光伏建筑一体化景观设计策略

上传:linyushan 2022-09-27 17:52:58 版权声明 举报文章

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【摘要】文章以中国(青海)太阳能光伏展示馆建设项目为例,重点讨论从光伏特性出发来引导光伏建筑一体化景观设计的应用及方向。基于光伏特性的景观设计,应该兼顾光伏产品的形态特征及发电功能,景观构图及色彩应迎合光伏产品的形态表现,表达光伏特有的视觉艺术特征,营造光伏产品的景观空间,实现实际意义上的“光伏+景观”。

【关键词】光伏建筑一体化;光伏特性;景观设计

1背景

1.1光伏景观发展背景

光伏景观,已不单纯局限于景观构件与光伏产品的结合,光伏产品多样性以及可塑性,决定着其多元化发展的道路。国内外已有许多成功的光伏景观案例,设计模式也开始转变,从一开始单纯地景观构件面上铺设光伏材料,逐渐拓展到与景观创作相结合,与空间使用功能相结合,甚至从光伏特性出发来引导景观设计[1]。中国(青海)太阳能光伏展示馆建设项目,正是以景观创作及空间创作为思路,融合建筑光伏,景观光伏,以及光伏科普等多项属性,从光伏特性出发来引导景观设计,为光伏建筑一体化设计提供新思路。

1.2项目背景

太阳能光伏展示馆建设项目位于青海省海西州德令哈新区,项目以太阳能驱动创新为主题,是展示海西州太阳能发电的发展现状与前景,促进当地太阳能产业投资与交流的场所,是太阳能科技的大众科普教育基地。项目总用地面积28779㎡。项目包括太阳能科技广场与展览馆两部分。其中展览馆建筑占地面积约3940㎡,建筑最高点高度12.8m。项目结合建筑光伏一体化设计的要求,主要在展览馆的屋顶及南立面设置光伏发电装置,并结合室外广场的光伏景观设计,可以解决部分建筑日常照明用电。建成后第一年上网发电量为55.14万kW·h。在运行期25年内的年平均发电量为50.35万kW·h,年平均综合利用小时数为1441.864h。

2项目应用

2.1总体理念

2.1.1项目核心功能1)科普教育。展示馆以一条故事线,串联五个主题,全面的科普光伏技术的过去、现在及未来。可满足各类参观者需求,包括零基础的大众以及光伏产业投资人等。2)科技展示。项目的展示分为两部分,一是展示馆建筑内的光伏产业技术展示,包括各类光伏组件及电气设备等。二是室外展场,展示各种类型的光伏产品应用,以及最新光伏科技产品。包括各类型组件应用,光伏运行模式应用,以及光伏景观产品展示应用等。3)交流推广。项目为各类光伏产业人员提供集中交流会议场所,同时为海西州的光伏产业发展起到推广作用。2.1.2设计理念本项目以光伏建筑一体化为核心设计理念,以科普展示宣传为核心功能,通过“光伏+建筑+景观”,应用当下主流光伏产品,打造太阳能光伏科技展示应用一体化项目。展览馆建筑单体的设计理念是依据海西州上午及下午最佳太阳方位角的夹角,形成建筑的基本形体,其次运用光伏建筑一体化技术,将光伏组件布置于建筑的护结构,包括外墙及采光天窗,实现光伏与建筑的有机融合。室外科技展示广场,结合景观设计及光伏产品综合功能展示,与建筑单体相呼应,共同组成太阳能光伏展示馆建设项目。

2.2方案各阶段

本项目方案策划主要分为三个阶段,前期策划阶段,方案推敲过程,最终方案确定。1)策划阶段。前期策划阶段为项目指明了方向。从光伏本体特性出发,包括光伏展览策划,光伏建筑设计方案,光伏景观策划方向等。其中,光伏景观方案方向为:①提出方案构图理念,以“硬直线条自由交错”为理念表达光伏组件的肌理。②以展览馆建筑单体为景观核心,建筑单体成为景观的一部分。③景观设计的核心理念为光伏科技应用展示广场。2)方案推敲方案推敲阶段,在策划阶段基础上,确定了展览馆建筑单体方案及光伏科技应用展示广场的基本方案。光伏科技应用展示广场,明确以硬直线条完成基本构图,将建筑单体布置于整个场地的最北端,建筑正立面朝向室外科技展示广场,与广场的构图相呼应。构图划分出景观道路、集散广场及科技展示分区。明确室外科技广场的主入口在南侧,由多条景观道路到达建筑单体(见图1)。图1室外展场平面3)最终方案最终确定方案,在已明确的基本构图基础上,将各类主流光伏产品作为主角,布置于硬直线条划分出的科技展示区。产品分区组织,将各类光伏产品归类,以不同光伏产品的形态特征,配合室外方案的基本形态,配合建筑物,最终形成一个光伏科普展示场。其中展示的光伏产品为主流最先进的产品,各类产品以各种形态,除了自身光伏的属性,同时还兼顾景观属性,以浓烈的工业风格,表达光伏产业的科技感,同时实现科普展示的功能。为满足全局的展示,在展场的西南角,设置光热展示观光塔,登塔可全局参观本项目(见图2)。

