光伏建筑一體化景觀設計策略

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【摘要】文章以中國（青海）太陽能光伏展示館建設項目為例，重點討論從光伏特性出發(fā)來引導光伏建筑一體化景觀設計的應用及方向。基于光伏特性的景觀設計，應該兼顧光伏產(chǎn)品的形態(tài)特征及發(fā)電功能，景觀構圖及色彩應迎合光伏產(chǎn)品的形態(tài)表現(xiàn)，表達光伏特有的視覺藝術特征，營造光伏產(chǎn)品的景觀空間，實現(xiàn)實際意義上的“光伏+景觀”。

【關鍵詞】光伏建筑一體化；光伏特性；景觀設計

1背景

1.1光伏景觀發(fā)展背景

光伏景觀，已不單純局限于景觀構件與光伏產(chǎn)品的結合，光伏產(chǎn)品多樣性以及可塑性，決定著其多元化發(fā)展的道路。國內(nèi)外已有許多成功的光伏景觀案例，設計模式也開始轉變，從一開始單純地景觀構件面上鋪設光伏材料，逐漸拓展到與景觀創(chuàng)作相結合，與空間使用功能相結合，甚至從光伏特性出發(fā)來引導景觀設計[1]。中國（青海）太陽能光伏展示館建設項目，正是以景觀創(chuàng)作及空間創(chuàng)作為思路，融合建筑光伏，景觀光伏，以及光伏科普等多項屬性，從光伏特性出發(fā)來引導景觀設計，為光伏建筑一體化設計提供新思路。

1.2項目背景

太陽能光伏展示館建設項目位于青海省海西州德令哈新區(qū)，項目以太陽能驅動創(chuàng)新為主題，是展示海西州太陽能發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀與前景，促進當?shù)靥柲墚a(chǎn)業(yè)投資與交流的場所，是太陽能科技的大眾科普教育基地。項目總用地面積28779㎡。項目包括太陽能科技廣場與展覽館兩部分。其中展覽館建筑占地面積約3940㎡，建筑最高點高度12.8m。項目結合建筑光伏一體化設計的要求，主要在展覽館的屋頂及南立面設置光伏發(fā)電裝置，并結合室外廣場的光伏景觀設計，可以解決部分建筑日常照明用電。建成后第一年上網(wǎng)發(fā)電量為55.14萬kW·h。在運行期25年內(nèi)的年平均發(fā)電量為50.35萬kW·h，年平均綜合利用小時數(shù)為1441.864h。

2項目應用

2.1總體理念

2.1.1項目核心功能1）科普教育。展示館以一條故事線，串聯(lián)五個主題，全面的科普光伏技術的過去、現(xiàn)在及未來。可滿足各類參觀者需求，包括零基礎的大眾以及光伏產(chǎn)業(yè)投資人等。2）科技展示。項目的展示分為兩部分，一是展示館建筑內(nèi)的光伏產(chǎn)業(yè)技術展示，包括各類光伏組件及電氣設備等。二是室外展場，展示各種類型的光伏產(chǎn)品應用，以及最新光伏科技產(chǎn)品。包括各類型組件應用，光伏運行模式應用，以及光伏景觀產(chǎn)品展示應用等。3）交流推廣。項目為各類光伏產(chǎn)業(yè)人員提供集中交流會議場所，同時為海西州的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到推廣作用。2.1.2設計理念本項目以光伏建筑一體化為核心設計理念，以科普展示宣傳為核心功能，通過“光伏+建筑+景觀”，應用當下主流光伏產(chǎn)品，打造太陽能光伏科技展示應用一體化項目。展覽館建筑單體的設計理念是依據(jù)海西州上午及下午最佳太陽方位角的夾角，形成建筑的基本形體，其次運用光伏建筑一體化技術，將光伏組件布置于建筑的外圍護結構，包括外墻及采光天窗，實現(xiàn)光伏與建筑的有機融合。室外科技展示廣場，結合景觀設計及光伏產(chǎn)品綜合功能展示，與建筑單體相呼應，共同組成太陽能光伏展示館建設項目。

