光伏建筑：绿色能源与当代建筑的邂逅

随着全球能源危机和环境污染问题日益严峻，传统能源的不可持续性愈发凸显，可再生能源的开发利用成为必然趋势。

 

建筑光伏一体化（BIPV，Building Integrated Photovoltaics）作为一种将太阳能发电系统与建筑结构深度融合的技术，与传统光伏系统（BAPV，Building Attached Photovoltaic）将光伏板直接“附加”于建筑表面的形式不同，它强调将光伏组件直接设计为建筑的外墙、屋顶、窗户、幕墙、遮阳棚等结构部件，使建筑本身兼具发电和储能的特性，实现“建筑即电站”的创新理念，通过“发电－结构－美学”的三位一体，达到能源生产与建筑美学的融合。

 

 

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编码自然的先锋校园

 深圳理工大学 

 

 

深圳理工大学位于光明科学城内，北临公常路，西靠北圳路，东接光明森林公园。校园由六个紧凑的复合功能组团构成，主入口及广场连接城市主干路北圳路南部，次入口临近深理工地铁站。

 

△ 鸟瞰图 © 丝路视觉科技股份有限公司

 

△ 场地区位 © reMIX Studio

 

△ 水文现状 © reMIX Studio

 

项目由 reMIX Studio、中国建筑科学研究院与瓦地工程设计联合打造，以“编码自然”为核心理念，构建了一座融生态韧性、创新教育与未来城市探索于一体的先锋校园。在保留原有场地内山塘的基础上优化水系轮廓，功能组团间，山景和水景相互渗透，使整个校园与紧邻的自然和城市街区融合，塑造出良好、科学的形态和布局。

 

△ 聚落式校园规划策略 © reMIX Studio

 

△ 纳入市域绿道激活城市链接分析图 © reMIX Studio

 

△ 总平面图 © reMIX Studio

 

△ 建设中的校园

 

建筑设计，根据各建筑功能差异而使用不同的被动式节能策略，使校园整体达到绿色建筑二星级标准的目标。同时，校园还将打造亮点示范工程——图书馆力争实现绿建三星级、LEED金级双认证，国际交流中心力争实现绿建三星级、WELL铂金级双认证，体育场将打造为超低能耗建筑示范工程。

 

△ 校园景观鸟瞰

 

△ 曙光书院

 

△ 学研楼与曙光书院

 

△ 学研楼

 

△ 国际交流中心

 

△ 校园河道景观

 

校园设计的另一亮点是连续风雨连廊（SUAT LOOP），它将聚落式组团高效串联为环通的慢行友好校园，结合光伏低碳技术，构建校园低碳能量环。连廊全长1.4公里顶棚铺设7800平方米单晶硅光伏，预计首年发电量118万千瓦时，通过低压并网为校园赋能。

 

△ SUAT LOOP模型  © reMIX Studio

 

△ SUAT LOOP实景外观 © DONG建筑影像

 

项目共计铺设约12000平方米光伏，整体校园光伏预计首年发电量达222万千瓦时，能为校园提供约8％的电能。在这里，学子们将沐浴在优质的山水校园环境中，与自然和谐相处，汲取知识的养分，激发创新的灵感，共同探索未来的无限可能。

 

△ LOOP与体育场

 

△ 从体育场看图书馆

 

△ 从LOOP看综合楼

 

△ 鸟瞰综合楼

 

△ 综合楼外观 © DONG建筑影像

 

△ 综合楼与湖泊 © DONG建筑影像

 

 

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银杏树下的知识山谷

 北京城市图书馆 

 

 

北京城市图书馆坐落于北京城市副中心通州区绿树成荫、风景优美的通惠河畔，馆内错落有致的书架构成“知识山谷”，使读者可一边悠然欣赏窗外如诗如画的景致，一边沉浸于书籍与文字的奇妙世界。

 

△ 入口广场 © 朱雨蒙

 

△ 夜景 © 朱雨蒙

 

△ 建筑外观 © 朱雨蒙

 

该项目由 Snøhetta 设计，与华东建筑设计研究院合作建成，旨在探索并回应时代变迁与地域特色的需求，致力于促进开放的思想碰撞，以及人与人、人与自然之间和谐共生的对话。

 

