大学生的智能小屋

刘素楠

大二那年，上海交大的学生潘多昭刚从计算机专业转到制冷与低温专业。一日，忽然看到学院发来一封邮件，召集学生参加太阳能十项全能竞赛。在大学里，很多竞赛无非是耍耍口舌，或熬夜写写论文，去学术的田间地头发发问卷，潘多昭没有预料到，和中国太阳能十项全能竞赛相比，那些简直“弱爆了”！

这是一项较真的比赛。

国际太阳能十项全能竞赛 （Solar Decathlon，简称SD）是由美国能源部发起并主办的，以全球高校为参赛单位的太阳能建筑科技竞赛。从2002年开始，SD在美国本土和欧洲成功举办了六次。每届比赛现场据说有几十万民众参观，美国能源部部长朱棣文亲自为获奖队颁奖。

这个比赛需要大学生团队在15天之内建造起一座太阳能房屋，评委将在建筑、市场吸引力、工程、对外宣传、太阳能设备、舒适度、热水系统、电气设备、家庭娱乐和能源平衡十大方面对房屋进行打分。来自上海交大电气学院控制工程专业的研究生杨雅雯记得第一次他们组队的时候，会场满满当当来了70多个人，分别来自机械与动力工程学院、船舶海洋与建筑工程学院、媒体与设计学院、电气与电力工程学院、农业与生命科学学院、安泰经济与管理学院等不同院系。团队原计划吸纳50多个队员，看到如此热情，便让报名的学生全数入队。2012年初，一支由近十个学院学生组成的团队开始了太阳能小屋—日上江村的建造。

在这个团队中，潘多昭的角色在名片上写得清清楚楚，上海交通大学队项目经理—这是一个职业称谓。

像公司一样运行

一开始，日上江村团队像普通的社团一样做事：召集开会，分组讨论，“比较松散”。半年后，团队开始按照公司运行，制定公司制度，由核心队员组建各个部门，设立总监、经理等职务，较外围的队员则成立志愿者团队。

“我认为我们要有一个核心团队，而不是来者不拒。”潘多昭不仅仅是制冷与低温专业的学生，同时也是创业学院的学生，接触到很多公司架构的知识，“建立公司制度，责任明确，一个人能协调多个部门。”建立起来的部门分别由建筑设计部、工程部、太阳能技术部、暖通部、未来田园部、智能家居部、市场与联络部、宣传与媒体部、项目管理部及志愿者等十个部门。

直到那时，整个队伍才真正建立起来，合力向共同的目标迈进。与其他参赛队不同，上海交大赛队先后建造了两栋建筑。一栋作为校园生态能源示范性建筑，将永久保留在上海交大校内，另一栋则作为参赛建筑，拆卸之后运往山西大同参加比赛。

2012年下半年，日上江村团队开始进行校园生态能源示范建筑的设计，并在2013年1月确定整体方案。在这个方案中，日上江村不仅仅要满足太阳能房屋基本的要求，还想为中国蓬勃发展的乡村建筑提供新的模板，将传统艺术与现代气息、智能房屋和人性的彰显融合在一起。

3月22日开工，一周时间，建筑主体搭建便告完成，其后10天进行系统搭建和室内装修。4月11日，太阳能生态节能建筑的建造工作完成后，他们又对房屋的各项节能系统进行了测设和维护工作：光伏系统满足建筑能耗需求，通风系统调节室内温度，并给房屋提供舒适、健康的空气，围护结构提高房屋的安全性和节能性。

目前太阳能系统已经就位，一百平米的小屋在晴好的日子每天可以发出近60度电，完全足以覆盖日常全部的能源消耗，富裕的电力则回送到电网。

智能小屋

从外围看，这栋一百平米、两层楼的太阳能小屋与其他房屋并无二致。但进入其中，就能发现它的与众不同。

杨雅雯担任智能家居部的部长，带领一个5-6人的团队。“一开始听到智能家居，觉得太炫了！回家之前发个短信就能让自己的家烧热水，感觉很高端！后来潜进去之后发现更有趣了，只要把产品买回来，我就可以控制它！”这个短发女生穿着白纱上衣和米色纱裙，十足OL范儿。由她负责的智能家居系统，又炫又酷！

这是一栋“非诚勿扰”的房子。院墙外围安装了360红外线人体感应器，如发现非法入侵者，感应器感受到信号之后将给住户打电话，住户通过上网便能打开家里的摄像头监控。此外，就像电影里的秘密基地，智能门禁系统能够分辨访问者的权限，不同访问者持不同访问权限的门禁卡出入。

