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【摘要】随着全球气候变暖以及人们对节能建筑的实践,建筑遮阳技术和太阳能技术也得到了很快的发展,如何将两者结合并实现技术与美感的统一是对建筑师的新挑战,本文结合国外已落成的光伏遮阳建筑一体化设计案例,总结兼顾节能与美观的一体化设计的方法,以期为我国光伏遮阳建筑的发展带来启示。
【关键词】光伏;遮阳;建筑节能;美观
1、研究背景
欧盟早在2002年颁布的“建筑能效指令”(Enerqy Performance of Buildinqs Directive)中提出了在2020年实现新建筑零能耗的目标。为此欧洲各国积极展开零能耗建筑的探究和实践,尤其是大量现有建筑被节能改造。而随着太阳能技术的不断成熟,光伏建筑一体化设计已经形成新的趋势,2012年12月6日.主题为“太阳能建筑表皮”(solar Building Skins)的第7届能源论坛(Energy Forum)在意大利布列瑟农举行。论坛围绕“发展中的太阳能技术”、“光伏建筑一体化的挑战、策略与经验”、“增强的自然采光和遮阳”等八个议题展开讨论。预示着未来的光伏建筑将更加普及,而一体化设计如何实现技术与美感的统一,是对建筑师们的新挑战。
太阳能建筑又称“光伏建筑一体化”BIPV(Building Integrated PhotoVoltaics)是指光伏发电系统作为建筑物外部维护结构的一部分,且与建筑物一起设计、施工和安装。我国太阳能资源丰富,大部分地区夏季的光照对建筑产生过多的热量,需要做防晒措施,太阳能板结合遮阳设计即光伏建筑与遮阳的一体化设计可谓一举两得。光伏遮阳建筑一体化设计不仅巧妙利用遮阳板最大限度遮挡阳光的特点,在上面集成高转换率的太阳能面板,从而达到幕墙功能和发电功能的完美统一。此项技术虽然已经成熟,但是目前国内往往只是在建筑建成后简单地加装太阳能板,结合立面进行设计的不多,且大多数都安装在屋顶上,只是简单的外挂,也不美观。另一方面,虽然不同形式的遮阳建筑层出不穷,但是鲜见与光伏电板相结合的案例。
2、光伏遮阳与建筑一体化设计策略
2.1光伏产品与遮阳板有机结合
随着太阳能技术的发展,各种各样的光伏产品越来越多,目前就大类上来说基本可分为两大类,一类是晶体硅电池,一类是薄膜电池。选择光伏产品要平衡建造成本、节能效率与美观度等各要素,而在与遮阳板相結合时需考虑材质、颜色等方面的和谐统一,尤其要在实际应用环节处理好构造细节,使太阳能产品完美地与遮阳板相结合。下表罗列了几种主要的光伏产品,并注明了各自的竞争优势与缺点。
2.2遮阳形式与建筑风格相得益彰
选用合适的遮阳形式是塑造建筑造型的关键,尤其对影响建筑立丽的建筑外遮阳。据北欧最大的建筑遮阳系统制造公司COLT的研究,建筑外遮阳是建筑不同遮阳形式中最有效的一种途径。而北欧常见的外遮阳形式可以分为两大类:外置于玻璃窗的和镶嵌于玻璃内的。建筑师要做的就是合理选用遮阳形式,使光伏遮阳板很好地融入于建筑立面中。极具创意的遮阳形式会给建筑立面带来丰富的造型变化,例如利用活动的光伏遮阳板的瑞典查尔姆斯理工大学办公楼Kuggen,其建筑的平面造型是圆形,且每层为不同直径的圆,光伏遮阳板只设置于顶层,采用与建筑立面相吻合的曲面形状,并利用太阳能转化的电能沿着轨道移动,随着太阳角度的变化,灵活地为窗户遮阳,形成独特的立面效果。
2.3建筑语境与建筑环境的和谐统一
光伏遮阳与建筑的一体化设计不管是对新建成的建筑还是对已有建筑的改造,首先需要考虑建筑风格与建筑周围环境的统一,同时也要考虑与建筑功能属性赋予的特有的建筑语境的和谐统一。例如建筑在其所属环境的表现如果可以概括为三种方式:隐蔽、可识别与显著。那么光伏产品作为一种新型材料与传统的建筑材料有着视觉上显而易见的区别,这意味着从建筑整体效果上考虑光伏遮阳板是否是隐蔽的、可识别的还是显著的表达于外立面。对于改造已建成的老建筑,更要从尊重与保护老建筑风貌的角度去考虑,尽可能得使改动效果低调与隐蔽。瑞典皇家理工学校建筑系教学楼就运用了暗色的光伏电板嵌在玻璃幕墙中,与老建筑深褐色的砖墙形成对比,不管从光伏电板的颜色选型还是在立面上所占的比例来看都显得和谐统一。
结语:
随着节能建筑的发展,太阳能建筑将更加受到业主以及建筑师的重视。本文通过总结光伏遮阳建筑结合一体化设计的策略,呼吁建筑师能发挥更多创造力在太阳能结合建筑遮阳方面,不仅可以改善建筑立面效果,同时也能实现减少能源损耗,实现可持续,相信未来能创造出越来越多优秀的创意设计。
【关键词】光伏;遮阳;建筑节能;美观
1、研究背景
欧盟早在2002年颁布的“建筑能效指令”(Enerqy Performance of Buildinqs Directive)中提出了在2020年实现新建筑零能耗的目标。为此欧洲各国积极展开零能耗建筑的探究和实践,尤其是大量现有建筑被节能改造。而随着太阳能技术的不断成熟,光伏建筑一体化设计已经形成新的趋势,2012年12月6日.主题为“太阳能建筑表皮”(solar Building Skins)的第7届能源论坛(Energy Forum)在意大利布列瑟农举行。论坛围绕“发展中的太阳能技术”、“光伏建筑一体化的挑战、策略与经验”、“增强的自然采光和遮阳”等八个议题展开讨论。预示着未来的光伏建筑将更加普及,而一体化设计如何实现技术与美感的统一,是对建筑师们的新挑战。
太阳能建筑又称“光伏建筑一体化”BIPV(Building Integrated PhotoVoltaics)是指光伏发电系统作为建筑物外部维护结构的一部分,且与建筑物一起设计、施工和安装。我国太阳能资源丰富,大部分地区夏季的光照对建筑产生过多的热量,需要做防晒措施,太阳能板结合遮阳设计即光伏建筑与遮阳的一体化设计可谓一举两得。光伏遮阳建筑一体化设计不仅巧妙利用遮阳板最大限度遮挡阳光的特点,在上面集成高转换率的太阳能面板,从而达到幕墙功能和发电功能的完美统一。此项技术虽然已经成熟,但是目前国内往往只是在建筑建成后简单地加装太阳能板,结合立面进行设计的不多,且大多数都安装在屋顶上,只是简单的外挂,也不美观。另一方面,虽然不同形式的遮阳建筑层出不穷,但是鲜见与光伏电板相结合的案例。
2、光伏遮阳与建筑一体化设计策略
2.1光伏产品与遮阳板有机结合
随着太阳能技术的发展,各种各样的光伏产品越来越多,目前就大类上来说基本可分为两大类,一类是晶体硅电池,一类是薄膜电池。选择光伏产品要平衡建造成本、节能效率与美观度等各要素,而在与遮阳板相結合时需考虑材质、颜色等方面的和谐统一,尤其要在实际应用环节处理好构造细节,使太阳能产品完美地与遮阳板相结合。下表罗列了几种主要的光伏产品,并注明了各自的竞争优势与缺点。
2.2遮阳形式与建筑风格相得益彰
选用合适的遮阳形式是塑造建筑造型的关键,尤其对影响建筑立丽的建筑外遮阳。据北欧最大的建筑遮阳系统制造公司COLT的研究,建筑外遮阳是建筑不同遮阳形式中最有效的一种途径。而北欧常见的外遮阳形式可以分为两大类:外置于玻璃窗的和镶嵌于玻璃内的。建筑师要做的就是合理选用遮阳形式,使光伏遮阳板很好地融入于建筑立面中。极具创意的遮阳形式会给建筑立面带来丰富的造型变化,例如利用活动的光伏遮阳板的瑞典查尔姆斯理工大学办公楼Kuggen,其建筑的平面造型是圆形,且每层为不同直径的圆,光伏遮阳板只设置于顶层,采用与建筑立面相吻合的曲面形状,并利用太阳能转化的电能沿着轨道移动,随着太阳角度的变化,灵活地为窗户遮阳,形成独特的立面效果。
2.3建筑语境与建筑环境的和谐统一
光伏遮阳与建筑的一体化设计不管是对新建成的建筑还是对已有建筑的改造,首先需要考虑建筑风格与建筑周围环境的统一,同时也要考虑与建筑功能属性赋予的特有的建筑语境的和谐统一。例如建筑在其所属环境的表现如果可以概括为三种方式:隐蔽、可识别与显著。那么光伏产品作为一种新型材料与传统的建筑材料有着视觉上显而易见的区别,这意味着从建筑整体效果上考虑光伏遮阳板是否是隐蔽的、可识别的还是显著的表达于外立面。对于改造已建成的老建筑,更要从尊重与保护老建筑风貌的角度去考虑,尽可能得使改动效果低调与隐蔽。瑞典皇家理工学校建筑系教学楼就运用了暗色的光伏电板嵌在玻璃幕墙中,与老建筑深褐色的砖墙形成对比,不管从光伏电板的颜色选型还是在立面上所占的比例来看都显得和谐统一。
结语:
随着节能建筑的发展,太阳能建筑将更加受到业主以及建筑师的重视。本文通过总结光伏遮阳建筑结合一体化设计的策略,呼吁建筑师能发挥更多创造力在太阳能结合建筑遮阳方面,不仅可以改善建筑立面效果,同时也能实现减少能源损耗,实现可持续,相信未来能创造出越来越多优秀的创意设计。