太陽能板在建筑上的應用

1、106atd太陽能光電板在可持續(xù)建筑立面整合設計中的美學表達AestheticsExpressionofPhotovoltaicPanelsinSustainableArchitecturalFacadeIntegratedDesign撰文張雪松中國同濟大學與美國卡耐基梅隆大學聯合培養(yǎng)博士生同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院摘要關鍵詞可持續(xù)建筑立面的發(fā)展越來越多的呈現出與光電板整合的趨勢，但是目前除了價格及技術因素外，光電板與立面整合的美學問題

2、限制了其在可持續(xù)建筑設計中進一步的推廣與應用。本文試圖從分析光電板材料所傳達的美學信息入手，在分析其材料的顏色、質感及構造基礎上，通過實例研究的方法，歸納了光電板在立面設計中美學表達的組織策略，為建筑師更好的應用光電板材料提供參考?？沙掷m(xù)立面光電板美學引言可持續(xù)建筑對能源節(jié)約的要求促使太陽能發(fā)電技術在可持續(xù)建筑中的應用越來越廣泛。從視覺外觀與應用條件而言，建筑表皮是建筑與太陽能進行整合的關鍵位置。太陽能光電板（PhotovoltaicP

3、anel簡稱光電板）最為常見的是用于建筑屋面，但與建筑立面的整合為太陽能光電板的應用開辟了新的領域。光電板與建筑立面進行整合除了必須具有外圍護結構所要求的性能之外，對于建筑的外觀具有決定性的影響。在技術及建造領域，建筑在整合太陽能利用方面已經取得了很大的成就，光電板產品、系統以及與建筑其他部分整合的潛力為建筑師在應用創(chuàng)新的太陽能設計方面提供了豐富的設計選擇。但是目前就光電板的普及程度而言仍然有很大的距離，除了價格及效率因素外，立面整合太

4、陽能光電板的美學表達仍然是企待解決的關鍵問題。與所有的建筑技術創(chuàng)新相同，太陽能技術改變了建筑的外觀。建筑整合太陽能光電板設計，不僅關注光電板與建筑立面整合的效率、性能與構造問題，更為關鍵的是確保光電板在立面設計中的美學表達。1太陽能光電板材料美學要素分析建筑學的中心課題之一是解決建筑的形式美問題。與屋面相比，光電板與立面的整合需要考慮更多的美學影響因素。立面作為建筑形式表達的直接反映，體現建筑設計的原則，構造工藝與美學特征。這些特征通過

5、立面各組成要素的比例、尺度、顏色、肌理、建構、裝飾等相互整合，通過統一、對比、韻律等形式美的手法取得藝術主題的表達。為了實現光電板與立面的形式整合，除了了解光電板最基本的技術與原理之外，需要更好理解光電板所傳達的設計信息，并將這些設計信息轉化為建筑立面的美學要素。1.1顏色目前市場上的光電板產品能夠按照建筑師的設計意圖，提供豐富的設計素材與選擇范圍。但是太陽能電池的物理性能限制了光電板的顏色表現領域。單晶硅電池（MonoCrystall

6、ineSiliconCells）由其單一連續(xù)的晶體結構組成，一般呈現為黑色（圖1），多晶硅電池(PolycrystallineSiliconCells)則一般呈現為藍色（圖2），可以通過附加不同的反射膜層呈現多種色彩，但是對于光電板的能源生產效率會產生一定程度的影響。薄膜太陽能電池中的非晶硅薄膜電池(AmphousSiliconCells)與銅銦硒（CopperIndiumDiselenide簡稱CIS）薄膜電108atd另外根據模板的

7、支撐構件不同，分為顯框光電板（FramePhotovoltaicPanel）與隱框光電板(FramelessPhotovoltaicPanel)（圖910）。顯框光電板邊框經常用于隱藏電線，由于采用金屬框架，顯框光電板更適合于具有高技傾向的建筑類型，易于與玻璃與鋼材質的建筑整體取得協調。隱框光電板的優(yōu)勢是不會因為邊框的存在產生陰影，同時避免在邊框交界處累積灰塵，同時易于和各種風格的建筑表現類型取得協調[4]。2立面整合太陽能光電板美學策

8、略2.1以光電板材料作為立面構成要素太陽能光電板與立面整合具有多種設計的選擇性。光電板作為立面構成要素一般代替建筑構件履行建筑外圍護的功能，在節(jié)約傳統建筑材料同時能夠生產能源。根據光電板材料在立面設計中不同的構圖組織策略，分為作為設計的點要素、線要素與面要素進行分析。2.1.1光電板材料作為立面設計的點要素由于光電板生產的工業(yè)化與模度化，光電板可以代替建筑構件與立面其他系統進行任意拼裝。一般光電板與窗戶、窗間墻、遮陽篷與陽臺等建筑構件進