3基于光伏特性的景观设计策略

当下,光伏设施大都被作为冰冷的基础设施而摒弃于人的生活之外。伴随着可再生能源比重的日益增大,能否拥有可达性、参与性和互动性的开放空间,成为当今亟须解决的问题[3]。基于光伏特性的景观设计,应该兼顾光伏产品形态特性及光伏发电功能,使得人们从内心深处了解它,接受它并欣赏它。

3.1景观构图融合光伏形态

光伏产品,其自身形态,具有浓烈的科技感及工业风格,光伏材料的色彩、形态、肌理与质感,有着自身特殊的视觉表现力及形态表现力。因此,在景观设计与光伏结合方面,应主要尊重光伏产品的自身形态特征,分别从色彩、形态及肌理等方面挖掘其表现力,进而明确景观设计的构图、色彩及肌理,使景观与光伏有机融合。本项目中,最终确定的方案为硬直线条组织成的自由构图,避免弧形及曲线。线条所交汇形成的硬直夹角,形成“硬直、切割”的肌理形态,在色彩选取上,以简明的绿色及灰蓝色为主,景观构图及色彩均迎合光伏产品的形态表现,表达光伏独有的视觉艺术特征。

3.2光伏设施营造景观空间

景观空间营造是人为通过不同的景观设施创造不同的空间形态,以实现不同的空间感受。传统的景观空间设计,以不同种类的植被,小品及景观设施,围合布局创造出不同尺度的空间,使人们在空间中获得不同的感受。本项目中,利用景观空间营造的设计手法,以光伏工程产品为主,以基础的景观道路及绿化设施为辅,营造出特殊的光伏景观空间。将光伏产品作为景观主角,依据自身形态,高低错落布局于划分出的空间内。人在不同的位置,移步换景,感受由光伏产品营造的形态空间,了解光伏产品的信息,体会“光伏景观”。

3.3光伏工程产品充当景观主角

光伏景观产品,目前应用较广的可分为两大类,第一类为功能性产品,其自身以功能导向性为主,如光伏路灯主要实现光伏发电的属性。此类产品,应用方式单一,缺乏景观设计的艺术属性。另一类产品,为订制化的光伏景观小品,此类产品为景观设计导向为主的订制产品,如定制化的雕塑一样,具有针对性的设计及应用,其功能属性较弱,景观属性强。在本项目中,景观主角则为光伏行业实际应用的各类光伏产品。包括各类光伏组件的展示,运行模式的展示,特殊光伏产品的展示,以及光热模型的展示等多个专项类型的光伏产品展示应用。各类光伏产品均按照其实际应用方式布置,包括倾角方位角计算,间距布置以及电气布置等,同时兼顾景观构图的艺术性表达。整个项目的光伏产品应用,兼顾光伏自身的特性及建筑学视角的景观构图,实现实际意义上的“光伏+景观”。

3.4光伏发电消纳方式

光伏景观类产品的消纳模式,以产品类型的不同差异较大。功能性产品如光伏路灯、景观灯等,其消纳主要为自身的发电应用,产品自身带储能设备,存储电量,按需使用。光伏景观小品的消纳模式也较单一,其功能属性较弱,自身的发电主要作用为其自身灯光效果应用。本项目中,除建筑围护结构光伏系统外,景观主角为各类型实际光伏应用产品,因其自身为主流工程应用产品,因此发电量相对稳定。室外光伏与建筑单体光伏发电系统装机总容量为349.18kW,其中单晶硅组件222.3kW、薄膜组件126.88kW,光伏系统通过400V接入展览馆配电系统,所发电能全部为展览馆自用,配电系统同时引入储能装置。实现实际意义上的自发自用。光伏景观设计中,发电消纳为光伏特性的核心,合理的消纳方案中,才能实现发电及景观的双重属性。实现真正意义上的光伏景观。

4结语

中国(青海)太阳能光伏展示馆建设项目,从光伏特性出发来引导景观设计,融合景观开放空间、科普展示功能及发电功能为一体,为光伏景观设计提供新的思路。

参考文献

[1]徐燊,廖维,黄靖.太阳能景观的集成设计[J].中国园林,2014(2):119-124.

[2]刘飞.“技”与“艺”的统一——解读光伏材料的建筑表现力[D].天津:天津大学,2011.

[3]张惠青.可持续能源景观审美创作范式研究[D].天津:天津大学,2014.

作者:李旻泽 单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司