光伏建筑一體化景觀設(shè)計(jì)策略

時(shí)間:2022-09-27 14:46:36

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光伏建筑一體化景觀設(shè)計(jì)策略

【摘要】文章以中國(guó)(青海)太陽能光伏展示館建設(shè)項(xiàng)目為例,重點(diǎn)討論從光伏特性出發(fā)來引導(dǎo)光伏建筑一體化景觀設(shè)計(jì)的應(yīng)用及方向。基于光伏特性的景觀設(shè)計(jì),應(yīng)該兼顧光伏產(chǎn)品的形態(tài)特征及發(fā)電功能,景觀構(gòu)圖及色彩應(yīng)迎合光伏產(chǎn)品的形態(tài)表現(xiàn),表達(dá)光伏特有的視覺藝術(shù)特征,營(yíng)造光伏產(chǎn)品的景觀空間,實(shí)現(xiàn)實(shí)際意義上的“光伏+景觀”。

【關(guān)鍵詞】光伏建筑一體化;光伏特性;景觀設(shè)計(jì)

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(gòu)件與光伏產(chǎn)品的結(jié)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(guó)內(nèi)外已有許多成功的光伏景觀案例,設(shè)計(jì)模式也開始轉(zhuǎn)變,從一開始單純地景觀構(gòu)件面上鋪設(shè)光伏材料,逐漸拓展到與景觀創(chuàng)作相結(jié)合,與空間使用功能相結(jié)合,甚至從光伏特性出發(fā)來引導(dǎo)景觀設(shè)計(jì)[1]。中國(guó)(青海)太陽能光伏展示館建設(shè)項(xiàng)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(xiàng)屬性,從光伏特性出發(fā)來引導(dǎo)景觀設(shè)計(jì),為光伏建筑一體化設(shè)計(jì)提供新思路。

1.2項(xiàng)目背景

太陽能光伏展示館建設(shè)項(xiàng)目位于青海省海西州德令哈新區(qū),項(xiàng)目以太陽能驅(qū)動(dòng)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(jìn)當(dāng)?shù)靥柲墚a(chǎn)業(yè)投資與交流的場(chǎng)所,是太陽能科技的大眾科普教育基地。項(xiàng)目總用地面積28779㎡。項(xiàng)目包括太陽能科技廣場(chǎng)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(diǎn)高度12.8m。項(xiàng)目結(jié)合建筑光伏一體化設(shè)計(jì)的要求,主要在展覽館的屋頂及南立面設(shè)置光伏發(fā)電裝置,并結(jié)合室外廣場(chǎng)的光伏景觀設(shè)計(jì),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(yùn)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(shí)數(shù)為1441.864h。

2項(xiàng)目應(yīng)用

2.1總體理念

2.1.1項(xiàng)目核心功能1)科普教育。展示館以一條故事線,串聯(lián)五個(gè)主題,全面的科普光伏技術(shù)的過去、現(xiàn)在及未來。可滿足各類參觀者需求,包括零基礎(chǔ)的大眾以及光伏產(chǎn)業(yè)投資人等。2)科技展示。項(xiàng)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(shù)展示,包括各類光伏組件及電氣設(shè)備等。二是室外展場(chǎng),展示各種類型的光伏產(chǎn)品應(yīng)用,以及最新光伏科技產(chǎn)品。包括各類型組件應(yīng)用,光伏運(yùn)行模式應(yīng)用,以及光伏景觀產(chǎn)品展示應(yīng)用等。3)交流推廣。項(xiàng)目為各類光伏產(chǎn)業(yè)人員提供集中交流會(huì)議場(chǎng)所,同時(shí)為海西州的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到推廣作用。2.1.2設(shè)計(jì)理念本項(xiàng)目以光伏建筑一體化為核心設(shè)計(jì)理念,以科普展示宣傳為核心功能,通過“光伏+建筑+景觀”,應(yīng)用當(dāng)下主流光伏產(chǎn)品,打造太陽能光伏科技展示應(yīng)用一體化項(xiàng)目。展覽館建筑單體的設(shè)計(jì)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(yùn)用光伏建筑一體化技術(shù),將光伏組件布置于建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu),包括外墻及采光天窗,實(shí)現(xiàn)光伏與建筑的有機(jī)融合。室外科技展示廣場(chǎng),結(jié)合景觀設(shè)計(jì)及光伏產(chǎn)品綜合功能展示,與建筑單體相呼應(yīng),共同組成太陽能光伏展示館建設(shè)項(xiàng)目。