2.2方案各階段

本項目方案策劃主要分為三個階段，前期策劃階段，方案推敲過程，最終方案確定。1）策劃階段。前期策劃階段為項目指明了方向。從光伏本體特性出發(fā)，包括光伏展覽策劃，光伏建筑設計方案，光伏景觀策劃方向等。其中，光伏景觀方案方向為：①提出方案構圖理念，以“硬直線條自由交錯”為理念表達光伏組件的肌理。②以展覽館建筑單體為景觀核心，建筑單體成為景觀的一部分。③景觀設計的核心理念為光伏科技應用展示廣場。2）方案推敲方案推敲階段，在策劃階段基礎上，確定了展覽館建筑單體方案及光伏科技應用展示廣場的基本方案。光伏科技應用展示廣場，明確以硬直線條完成基本構圖，將建筑單體布置于整個場地的最北端，建筑正立面朝向室外科技展示廣場，與廣場的構圖相呼應。構圖劃分出景觀道路、集散廣場及科技展示分區(qū)。明確室外科技廣場的主入口在南側，由多條景觀道路到達建筑單體（見圖1）。圖1室外展場平面3）最終方案最終確定方案，在已明確的基本構圖基礎上，將各類主流光伏產(chǎn)品作為主角，布置于硬直線條劃分出的科技展示區(qū)。產(chǎn)品分區(qū)組織，將各類光伏產(chǎn)品歸類，以不同光伏產(chǎn)品的形態(tài)特征，配合室外方案的基本形態(tài)，配合建筑物，最終形成一個光伏科普展示場。其中展示的光伏產(chǎn)品為主流最先進的產(chǎn)品，各類產(chǎn)品以各種形態(tài)，除了自身光伏的屬性，同時還兼顧景觀屬性，以濃烈的工業(yè)風格，表達光伏產(chǎn)業(yè)的科技感，同時實現(xiàn)科普展示的功能。為滿足全局的展示，在展場的西南角，設置光熱展示觀光塔，登塔可全局參觀本項目（見圖2）。

3基于光伏特性的景觀設計策略

當下，光伏設施大都被作為冰冷的基礎設施而摒棄于人的生活之外。伴隨著可再生能源比重的日益增大，能否擁有可達性、參與性和互動性的開放空間，成為當今亟須解決的問題[3]。基于光伏特性的景觀設計，應該兼顧光伏產(chǎn)品形態(tài)特性及光伏發(fā)電功能，使得人們從內(nèi)心深處了解它，接受它并欣賞它。

3.1景觀構圖融合光伏形態(tài)

光伏產(chǎn)品，其自身形態(tài)，具有濃烈的科技感及工業(yè)風格，光伏材料的色彩、形態(tài)、肌理與質感，有著自身特殊的視覺表現(xiàn)力及形態(tài)表現(xiàn)力。因此，在景觀設計與光伏結合方面，應主要尊重光伏產(chǎn)品的自身形態(tài)特征，分別從色彩、形態(tài)及肌理等方面挖掘其表現(xiàn)力，進而明確景觀設計的構圖、色彩及肌理，使景觀與光伏有機融合。本項目中，最終確定的方案為硬直線條組織成的自由構圖，避免弧形及曲線。線條所交匯形成的硬直夾角，形成“硬直、切割”的肌理形態(tài)，在色彩選取上，以簡明的綠色及灰藍色為主，景觀構圖及色彩均迎合光伏產(chǎn)品的形態(tài)表現(xiàn)，表達光伏獨有的視覺藝術特征。

