISI a terminé premier sur 19 participants.
Sur le site Web de l'équipe, solardecathlon.at/house/, LISI est décrite comme «une maison pour vous où que vous soyez». Les caractéristiques comprenaient des éléments architecturaux modifiables qui s'ouvrent et se ferment; deux patios pour l'équilibre esthétique; conception solaire passive combinée à un système d'écran automatisé; un toit solaire qui a récupéré l'énergie excédentaire; et le stockage intégré dans les murs. La conception s'est classée quatrième au concours d'architecture, mais c'est la première place au classement général qui a fait que l'équipe se proclamait fièrement «championne du monde» de la «meilleure maison solaire du monde».
L'entrée de l'Université du Maryland, appelée Watershed, a remporté la première place du classement général lors du décathlon solaire américain de 2011 qui s'est tenu sur le West Potomac Park du National Mall à Washington, D.C.
Les caractéristiques de l'entrée gagnante incluent un jardin vertical, un système domotique, un Cascade déshydratante liquide (LDW) pour éliminer l'humidité de l'air, "hangars" architecturaux qui séparent les espaces intérieurs publics et privés, et un système de cadrage "bâton lourd" (packs de montants triple-2x6 pouces, 4 pieds au centre), qu'ils appellent «un hybride de charpente en bois conventionnelle et de charpente en bois lourd».
le LDW avait été utilisé en 2007 comme une caractéristique d'une précédente entrée à l'Université du Maryland, la maison LEAF. L'élimination de l'humidité de l'air en utilisant du chlorure de lithium au lieu d'un climatiseur classique permet d'économiser de l'énergie, mais ce n'est pas tout. L'appareil fait partie de l'architecture exposée lorsqu'il est incorporé en cascade.
La maison solaire construite par des étudiants de la Technische Universität Darmstadt en Allemagne a remporté la première place au classement général du décathlon solaire américain de 2009. Dans un domaine de 20 écoles, l'équipe d'Allemagne a marqué des points très élevés pour l'efficacité énergétique.
La maison solaire conçue par l'équipe allemande était un cube de deux étages recouvert de cellules solaires. Toute la maison est devenue un générateur électrique avec 40 panneaux de silicium monocristallin sur le toit et avec un revêtement en cellules solaires en couches minces fixées sur des bandes d'aluminium. Le système photovoltaïque (PV) a généré et stocké environ 200% d'énergie de plus que la maison réellement utilisée. Pour cette ingénierie, l'équipe a obtenu le nombre maximum de points en le concours Net Metering.
Les autres caractéristiques d'économie d'énergie comprenaient des panneaux d'isolation sous vide et des matériaux spéciaux dans les cloisons sèches pour aider la maison à maintenir des températures confortables. Aux fenêtres, des volets automatisés ont aidé à contrôler la quantité de chaleur solaire pénétrant dans la maison.
Pour maximiser l'espace et la flexibilité, cette maison à énergie solaire a été aménagée en zones de vie au lieu de chambres. Des étudiants de la Technische Universitat Darmstadt ont conçu la maison solaire gagnante pour le Solar Decathlon 2007 à Washington, D.C.L'école s'est classée première en architecture, éclairage, Bilan énergétique, et concours d'ingénierie.
Le bois et le verre naturels ont rendu la maison "Made in Germany" visuellement magnifique. Les volets à persiennes en chêne étaient recouverts de panneaux photovoltaïques, combinant des idées solaires passives et actives. À l'intérieur, les étudiants allemands ont expérimenté un panneau mural spécial contenant de la paraffine. Pendant la journée, la paraffine (cire) a absorbé la chaleur et s'est ramollie. La nuit, la cire durcit, libérant de la chaleur. Appelé cloison sèche à changement de phase, le système de mur a été plus réussi par l'équipe allemande de 2009, qui est également devenue lauréate du décathlon. Les cloisons sèches à changement de phase sont devenues un matériau à faire soi-même, car son efficacité dépend fortement du climat local dans lequel il est installé. Le Solar Decathlon des États-Unis donne au propriétaire typique la possibilité d'examiner ces idées expérimentales que l'on ne trouve pas facilement dans les magasins Lowe's ou Home Depot.
En 2005, le Solar Decathlon des États-Unis n'avait que deux ans, après être passé à un événement d'une année impaire, mais il a de nouveau eu lieu au National Mall à Washington, D. C. début octobre. Le premier vainqueur du classement général n'avait pas le plus grand générateur photovoltaïque, mais il a surperformé en stockage d'énergie. La maison solaire avec son toit mobile construit par l'Université du Colorado, Denver et Boulder a été le grand gagnant.
