大學生的智能小屋

劉素楠

大二那年，上海交大的學生潘多昭剛從計算機專業轉到制冷與低溫專業。一日，忽然看到學院發來一封郵件，召集學生參加太陽能十項全能競賽。在大學里，很多競賽無非是耍耍口舌，或熬夜寫寫論文，去學術的田間地頭發發問卷，潘多昭沒有預料到，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。每屆比賽現場據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。

這個比賽需要大學生團隊在15天之內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、太陽能設備、舒適度、熱水系統、電氣設備、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院控制工程專業的研究生楊雅雯記得第一次他們組隊的時候，會場滿滿當當來了70多個人，分別來自機械與動力工程學院、船舶海洋與建筑工程學院、媒體與設計學院、電氣與電力工程學院、農業與生命科學學院、安泰經濟與管理學院等不同院系。團隊原計劃吸納50多個隊員，看到如此熱情，便讓報名的學生全數入隊。2012年初，一支由近十個學院學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，上海交通大學隊項目經理—這是一個職業稱謂。

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，設立總監、經理等職務，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的學生，同時也是創業學院的學生，接觸到很多公司架構的知識，“建立公司制度，責任明確，一個人能協調多個部門。”建立起來的部門分別由建筑設計部、工程部、太陽能技術部、暖通部、未來田園部、智能家居部、市場與聯絡部、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。一棟作為校園生態能源示范性建筑，將永久保留在上海交大校內，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能源示范建筑的設計，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，還想為中國蓬勃發展的鄉村建筑提供新的模板，將傳統藝術與現代氣息、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天進行系統搭建和室內裝修。4月11日，太陽能生態節能建筑的建造工作完成后，他們又對房屋的各項節能系統進行了測設和維護工作：光伏系統滿足建筑能耗需求，通風系統調節室內溫度，并給房屋提供舒適、健康的空氣，圍護結構提高房屋的安全性和節能性。

目前太陽能系統已經就位，一百平米的小屋在晴好的日子每天可以發出近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。

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，就能發現它的與眾不同。

楊雅雯擔任智能家居部的部長，帶領一個5-6人的團隊。“一開始聽到智能家居，覺得太炫了！回家之前發個短信就能讓自己的家燒熱水，感覺很高端！后來潛進去之后發現更有趣了，只要把產品買回來，我就可以控制它！”這個短發女生穿著白紗上衣和米色紗裙，十足OL范兒。由她負責的智能家居系統，又炫又酷！

這是一棟“非誠勿擾”的房子。院墻外圍安裝了360紅外線人體感應器，如發現非法入侵者，感應器感受到信號之后將給住戶打電話，住戶通過上網便能打開家里的攝像頭監控。此外，就像電影里的秘密基地，智能門禁系統能夠分辨訪問者的權限，不同訪問者持不同訪問權限的門禁卡出入。

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、電動窗簾等設備的排列組合即可實現一鍵控制。

這還是一棟數字小屋，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，可以實時監測屋子的環境和能耗數據。“現在能源稀缺，希望住戶能夠更加了解用電用到哪里，掌握環境數據。”楊雅雯說。屋子一層的墻上有一個電子屏幕，即時顯示房子里的環境數據。

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，并自動切斷燈光，調節室溫。

潘多昭既是項目經理，也是太陽能小屋節能系統的總設計。“一開始覺得空調系統很簡單，做一個電力負荷計算，選個空調去吹就行了。后來發現，其實一個節能的空調必須從房子本身去考慮，考慮到外部的通風，室內外空氣的流動，甚至墻體、燈光。而且空調只是空氣調節的手段之一，此外還有排風扇、通風扇等。當你知道你的方法很多，就要考慮什么時候用，什么時候不用。”這需要強大的數據支持來做房屋測試，每個房間布置測點，找出正確的控制邏輯，總結出控制房屋溫度濕度的經驗。

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天之內建造好太陽能小屋。同時，市場營銷也是比賽的評價指標之一，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？“建筑工業化！”潘多昭告訴記者，他們與企業討論過如何降低成本，無非是節省材料成本，降低材料損耗，減少運輸、設計和人力等成本。其中，人力成本是比較大的支出。

“建筑工業化就是流水線批量生產房屋的構件，就像工廠生產手機零件一樣，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，室內裝修用了十天左右時間，再加上系統測試，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構，墻壁有三四十厘米厚，由透氣、隔熱等不同功能的材料構成。“我們在工廠里做好建筑零件，再去現場搭積木。”

日上江村團隊也意識到，房屋的供水、電力、空調等系統若進行統一設計，將避免很多錯誤，減少成本。他們采用了一套3D建模軟件，做綜合性的系統設計。此外，找到匹配的電氣、家居設備，也能夠降低成本。“比如綜合使用遮陽、墻體、排風扇等，就不需要購買強功率的空調。”

房屋建造的成本正在統計當中，潘多昭估計，土建成本可控制在4000元/㎡，整個房屋的節能、光伏、智能化系統約50萬，整個房子的總成本可控制在100萬以內。“人們普遍認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。”

讓潘多昭引以為豪的是，這個房子是他們自己爭取來的—70%的企業贊助都是學生爭取。“我拉過的企業贊助分兩種，一類是老師先牽頭，學生細談，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，包括營造產生的費用、差旅、住宿等。其中學校給了一些資金支持，大賽組委會給了60萬，企業贊助大概有200萬-300萬。”

作為團隊經理，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校，到時會有學生在一樓開咖啡店，二樓則給學生社團當辦公室。一位校領導剛好路過參觀，對身邊的人說：“如果諾貝爾獎獲得者下次來我們學校，讓他們住進這樣的房子，他們肯定很高興。”

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。