3D打印+無電網新居，晴天儲存太陽能，陰天再利用
今年1月，世界貿易中心一號大樓背后的大牌建筑師們，連同田納西一個小實驗室的研究人員，一起出席了世界建筑師大會。他們帶來了一棟非常不一般的建筑，筒狀結構，看起來像是清風房車和魚的聚合體。有肋骨和鰓，還有一輛長得像吉普的亮黑色SUV，就像從未來駛來的大篷馬車。
他們將之稱為“增量制造集成能源體”，更順口的叫法是AMIE 1.0。這個經過5年合作才造出來的非一般設計，傳遞出了建造方法和能源使用上一些很有趣的理念。它是3D打印出的最大型碳纖維結構體之一，建造過程幾乎沒有任何浪費，還能與同樣是3D打印出的SUV共享能源。該項目讓我們窺探到了一絲絲建筑師們對未來無電網接入居所的想法。
橡樹嶺國家實驗室
AMIE是多家機構的合作產物，參與機構包括：美國能源部的橡樹嶺國家實驗室、田納西大學建筑與設計學院，以及SOM建筑設計事務所。SOM負責城市規劃的一位合伙人菲爾·恩奎斯特（Phil Enquist）表示，他們的目標就是，探索更寬廣的城市能源應用。增量制造——亦稱“3D打印”，是他們的首先方案。“我們真的對3D打印非常中意，因為它的整個創意就是可以設計一棟建筑，然后馬上以毫無浪費的方式打印出來。”與現代建筑項物相比，少了20%~30%的建筑垃圾。
3D打印在小型應用中已經越來越常見了，但建筑師和工程師們仍在找尋將這一技術應用到房屋和基礎設施上的方法。去年，中國的盈創裝飾設計工程 有限公司就以一棟3D打印的5層建筑獲得世人矚目。約里斯·拉爾曼（Joris Laarman），以3D打印家具聞名的荷蘭設計師，計劃采用增量制造技術在阿姆斯特丹架起一座人行天橋。
這種規模的3D打印充滿了挑戰。最大的問題就是強度。傳統建筑中，多種材料共同提供足夠的支撐；從外觀上看，就是混凝土地基上壘磚，再輔以鋼框架增強支撐。但3D打印的是連貫的結構體，傳統建筑完全無礙的承重，都能讓大片無強化的塑料斷裂坍塌。
AMIE項目通過分片打印解決了材料強度問題。該筒狀建筑由很多碳纖維強化塑料3D打印而成的C形模塊組成，并輔以了鋼管加強。兩個C形模塊可組成環狀的一段，多段連接就能令這個結構體拔地而起了。這種模塊化系統可以令負載很好地均分到整個結構體上。
集成能源
但3D打印建筑還只是該項目一半的亮點。從一開始，橡樹嶺科學家瓊尼·格林（Johney Green）和羅德里克·杰克森（Roderick Jackson）就將AMIE視為重新定義能源生產、存儲和消費的機會。
他們的計劃是：將人們日常生活中的兩大能源消耗——房子和車子，用“集成能源”系統連接起來。換句話說，他們想要房子和車子之間能夠相互傳輸電能。
AMIE就是這么干的。房子和SUV都能產生和存儲能源。房子可以利用屋頂太陽能電池板給房間里的燈具、感應龍頭、電冰箱和感應爐灶等電器供電。不用電的時候，能源便存儲到房子的電池里。SUV也用電池驅動，但同時也載有汽油發電機。SUV和房子通過感應充電板連接，只要車子停在上面，充電板就會被激活。在必要的時候，車子的電池和發電機可以給房子供電，反過來也行。而當陰天兩者都電力不足的時候，房子可以接入電網取電。
杰克森將AMIE比作活的生命體。他說：“你的身體會自行調節。它知道什么時候該將血液輸送到身體的不同部分。”AMIE所做的事與之相差無幾，由一臺加載了能源監控算法的計算機協調能源的流向。這臺計算機被杰克森比作AMIE的大腦。“如果房子需要電力，就用太陽能來滿足它的需要。如果不需要，或者未來幾個小時里都是陰天，就將電力儲存到電池或SUV里。”
SOM和橡樹嶺的設計師們將他們的概念付諸實踐的時候，該無線雙向能源系統起效了——至少，在受控環境下起效了。AMIE基本上就是個原型，不過它也有幾個類似的兄弟，比如特斯拉能源的電池系統，或者挪威零排放建筑研究中心與設計公司snøhetta的“plus house”。它們每一個，都是不依賴于集中供電網的新生活模式試驗項目。
恩奎斯特、格林和杰克森想要看到集成能源概念應用到更廣泛的范圍。恩奎斯特指出：城市里的電廠通常手上都有多余的電量以應付用電高峰——大家都下班回家開燈、做飯、看電視的時間。按需供電顯然比容納高峰電量要有效率得多。然后，還有另一種相反的情況——有些社區根本沒有多余的電量。“世界上還有20億人沒有可靠的用電供應。這就是問題所在。”杰克森說，“即使是在美國這種可靠電力系統更多的地方，超級颶風桑迪、卡特里娜等等自然災害都能讓我們回想起——或許這些系統沒有我們認為的那么可靠。”
這些暗示了SOM和橡樹嶺的藍圖：設計AMIE 2.0，將高密度城市環境考慮在內。恩奎斯特稱，該項目意圖建立起整個社區，而不是獨立的單元。所有這些，包括AMIE 1.0的命運，都依賴于能源部的持續資金支持。只要資金能跟上，恩奎斯特說，“我認為1年之內我們就能打印真正能住人的房子。”
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