建筑特色在于其超大规模的玻璃幕墙，不仅将自然光引入阅读空间，还让外部行人能一览其内部丰富多彩的环境。图书馆的中心是一座近16米高的欢迎论坛，阶梯式平台沿着光滑、有节奏的曲线升起。穿过中心的蜿蜒小路，被称作“山谷”，它是建筑的主要循环动脉。

 

△ 建筑立面 © 朱雨蒙

 

△ 外观近景 © 朱雨蒙

 

△ 由外部仰视立面与檐口 © 朱雨蒙

 

“山谷”的形式呼应了附近的通惠河，无缝地延续了景观体验，并连接南北入口，将游客引导到内部的所有其他空间中。为了在“山谷”与书籍的广阔之间架起桥梁，广阔的空间内设置有高耸细长的蘑菇状柱子，其顶部装饰着银杏叶形状的面板。置身于银杏树冠的庇护之下，访客可攀至“山顶”，饱览书谷美景与远方辽阔的地平线。

 

△ 室内空间概览 © 朱雨蒙

 

△ 从“山谷”中缓缓升起的阶梯状山丘 © 朱雨蒙

 

△ “山谷”和书籍尺度之间的过渡 © 朱雨蒙

 

△ 由阶梯登上书山 © 朱雨蒙

 

宽敞的屋顶悬挑减少了玻璃幕墙上的太阳辐射，屋顶部分综合运用了光伏（BIPV）构造元素代替了传统的屋顶和立面材料，利用最佳日照时间供屋顶生产可再生能源，为建筑内部空间打造减少太阳热能增益的“树荫”。

 

△ 16米高的玻璃幕墙围护结构为室内引入极佳的采光与景观视野 © 朱雨蒙

 

△ 宛如银杏林一般的柱子从“山谷”中拔地而起  © 朱雨蒙

 

△ 银杏形状的柱头细部 © 朱雨蒙

 

 

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遮阳棚下的能源站

 Bellerivestrasse 36大楼 

 

 

位于瑞士的Bellerivestrasse 36项目矗立于风景如画的苏黎世湖畔，凭借其得天独厚的地理位置，将自然美景与城市生活的繁华融为一体。F. Møller Architects以“遮阳棚”赋予建筑独特面貌，通过阶梯式退台结构打破传统高层的封闭感，创造了丰富的公共交流与私密办公的平衡。

 

△ 场地鸟瞰 © Mark Hadden

 

△ 项目鸟瞰 © Mark Hadden

 

△ 露台鸟瞰 © Mark Hadden

 

遮阳棚顶部装有光伏元件能够发电，并且它们的投影长度达到1.8米，既能为建筑提供电力，又能有效屏蔽室内空间的直射阳光，在建筑的能源表现中发挥了重要作用。

 

△ 层层遮阳篷 © Mark Hadden

 

△ 露台花园 © Mark Hadden

 

△ 建筑与自然 © Mark Hadden

 

△ 由道路看建筑 © Mark Hadden

 

遮阳棚采用 25° 倾斜设计，既能最大化吸收太阳能、提升光伏系统能量输出效率，又经多维度环境数据验证，相比垂直安装可增加约 20% 光伏发电量。其结构通过倾斜角度有效减少室内眩光和太阳热量，使立面居住者无需额外防眩光措施即可避免光污染影响。

 

△ 建筑外观 © Mark Hadden

 

△ 建筑立面 © Mark Hadden

 

遮阳棚的底面采用铝板覆盖，紧密衔接室内天花板装饰，视觉上延伸了室内空间。光伏面板和遮阳棚的底面与建筑外立面的其它部分共同采用香槟色调，营造出随着天气和光线变化而富有活力的效果。香槟色和谐融入周遭环境，重新诠释了20世纪70年代的美学。

 

△ 建筑局部 © Mark Hadden

 

△ 外部空间 © Mark Hadden

 

△ 香槟色调的立面 © Mark Hadden

 

△ 外观细部 © Mark Hadden

 

△ 大面积的玻璃 © Mark Hadden

 

项目的光伏系统总发电量约为478千瓦峰值，能够满足建筑50%的日常能耗，同时为未来的电池存储预留了空间。

 

△ 露台与花园 © Mark Hadden

 

△ 接待空间 © Mark Hadden

 

△ 底层空间 © Mark Hadden

 

△ 办公空间 © Mark Hadden

转载于深圳工务署