L'énoncé de mission de la conception BioS (h) IP a déclaré l'intention de l'équipe "d'intégrer les matériaux naturels et les technologies innovantes dans un environnement respectueux de l'environnement, publiquement conception de maison solaire accessible et modulaire. "Les matériaux de construction et l'ameublement étaient organiques, y compris" soja, maïs, noix de coco, blé, huile de canola, huiles d'agrumes, sucre et même Chocolat."
Les murs combinaient deux éléments, décrits comme étant assemblés «comme un sandwich géant à la crème glacée». Une isolation en mousse d'huile de soja appelée BioBase 501 de BioBased Systems a été placé entre deux panneaux de Sonoboard - un panneau solide et léger fabriqué à partir de matériaux recyclés par Sonoco Compagnie. Ces deux matériaux standard ont créé un nouveau panneau mural pour le décathlon 2005. La victoire de l'équipe a conduit à la fondation en 2008 d'une société du Colorado, BioSIPs, Inc., qui continue de fabriquer les panneaux structuraux isolés (SIP) inventés pour le Solar Decathlon 2005.
Le vainqueur du premier décathlon solaire américain a été baptisé BASE + (Building a Sustainable Environment) conçu par l'Université du Colorado à Boulder. L'expérience réussie a prouvé qu'une maison solaire pouvait être construite à partir de matériaux Home Depot et que l'esthétique était plus importante qu'une efficacité optimale. Par exemple, les panneaux solaires sur le toit ont été inclinés non pas à un angle optimal, mais à un compromis plus esthétique. le plan d'étage du vainqueur général 2002 illustre graphiquement la conception de l'écartement ou de l'aile. L'espace de vie public est clairement séparé de la chambre privée, même sur 660 pieds carrés.
Aujourd'hui, la maison mesure 2700 pieds2 résidence privée à Golden, Colorado - agrandie, mais avec la plupart de la technologie en contact.
Les compétitions originales de la catégorie 10 étaient Design et habitabilité; Présentation de conception et simulation; Graphisme et communication; La zone de confort (CVC intérieur); Réfrigération (maintien de la température avec un minimum d'énergie); Eau chaude (pour les activités typiques telles que la baignade, la lessive et la vaisselle); Bilan énergétique (en utilisant uniquement l'énergie du soleil); Éclairage; Entreprise à domicile (assez de puissance pour les besoins); et Se déplacer (alimentation d'un véhicule électrique).
Le domicile de chaque équipe comprenait une cuisine, un salon, une chambre, une salle de bains et un bureau à domicile, avec un minimum de 450 m² (41,8 mètres carrés) d'espace conditionné dans une superficie maximale de 800 pieds carrés (74,3 pieds carrés) mètres). Bien qu'ils partagent ces exigences communes, l'architecture exposée dans le tout premier Solar Decathlon variait considérablement, du traditionnel au contemporain moderne.
"Les étudiants et les professeurs qui ont participé au décathlon solaire de 2002 ont marqué l'histoire", ont affirmé les auteurs de la L'événement en revue.
Pour ces raisons, l'événement parrainé par le gouvernement s'est poursuivi et a connu plus de succès au fil des ans. Le Solar Decathlon américain est non seulement devenu plus médiatique, mais l'événement est également de plus en plus important pour les citoyens du monde toujours plus soucieux de l'environnement qui essaient de sauver la planète humanité.
Sources: https://www.solardecathlon.gov/past/2002/where_is_colorado_now.html; "Résumé," Solar Decathlon 2002: l'événement en revue, Laboratoire national des énergies renouvelables, DOE / GO-102004-1845, juin 2004, p. viii (PDF); Plan d'étage du lauréat 2002 avec la permission du département américain de l'Énergie, du National Renewable Energy Laboratory, de l'Alliance for Sustainable Energy et du Solar Decathlon; Solar Decathlon 2005: l'événement en revue, Laboratoire national des énergies renouvelables, DOE / GO-102006-2328, juin 2006, p. 20 (PDF) [consulté le 13 juillet 2017]; SURE, About the Prototype from the Team Page sur www.solardecathlon.gov/2015/competition-team-stevens.html, US Department of Energy Solar Decathlon 2015 [consulté le 11 octobre 2015]; LISI, About the Prototype from the Team Page sur www.solardecathlon.gov/team_austria.html, 2013 U.S. Department of Energy Solar Decathlon 2013 [consulté le 7 octobre 2013]