有弹性的充电中心

风暴过后,我们仍愿伸出援手
Result of wooden project
已完成包含示意性种植的模拟模型。

斯蒂文斯理工学院(Stevens Institute)的许多学生直接受到了“桑迪”飓风(Hurricane Sandy)造成的破坏的影响,或者亲眼目睹了沿海社区的毁灭。许多学生也挺身而出提供援助,投入了数小时、数天甚至数周的时间,帮助霍博肯(Hoboken)及周边社区进行清理和恢复。当是时候为学校参加美国能源部太阳能十项全能赛(U.S. Department of Energy Solar Decathlon)准备参赛作品时,我们知道我们想建造一栋能够成为可持续性和韧性典范的建筑。

SURE HOUSE 的核心是一个超级高效、太阳能供电、净零能耗、防风暴的房屋。然而,就像那些挺身而出帮助他人的斯蒂文斯学生一样,我们希望 SURE HOUSE 在风暴过后能够真正帮助社区。我们的一个概念是“弹性充电站”(REsilient Charging Hub)。社区成员可以前来,利用清洁的太阳能为他们的设备充电,因为我们都知道,拥有一部充满电的手机能带来多少安心,尤其是在紧急情况下。

正如您所能想象的,沿海地区尤其容易发生停电,而当遇到飓风时,任何地方都可能停电。然而,大多数太阳能房屋在停电期间无法供电,因为它们的系统与电网相连。所以,如果没有昂贵的电池备用系统或污染严重的柴油发电机,您将几乎束手无策。在 SURE HOUSE,我们使用一种称为“无变压器逆变器”(transformerless inverter)的技术。它作为逆变器,将我们的太阳能直流电转换为家用交流电。其独特之处在于它能够将自己与电网隔离或“孤岛化”,了解更多。这意味着我们能在有阳光的时候产生一些应急电力,并将一部分电力分配给我们的邻居可以使用的 USB 充电器。我们想更清楚地了解如何构建这样的东西,所以我们把它建出来了……而且完全可行!

设计

在我们房屋的入口处,我们使用花盆来覆盖我们的储水箱,并认为这个区域将是一个很好的公共聚集点,并集成 USB 插座。我们将设计细节定为带有凝胶涂层背板的深坐长椅,USB 插座可以安装在那里。木质饰面将与坡道/平台材料相匹配,凝胶涂层将与我们的风暴百叶窗的复合材料饰面相匹配。

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工程学

在设计一座能够抵御洪水和飓风的房屋时,这个充电站也必须是“弹性”(REsilient)的。由于它位于容易发生洪水的区域,我们需要对所有电气元件进行防水处理。所以,秉承我们房屋许多其他细节的精神,我们借鉴了船舶行业的经验。USB 插座实际上是船用级电气插座,我们的其他电子设备都安装在 NEMA 12 级防水外壳内。总而言之,SURE HOUSE 不仅能源自给自足,而且也是一个好邻居,在停电期间为当地社区充当充电站。

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Resilient Charging Hub with USB outlets
Initial concept sketch f
Contextual 3D model
3D Design
2x4 framing and composite gel-coat panel
Mitered and sanded
Watertight electrical connections
Wooden desk with wire
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