亞利桑那大學太陽能實驗住宅
        
                    
        作者：鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    					
        
					時間：2011-01-19 10:30:52					[收藏]
        
               
        
                
        				
            關(guān)鍵詞：住宅 實驗 太陽能 大學				
         

               
        
               
          
				    亞利桑那大學建筑與園林學院在太陽能實驗住宅(SEED)研究項目中，因其先進的智能設(shè)計而聲名遠揚。

          
    這項實驗是該校師生共同構(gòu)思，并歷時兩年半完成的科研成果。結(jié)構(gòu)上，該項研究研發(fā)出了許多新技術(shù)和結(jié)構(gòu)部件。2010年10月，在華盛頓國家廣場為期兩個星期的展覽中，該項設(shè)計在各方面獲得高度評價，從而使亞利桑那大學應(yīng)邀成為世界上僅有的20家太陽能全面研究機構(gòu)的成員之一。

          
    從圖片中可以看出，每個單體設(shè)計有5個支架(分別平行安裝在兩個軌道中)，由此組成一個屋頂呈彎型，面積為63平方米的可供4人棲息的居所。這些模塊化的單體連續(xù)安裝可組成更大的居住空間。

          
    從地面到屋頂連續(xù)安裝著胡桃木硬質(zhì)板材和木條，整個住宅給人一種溫馨、恭迎的感覺?？砷_啟的整個天窗使整個居室沐浴在南北方向充足的自然光線中。南部可敞開的窗戶由眾多高2.13米、寬1.28米的活動窗頁組成，窗頁可向外推開，東西向的自然風可經(jīng)此進入，從而可保持居室空氣的自然流通，其它可開啟的窗戶則采取無需常開的策略。

          
    整個項目的面積并不是很大，14英尺×40英尺的設(shè)計仍讓人覺得很舒適，居住者還是可以很輕便地從室內(nèi)的一端踱到另一端。輕快而連續(xù)的空間以及設(shè)計理念體現(xiàn)在每一個彎型模塊都通過一個3英尺厚的型心形成無縫機械連接。型心(或脊椎)包括其對面(北面)的模塊，并通過一個集合線路、管道、太陽能熱水和制冷銅管的裝置連為一體。

          
    每五個模塊編成一組的結(jié)構(gòu)中，包括平板，經(jīng)激光切割的薄鋼板折疊而成的屋肋，這些作為“多功能的建筑構(gòu)件”承擔著各種不同的功用。這些屋肋同時支撐著南立面和屋頂，它們首先由學生用紙板進行初步試驗，然后進行金屬厚度測算，最后才對薄鋼板進行鈑金。

          
    結(jié)構(gòu)的各個組件都通過鉸接的方式連接至地板引腳。世界上任何地方的工程建設(shè)中，鉸鏈部件一般都安裝在外立面(工程最長裸露部分)和屋頂(屋頂有一定的傾斜以便完全安裝在屋頂?shù)奶柲馨瀚@得最佳采集角度)。這種引腳也使該結(jié)構(gòu)被下調(diào)至美國州際標準。這一項目的高度靈活性設(shè)計，從而能使這種太陽能實驗住宅能從圖森運往首府或全國任何地方。

          
    雖然，在這些設(shè)置中，無數(shù)的概念和元素通過一種巧妙而簡單的方式相互作用，最大的亮點還是那驚人的水墻。這面安裝在南面作為內(nèi)飾的水墻，是由無數(shù)單個的可回收的塑料容器組成，并通過管道而相互連接為一體，每10個塑料收集容器形成一個編組直接連接到一個隱藏在地面容積為30加侖的水囊中。

          
    真空泵把水泵到眾多的容器中，從而形成一堵液態(tài)特朗勃墻(相當于3英尺厚的混凝土磚墻)，半透明的溫水把從太陽中獲取的熱量釋放到人所居住的空間。這些塑料容器，其理想的形狀和壁厚是經(jīng)過學院無數(shù)次的物理模型試驗，經(jīng)由數(shù)控計算，最后采用真空成型而成的。

          
    該實驗住宅南面的窗墻對整個室內(nèi)的空氣流通是整個設(shè)計理念中最關(guān)鍵的因素。可開啟的百葉(可在冬季關(guān)閉)位于南立面底部，架空的地板下收集的熱空氣因為室外安裝的低輻射雙層玻璃與室內(nèi)安裝的水墻之間的溫差而向上流通。這股通過水墻流通的空氣冷卻了單個的塑料收集容器，換句話，也就是說以虹吸方式吸收了室內(nèi)的熱量。這股上升的空氣然后繼續(xù)前行，流向太陽能采集矩陣下的一個錐形缺口(文丘里效應(yīng))，從而使屋頂天花板底部得到冷卻。

          
    太陽能采集器是雙面都能吸收能量的，即兩面都能吸收太陽的光芒。未被吸收的射線穿過面板正面，反射到白色屋頂表面，然后再反射到室內(nèi)，由面板“背面”吸收利用。盡管經(jīng)過空氣冷卻，所吸收的能量仍能達到正常單面面板能量收集率的35%。

          
    在談到太陽能實驗住宅的圍護結(jié)構(gòu)時，主持該項實驗的建筑與工程學院教授拉里?邁德林先生指出，這個設(shè)計就像是一個選擇性的過濾器，讓使用者以一種積極的心態(tài)與環(huán)境中對自己有利的因素形成互動。邁德林教授進一步指出，“我們的目標，就是要營造出一種對自然的理解，從而喚醒我們對自然的責任。”		
				
				

            
          				
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