3.2光伏設施營造景觀空間

景觀空間營造是人為通過不同的景觀設施創(chuàng)造不同的空間形態(tài)，以實現(xiàn)不同的空間感受。傳統(tǒng)的景觀空間設計，以不同種類的植被，小品及景觀設施，圍合布局創(chuàng)造出不同尺度的空間，使人們在空間中獲得不同的感受。本項目中，利用景觀空間營造的設計手法，以光伏工程產(chǎn)品為主，以基礎的景觀道路及綠化設施為輔，營造出特殊的光伏景觀空間。將光伏產(chǎn)品作為景觀主角，依據(jù)自身形態(tài)，高低錯落布局于劃分出的空間內(nèi)。人在不同的位置，移步換景，感受由光伏產(chǎn)品營造的形態(tài)空間，了解光伏產(chǎn)品的信息，體會“光伏景觀”。

3.3光伏工程產(chǎn)品充當景觀主角

光伏景觀產(chǎn)品，目前應用較廣的可分為兩大類，第一類為功能性產(chǎn)品，其自身以功能導向性為主，如光伏路燈主要實現(xiàn)光伏發(fā)電的屬性。此類產(chǎn)品，應用方式單一，缺乏景觀設計的藝術屬性。另一類產(chǎn)品，為訂制化的光伏景觀小品，此類產(chǎn)品為景觀設計導向為主的訂制產(chǎn)品，如定制化的雕塑一樣，具有針對性的設計及應用，其功能屬性較弱，景觀屬性強。在本項目中，景觀主角則為光伏行業(yè)實際應用的各類光伏產(chǎn)品。包括各類光伏組件的展示，運行模式的展示，特殊光伏產(chǎn)品的展示，以及光熱模型的展示等多個專項類型的光伏產(chǎn)品展示應用。各類光伏產(chǎn)品均按照其實際應用方式布置，包括傾角方位角計算，間距布置以及電氣布置等，同時兼顧景觀構圖的藝術性表達。整個項目的光伏產(chǎn)品應用，兼顧光伏自身的特性及建筑學視角的景觀構圖，實現(xiàn)實際意義上的“光伏+景觀”。

3.4光伏發(fā)電消納方式

光伏景觀類產(chǎn)品的消納模式，以產(chǎn)品類型的不同差異較大。功能性產(chǎn)品如光伏路燈、景觀燈等，其消納主要為自身的發(fā)電應用，產(chǎn)品自身帶儲能設備，存儲電量，按需使用。光伏景觀小品的消納模式也較單一，其功能屬性較弱，自身的發(fā)電主要作用為其自身燈光效果應用。本項目中，除建筑圍護結構光伏系統(tǒng)外，景觀主角為各類型實際光伏應用產(chǎn)品，因其自身為主流工程應用產(chǎn)品，因此發(fā)電量相對穩(wěn)定。室外光伏與建筑單體光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機總容量為349.18kW，其中單晶硅組件222.3kW、薄膜組件126.88kW，光伏系統(tǒng)通過400V接入展覽館配電系統(tǒng)，所發(fā)電能全部為展覽館自用，配電系統(tǒng)同時引入儲能裝置。實現(xiàn)實際意義上的自發(fā)自用。光伏景觀設計中，發(fā)電消納為光伏特性的核心，合理的消納方案中，才能實現(xiàn)發(fā)電及景觀的雙重屬性。實現(xiàn)真正意義上的光伏景觀。

4結語

中國（青海）太陽能光伏展示館建設項目，從光伏特性出發(fā)來引導景觀設計，融合景觀開放空間、科普展示功能及發(fā)電功能為一體，為光伏景觀設計提供新的思路。

參考文獻

[1]徐燊，廖維，黃靖.太陽能景觀的集成設計[J].中國園林，2014（2）：119-124.

[2]劉飛.“技”與“藝”的統(tǒng)一——解讀光伏材料的建筑表現(xiàn)力[D].天津：天津大學，2011.

[3]張惠青.可持續(xù)能源景觀審美創(chuàng)作范式研究[D].天津：天津大學，2014.

作者：李旻澤 單位：中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司