2.2方案各階段

本項(xiàng)目方案策劃主要分為三個(gè)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(xiàng)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(shè)計(jì)方案,光伏景觀策劃方向等。其中,光伏景觀方案方向?yàn)椋孩偬岢龇桨笜?gòu)圖理念,以“硬直線條自由交錯(cuò)”為理念表達(dá)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(shè)計(jì)的核心理念為光伏科技應(yīng)用展示廣場(chǎng)。2)方案推敲方案推敲階段,在策劃階段基礎(chǔ)上,確定了展覽館建筑單體方案及光伏科技應(yīng)用展示廣場(chǎng)的基本方案。光伏科技應(yīng)用展示廣場(chǎng),明確以硬直線條完成基本構(gòu)圖,將建筑單體布置于整個(gè)場(chǎng)地的最北端,建筑正立面朝向室外科技展示廣場(chǎng),與廣場(chǎng)的構(gòu)圖相呼應(yīng)。構(gòu)圖劃分出景觀道路、集散廣場(chǎng)及科技展示分區(qū)。明確室外科技廣場(chǎng)的主入口在南側(cè),由多條景觀道路到達(dá)建筑單體(見圖1)。圖1室外展場(chǎng)平面3)最終方案最終確定方案,在已明確的基本構(gòu)圖基礎(chǔ)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(gè)光伏科普展示場(chǎng)。其中展示的光伏產(chǎn)品為主流最先進(jìn)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(shí)還兼顧景觀屬性,以濃烈的工業(yè)風(fēng)格,表達(dá)光伏產(chǎn)業(yè)的科技感,同時(shí)實(shí)現(xiàn)科普展示的功能。為滿足全局的展示,在展場(chǎng)的西南角,設(shè)置光熱展示觀光塔,登塔可全局參觀本項(xiàng)目(見圖2)。

3基于光伏特性的景觀設(shè)計(jì)策略

當(dāng)下,光伏設(shè)施大都被作為冰冷的基礎(chǔ)設(shè)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(dá)性、參與性和互動(dòng)性的開放空間,成為當(dāng)今亟須解決的問題[3]?;诠夥匦缘木坝^設(shè)計(jì),應(yīng)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(gòu)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(fēng)格,光伏材料的色彩、形態(tài)、肌理與質(zhì)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(shè)計(jì)與光伏結(jié)合方面,應(yīng)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(jìn)而明確景觀設(shè)計(jì)的構(gòu)圖、色彩及肌理,使景觀與光伏有機(jī)融合。本項(xiàng)目中,最終確定的方案為硬直線條組織成的自由構(gòu)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(jiǎn)明的綠色及灰藍(lán)色為主,景觀構(gòu)圖及色彩均迎合光伏產(chǎn)品的形態(tài)表現(xiàn),表達(dá)光伏獨(dú)有的視覺藝術(shù)特征。

3.2光伏設(shè)施營(yíng)造景觀空間

景觀空間營(yíng)造是人為通過不同的景觀設(shè)施創(chuàng)造不同的空間形態(tài),以實(shí)現(xiàn)不同的空間感受。傳統(tǒng)的景觀空間設(shè)計(jì),以不同種類的植被,小品及景觀設(shè)施,圍合布局創(chuàng)造出不同尺度的空間,使人們?cè)诳臻g中獲得不同的感受。本項(xiàng)目中,利用景觀空間營(yíng)造的設(shè)計(jì)手法,以光伏工程產(chǎn)品為主,以基礎(chǔ)的景觀道路及綠化設(shè)施為輔,營(yíng)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(cuò)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(yíng)造的形態(tài)空間,了解光伏產(chǎn)品的信息,體會(huì)“光伏景觀”。

3.3光伏工程產(chǎn)品充當(dāng)景觀主角

光伏景觀產(chǎn)品,目前應(yīng)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(dǎo)向性為主,如光伏路燈主要實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的屬性。此類產(chǎn)品,應(yīng)用方式單一,缺乏景觀設(shè)計(jì)的藝術(shù)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(shè)計(jì)導(dǎo)向?yàn)橹鞯挠喼飘a(chǎn)品,如定制化的雕塑一樣,具有針對(duì)性的設(shè)計(jì)及應(yīng)用,其功能屬性較弱,景觀屬性強(qiáng)。在本項(xiàng)目中,景觀主角則為光伏行業(yè)實(shí)際應(yīng)用的各類光伏產(chǎn)品。包括各類光伏組件的展示,運(yùn)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(gè)專項(xiàng)類型的光伏產(chǎn)品展示應(yīng)用。各類光伏產(chǎn)品均按照其實(shí)際應(yīng)用方式布置,包括傾角方位角計(jì)算,間距布置以及電氣布置等,同時(shí)兼顧景觀構(gòu)圖的藝術(shù)性表達(dá)。整個(gè)項(xiàng)目的光伏產(chǎn)品應(yīng)用,兼顧光伏自身的特性及建筑學(xué)視角的景觀構(gòu)圖,實(shí)現(xiàn)實(shí)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(yīng)用,產(chǎn)品自身帶儲(chǔ)能設(shè)備,存儲(chǔ)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(yīng)用。本項(xiàng)目中,除建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)光伏系統(tǒng)外,景觀主角為各類型實(shí)際光伏應(yīng)用產(chǎn)品,因其自身為主流工程應(yīng)用產(chǎn)品,因此發(fā)電量相對(duì)穩(wěn)定。室外光伏與建筑單體光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)總?cè)萘繛?49.18kW,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(shí)引入儲(chǔ)能裝置。實(shí)現(xiàn)實(shí)際意義上的自發(fā)自用。光伏景觀設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)發(fā)電及景觀的雙重屬性。實(shí)現(xiàn)真正意義上的光伏景觀。

4結(jié)語

中國(guó)(青海)太陽能光伏展示館建設(shè)項(xiàng)目,從光伏特性出發(fā)來引導(dǎo)景觀設(shè)計(jì),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(shè)計(jì)提供新的思路。

參考文獻(xiàn)

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

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[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(xué),2014.

作者:李旻澤 單位:中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司