今年1月，世界貿(mào)易中心一號(hào)大樓背后的大牌建筑師們，連同田納西一個(gè)小實(shí)驗(yàn)室的研究人員，一起出席了世界建筑師大會(huì)。他們帶來(lái)了一棟非常不一般的建筑，筒狀結(jié)構(gòu)，看起來(lái)像是清風(fēng)房車(chē)和魚(yú)的聚合體。有肋骨和鰓，還有一輛長(zhǎng)得像吉普的亮黑色SUV，就像從未來(lái)駛來(lái)的大篷馬車(chē)。

他們將之稱(chēng)為“增量制造集成能源體”，更順口的叫法是AMIE 1.0。這個(gè)經(jīng)過(guò)5年合作才造出來(lái)的非一般設(shè)計(jì)，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(jié)構(gòu)體之一，建造過(guò)程幾乎沒(méi)有任何浪費(fèi)，還能與同樣是3D打印出的SUV共享能源。該項(xiàng)目讓我們窺探到了一絲絲建筑師們對(duì)未來(lái)無(wú)電網(wǎng)接入居所的想法。

橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

    AMIE是多家機(jī)構(gòu)的合作產(chǎn)物，參與機(jī)構(gòu)包括：美國(guó)能源部的橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、田納西大學(xué)建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院，以及SOM建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所。SOM負(fù)責(zé)城市規(guī)劃的一位合伙人菲爾·恩奎斯特（Phil Enquist）表示，他們的目標(biāo)就是，探索更寬廣的城市能源應(yīng)用。增量制造——亦稱(chēng)“3D打印”，是他們的首先方案。“我們真的對(duì)3D打印非常中意，因?yàn)樗�的整個(gè)創(chuàng)意就是可以設(shè)計(jì)一棟建筑，然后馬上以毫無(wú)浪費(fèi)的方式打印出來(lái)。”與現(xiàn)代建筑項(xiàng)物相比，少了20%~30%的建筑垃圾。

3D打印在小型應(yīng)用中已經(jīng)越來(lái)越常見(jiàn)了，但建筑師和工程師們?nèi)栽谡覍�將這一技術(shù)應(yīng)用到房屋和基礎(chǔ)設(shè)施上的方法。去年，中國(guó)的盈創(chuàng)裝飾設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)師，計(jì)劃采用增量制造技術(shù)在阿姆斯特丹架起一座人行天橋。

   這種規(guī)模的3D打印充滿了挑戰(zhàn)。最大的問(wèn)題就是強(qiáng)度。傳統(tǒng)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(qiáng)支撐。但3D打印的是連貫的結(jié)構(gòu)體，傳統(tǒng)建筑完全無(wú)礙的承重，都能讓大片無(wú)強(qiáng)化的塑料斷裂坍塌。

   AMIE項(xiàng)目通過(guò)分片打印解決了材料強(qiáng)度問(wèn)題。該筒狀建筑由很多碳纖維強(qiáng)化塑料3D打印而成的C形模塊組成，并輔以了鋼管加強(qiáng)。兩個(gè)C形模塊可組成環(huán)狀的一段，多段連接就能令這個(gè)結(jié)構(gòu)體拔地而起了。這種模塊化系統(tǒng)可以令負(fù)載很好地均分到整個(gè)結(jié)構(gòu)體上。

集成能源

但3D打印建筑還只是該項(xiàng)目一半的亮點(diǎn)。從一開(kāi)始，橡樹(shù)嶺科學(xué)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(chǎn)、存儲(chǔ)和消費(fèi)的機(jī)會(huì)。

他們的計(jì)劃是：將人們?nèi)粘Ｉ�活中的兩大能源消耗——房子和�?chē)子，用“集成能源”系統(tǒng)連接起來(lái)。換句話說(shuō)，他們想要房子和車(chē)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(chǎn)生和存儲(chǔ)能源。房子可以利用屋頂太陽(yáng)能電池板給房間里的燈具、感應(yīng)龍頭、電冰箱和感應(yīng)爐灶等電器供電。不用電的時(shí)候，能源便存儲(chǔ)到房子的電池里。SUV也用電池驅(qū)動(dòng)，但同時(shí)也載有汽油發(fā)電機(jī)。SUV和房子通過(guò)感應(yīng)充電板連接，只要車(chē)子停在上面，充電板就會(huì)被激活。在必要的時(shí)候，車(chē)子的電池和發(fā)電機(jī)可以給房子供電，反過(guò)來(lái)也行。而當(dāng)陰天兩者都電力不足的時(shí)候，房子可以接入電網(wǎng)取電。

    杰克森將AMIE比作活的生命體。他說(shuō)：“你的身體會(huì)自行調(diào)節(jié)。它知道什么時(shí)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(wú)幾，由一臺(tái)加載了能源監(jiān)控算法的計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)能源的流向。這臺(tái)計(jì)算機(jī)被杰克森比作AMIE的大腦。“如果房子需要電力，就用太陽(yáng)能來(lái)滿足它的需要。如果不需要，或者未來(lái)幾個(gè)小時(shí)里都是陰天，就將電力儲(chǔ)存到電池或SUV里。”

   SOM和橡樹(shù)嶺的設(shè)計(jì)師們將他們的概念付諸實(shí)踐的時(shí)候，該無(wú)線雙向能源系統(tǒng)起效了——至少，在受控環(huán)境下起效了。AMIE基本上就是個(gè)原型，不過(guò)它也有幾個(gè)類(lèi)似的兄弟，比如特斯拉能源的電池系統(tǒng)，或者挪威零排放建筑研究中心與設(shè)計(jì)公司snøhetta的“plus house”。它們每一個(gè)，都是不依賴(lài)于集中供電網(wǎng)的新生活模式試驗(yàn)項(xiàng)目。

恩奎斯特、格林和杰克森想要看到集成能源概念應(yīng)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(yīng)付用電高峰——大家都下班回家開(kāi)燈、做飯、看電視的時(shí)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(qū)根本沒(méi)有多余的電量。“世界上還有20億人沒(méi)有可靠的用電供應(yīng)。這就是問(wèn)題所在。”杰克森說(shuō)，“即使是在美國(guó)這種可靠電力系統(tǒng)更多的地方，超級(jí)颶風(fēng)桑迪、卡特里娜等等自然災(zāi)害都能讓我們回想起——或許這些系統(tǒng)沒(méi)有我們認(rèn)為的那么可靠。”

這些暗示了SOM和橡樹(shù)嶺的藍(lán)圖：設(shè)計(jì)AMIE 2.0，將高密度城市環(huán)境考慮在內(nèi)。恩奎斯特稱(chēng)，該項(xiàng)目意圖建立起整個(gè)社區(qū)，而不是獨(dú)立的單元。所有這些，包括AMIE 1.0的命運(yùn)，都依賴(lài)于能源部的持續(xù)資金支持。只要資金能跟上，恩奎斯特說(shuō)，“我認(rèn)為1年之內(nèi)我們就能打印真正能住人的房子。”

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