LISI居住建筑項目

太陽能十項全能競賽是由美國能源部主辦的兩年一度的建筑大賽，旨在推廣和促進(jìn)太陽能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。該競賽始于2002年，14支美國大學(xué)代表隊在科羅拉多參與了比賽，主要考核了參賽隊伍對高能效、高太陽能利用住宅的設(shè)計和建造能力。此后，該競賽逐步引起國際性關(guān)注，2011年的第五屆競賽吸引了來自于美國、加拿大、新西蘭、比利時和中國的19所大學(xué)參賽。

2012年，美國能源部遴選出20所大學(xué)代表隊，參加2013年度在加利福尼亞舉辦的太陽能十項全能競賽。在為期一周的比賽中，由學(xué)生團(tuán)隊設(shè)計并建造的20棟住宅向公眾開放，并由專業(yè)評審團(tuán)分別就建筑能效、室內(nèi)舒適度、建筑美學(xué)、工程、設(shè)備、生活熱水、通信、娛樂、市場需求性和經(jīng)濟(jì)性十個方面進(jìn)行評估。奧地利大學(xué)代表隊基于可持續(xù)性建筑理念，結(jié)合被動房技術(shù)和太陽能利用技術(shù)，以一高能效的中庭式住宅LISI（Living inspired by sustainable innovation）參賽，并最終贏得競賽。

圖1 佇立在水中的LISI住宅

LISI單戶式住宅由設(shè)備區(qū)、起居室和外部露臺三個區(qū)域組成。起居室位于整棟住宅的中心，推拉式的全玻璃門用于分隔起居室和南面、北面的外部露臺。在關(guān)閉狀態(tài)下，玻璃門的框體基本是全隱式的；在開啟狀態(tài)下，整扇玻璃門可全部折疊進(jìn)鑲嵌在外墻中的槽內(nèi)。因此可以說，無論是在外門關(guān)閉還是開啟狀態(tài)，起居室都可以向外部露臺形成一種有效擴(kuò)展，在有限的建筑面積的條件下，極大地擴(kuò)展了實際使用空間。所有的儲物空間都集成在墻體上，避免了起居室凌亂的情況。集成式的設(shè)備區(qū)包括臥室、衛(wèi)生間和所有的設(shè)備間，構(gòu)成了較為隱蔽的休息空間，與明亮的開放式起居室形成對比。

自動控制的遮陽系統(tǒng)有效地避免了夏季的室內(nèi)過熱情況并顯著降低了制冷負(fù)荷。同時，不同的建筑外立面層也使得居住者可自行根據(jù)私密性需要改變建筑立面的透明度。

圖2 LISI住宅起居室及南北側(cè)推拉式全玻璃門

圖3 LISI住宅外部露臺

為實現(xiàn)重復(fù)性的裝配及拆卸工作，LISI住宅各結(jié)構(gòu)部件均為預(yù)制裝配式。四個地板模塊水平鋪放，上置兩個剛性核心，該剛性核心即為該住宅的集成式設(shè)備區(qū)。四個頂板模塊及安裝好的光伏系統(tǒng)共同形成該住宅的屋面。該住宅頂板及外墻的承重結(jié)構(gòu)均為木質(zhì)的箱型構(gòu)件。纖維素保溫材料填充于木構(gòu)件之間，保證外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱性能。

LISI項目為產(chǎn)能房，所需能源均由屋面安裝的光伏系統(tǒng)提供。用于采暖、制冷和生活熱水的冷、熱水由兩個空氣-水熱泵供給。ERV設(shè)備作為回風(fēng)和新風(fēng)之間的熱濕交換器，保證室內(nèi)新風(fēng)的舒適性。地板系統(tǒng)控制室內(nèi)的采暖、制冷和新風(fēng)，保證室內(nèi)的熱舒適性。新型的淋浴系統(tǒng)通過熱交換器將廢水中的能量回收，顯著降低了日常清潔所需能耗。

        圖6 用樹皮制成的餐椅

在材料方面，LISI項目同樣體現(xiàn)了可持續(xù)性理念，整個建筑90%以上的原材料均為木材。同時對于預(yù)制型住宅來說，木材因其便于使用和運輸也可稱理想材料。在對原材料物盡其用的理念的影響下，木材的各個部分，包括芯材、樹葉和樹皮，都被運用到LISI住宅的設(shè)計中。因此，木材不僅僅被用作一種結(jié)構(gòu)承重材料，也被加工為保溫材料用在外墻和頂板保溫中，更被加工成碎屑用在家具制作中。

因此可以說，模塊化木結(jié)構(gòu)和可再生材料及能源應(yīng)用的協(xié)同工作，造就了一個高質(zhì)量、高能效、高舒適度、可持續(xù)性的經(jīng)濟(jì)性住房。