面面俱到！光电建筑设计的8大要素
发布日期：2023/1/5
光电建筑的设计，对于大多数建筑设计师而言，都是一个全新的领域。建筑师在光电建筑的设计工作中，需要多层次、多维度地对其相关影响因素进行统筹考量，以此响应整体建筑艺术创作并获得综合最佳的设计成果。
需要特别关注的是：安全是光电建筑的基本底线，遵从建筑法规是基本规则。
1、应用部位
在建筑设计中采用建筑光伏一体化（BIPV）的本质意义在于利用光伏发电技术为建筑赋能，从而响应碳目标需求。鉴于光伏产品获得日照资源的多少直接影响了光伏发电能力的强弱，因此，建筑光伏一体化具体应用部位的朝向、倾角等条件显得至关重要。通常情况下，西南 45°至东南 45°范围内的建筑立面以及玻璃幕墙形式的建筑穹顶是优选的建筑光伏一体化应用部位，北面则原则上不建议安装。
2、功能性
无论采用何种光伏技术路线与产品，首先应当考虑的是建筑光伏一体化在建筑外围护结构体系中的具体应用部位的建筑功能需求，或者，简单地思考：将发电功能去除后，对应的幕墙应具有什么样的建筑功能？比如：保温、防水、透视等等。明确这些需求后，对于建筑光伏一体化采用何种光伏技术路线与产品就形成了具体的范围边界与约束条件。
3、建筑美学
响应建筑设计艺术创作，是建筑光伏一体化设计与应用应当遵循的基本原则，其建筑美学要素包含形式、构造以及材料特性（色彩、透明度、材质质感等），由此构建多层次、多维度的光伏技术与产品应用的美学体系；更进一步地，需要以建筑美学要素为基础，充分地统筹考虑光伏产品与传统建材的结合应用，以相融共生的方式促进建筑光伏一体化深度响应建筑设计艺术创作。
▲ 不同透光度的发电玻璃
4、安全性
安全为先，是建筑光伏一体化设计与应用应当遵循的基本前提。鉴于光伏产品同时兼具建材与电气设备的双重属性，因此，建筑光伏一体化的安全性应当从这两个维度予以考量。从建材的维度考虑，与传统意义对幕墙所需关注的重点基本一致，在此不做赘述；从电气设备的维度考虑，应当重点考量光伏电气火灾的预防、相关消防救援措施、防雷、防触电等安全要素。
5、空间
从光伏系统整体构成的维度来看，除光伏面板外，尚有电缆系统以及逆变器、汇流箱、并网柜等电气设备，建筑师对光伏幕墙设计应当兼顾考虑到相关电气设备的空间位置与摆放，对相应的配电间、设备用房及空间进行设计统筹，并应有利于运维与安全管理；另外，需要强调的是：对于电缆系统的走线空间布局与构造设计应在确保安全的前提下，充分考虑运维检修的便利性。
6、成本
成本是建筑设计中应充分考虑的重要影响因素，相较于传统建筑，光伏产品及其电气系统带来的一次性直接投资的增量成本较高，但光电建筑具有长期的发电功能与收益，在全生命周期内可以实现投资回收并额外产生增值收益，因此，对于光伏幕墙的成本，需要将一次性直接投资成本与全生命周期内的投资收益进行统筹考虑、综合判断，单纯考虑初始投资成本或不考虑全生命周期运维的投资收益，都是非理性的、有失偏颇的。
7、发电
由于不同技术路线的光伏产品的效率及技术特性不同、建筑光伏一体化的应用部位及色彩、透明度等差异化因素，导致光伏的实际发电能力差异较大，转换效率高的光伏组件并非意味着用到建筑上后系统实际发电量一定多，因此，需要根据具体应用场景条件选择适应的光伏技术路线。
8、节能
光伏材料在发电的同时也会发热，通常晶硅类光伏产品相较于薄膜类光伏产品的发热情况会更为明显，这种发热情况会对光电建筑的热工性能产生影响，其影响度视具体地域气候特征、季节、应用部位、形式、构造等诸多因素综合作用而迥异。在光电建筑设计中，应响应建筑节能需求，综合考量多种影响因素，通过包括构造措施在内的多种设计方法做好热的疏导与利用。
来源：BIPV在线