这也是一栋满足家庭娱乐需求的房子。想喝一杯下午茶？轻按一键，音乐、灯光、窗帘便能到位。想开个大PARTY？一键搞定，音乐HIGH起来！杨雅雯介绍，示范房屋考虑到了9种情景模式，通过灯光、播放器、电动窗帘等设备的排列组合即可实现一键控制。

这还是一栋数字小屋，房子里的光线、温度、湿度、能耗都被记录下来。房间里安装了传感器，可以实时监测屋子的环境和能耗数据。“现在能源稀缺，希望住户能够更加了解用电用到哪里，掌握环境数据。”杨雅雯说。屋子一层的墙上有一个电子屏幕，即时显示房子里的环境数据。

如果屋里没有人，这栋房子还能通过人体检测器了解到无人状态，并自动切断灯光，调节室温。

潘多昭既是项目经理，也是太阳能小屋节能系统的总设计。“一开始觉得空调系统很简单，做一个电力负荷计算，选个空调去吹就行了。后来发现，其实一个节能的空调必须从房子本身去考虑，考虑到外部的通风，室内外空气的流动，甚至墙体、灯光。而且空调只是空气调节的手段之一，此外还有排风扇、通风扇等。当你知道你的方法很多，就要考虑什么时候用，什么时候不用。”这需要强大的数据支持来做房屋测试，每个房间布置测点，找出正确的控制逻辑，总结出控制房屋温度湿度的经验。

他的Ipad就是控制太阳能小屋的“神器”，手指一点，智能的太阳能小屋就能满足他。

像堆积木一样搭房子

SD的比赛于8月在山西大同举行，22支参赛队被要求在15天之内建造好太阳能小屋。同时，市场营销也是比赛的评价指标之一，既要考虑高科技，也要考虑市场能够接受的成本。

如何快速建造低成本的房屋？“建筑工业化！”潘多昭告诉记者，他们与企业讨论过如何降低成本，无非是节省材料成本，降低材料损耗，减少运输、设计和人力等成本。其中，人力成本是比较大的支出。

“建筑工业化就是流水线批量生产房屋的构件，就像工厂生产手机零件一样，到时候直接搭建，就像堆积木一样。一方面，材料损耗率更低，施工精度更高，另一方面，也可以节省大部分人力成本。”

“你们这房子能住人吗？”一位参观者拍着示范房的墙壁问潘多昭。示范房花了一周时间搭建，室内装修用了十天左右时间，再加上系统测试，总共需要二十多天。而参赛房最短只需三四天时间就能搭建，并达到75%的完成度。太阳能小屋的墙壁不是水泥砖头，而是采取薄壁轻钢结构，墙壁有三四十厘米厚，由透气、隔热等不同功能的材料构成。“我们在工厂里做好建筑零件，再去现场搭积木。”

日上江村团队也意识到，房屋的供水、电力、空调等系统若进行统一设计，将避免很多错误，减少成本。他们采用了一套3D建模软件，做综合性的系统设计。此外，找到匹配的电气、家居设备，也能够降低成本。“比如综合使用遮阳、墙体、排风扇等，就不需要购买强功率的空调。”

房屋建造的成本正在统计当中，潘多昭估计，土建成本可控制在4000元/㎡，整个房屋的节能、光伏、智能化系统约50万，整个房子的总成本可控制在100万以内。“人们普遍认为太阳能房子成本较高，其实真正做下来，房子的主要成本还是在于土地。”

让潘多昭引以为豪的是，这个房子是他们自己争取来的—70%的企业赞助都是学生争取。“我拉过的企业赞助分两种，一类是老师先牵头，学生细谈，一类是不通过老师的帮忙，单独去谈的。”“前前后后两栋房子的成本有600万-700万，包括营造产生的费用、差旅、住宿等。其中学校给了一些资金支持，大赛组委会给了60万，企业赞助大概有200万-300万。”

作为团队经理，潘多昭比其他人都忙，最“狠”的一天手机通话记录达99个。

房子盖完了，这栋示范房将留给学校，到时会有学生在一楼开咖啡店，二楼则给学生社团当办公室。一位校领导刚好路过参观，对身边的人说：“如果诺贝尔奖获得者下次来我们学校，让他们住进这样的房子，他们肯定很高兴。”

但潘多昭心里有个小愿望，他希望太阳能房子能够在全国各地兴建，“民用才是真正的使用。