全球首个五面光伏建筑！广州美术馆的零碳宣言

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全球首个五面光伏建筑！广州美术馆的零碳宣言

发布日期：2025/8/7

在广州新中轴线的黄金C位，一座改写规则美术馆拔地而起。作为全国唯一一家同时拥有国家“一级博物馆”和“重点美术馆”的艺术机构。

西侧主入口立面广州美术馆总建筑面积近80,000平方米，集收藏、展览、研究交流、教育等功能于一体，是一个大型现代化、国际化、数字化的美术平台。广州美术馆不仅是广州文化设施“四大馆”的核心组成部分，更是绿色建筑技术创新与可持续发展的典范。

西北侧的建筑与水景

01. 设计理念

（一）基于城市文脉的理性设计定位

在广州美术馆的早期竞标方案阶段，设计团队便前瞻性地决定保留TIT创意园内的13栋既有建筑和200多棵大树。这一举措不仅延续了城市记忆，保留了城市历史，更为城市注入了新的活力，实现了旧有工业文化遗产与现代文化设施的和谐共生。

（二）岭南建筑文化的当代转译路径

在广州美术馆的设计中，设计团队通过绿色新技术的应用与岭南传统建筑文化的巧妙结合，实现了岭南建筑文化的当代表达。

1.造型设计

托马斯·赫尔佐格教授将建筑构想为“于水上绽放的英雄花”和“晶莹剔透的瓷器”，深刻体现了岭南建筑的文化特质。主楼采用花瓣形态，立面由12组龙焱碲化镉光伏发电玻璃和多彩铝板组成双层复合幕墙体系，呈现出类瓷器质感的晶莹剔透效果。随着光影变化展现出微妙的色彩变化，隐喻了广州美术馆作为收藏岭南画派艺术瑰宝的“容器”概念。

广州林墅设计LAM

屋顶部分则架空铺设龙焱彩色碲化镉光伏玻璃组件，形成类似花瓣效果的像素矩阵。从广州塔鸟瞰中轴线时展现出独特的“第五立面”效果，立面和屋面通过光伏系统形成双层外维护结构体系，既利用太阳能发电，又形成隔热、通风的表皮。有效适应了岭南地区的气候特点，降低了日常运营能耗。

屋顶的彩色光伏系统矩阵

2.空间组织

设计借鉴了岭南建筑的气候适应性策略。南、西向立面面向未来的岭南广场和相邻的广州科学馆、TIT创意园开敞，引入城市景观。北、东立面则设置两座条形裙房附楼相对封闭，隔绝城市机动车道的喧嚣，营造闹中取静的环境。

空间布局及视线分析图

建筑四周布置景观水体，并通过首层四周大进深的悬挑形成灰空间，为城市空间和建筑内部空间设立了类似骑楼的“缓冲区”。既隔离外界喧闹，又创造了舒适的微气候空间环境。

屋檐下的水景空间及廊桥

建筑内部各层功能空间由一个直径30米、高45米的自然采光中庭组织。中庭玻璃顶下设置由半透明渐变菱形单元组成的索膜结构遮阳系统，为中庭提供柔和的自然光线。

索膜结构遮阳系统细部

中庭顶层雕塑展廊的顶部侧面设置电动开启天窗，可在适宜季节实现自然通风。广州美术馆的中庭空间不仅是核心交通空间，更是举办各种集会、艺术表演、展览的重要场所，与丰富的艺术展览一同为市民和游客创造了一个开放、可参与的多维度艺术平台。

中庭提供的展示个人才艺的空间

中庭空间举办的音乐会

中庭空间举办的艺术集市活动

02. 结光伏一体化的创新实践

广州美术馆最突出的技术创新在于其建筑光伏一体化设计。该项目在全球博物馆建筑中首次实现了五个立面均安装光伏，并与建筑外观造型有机结合。项目采用具有中国自主知识产权的碲化镉薄膜光伏组件，立面和屋面分别采用透光和彩色两种全新技术工艺的光伏组件。

（一）光伏系统的技术参数与集成规模光伏系统总面积超过17,000平方米，总安装功率为303.8kWp，所发电能可供建筑自我消纳。其中，立面光伏系统面积超过15,000平方米，由21,000多块标准尺寸为840mm×840mm的龙焱碲化镉光伏组件构成，采用新型激光刻画工艺实现高透光效果。

屋面面积超过2,000平方米，采用2,800多片标准尺寸为1200mm×600mm的龙焱碲化镉薄膜光伏玻璃组件以及新型玻璃涂层工艺实现彩色渐变效果。全方位应用光伏技术，不仅大幅提升了可再生能源的利用率，还为公共建筑创造了一种全新的外在表达范式。

光伏幕墙与彩色铝板幕墙的细部

（二）技术迭代中的优化逻辑

设计初期仅考虑在光照条件好的屋顶设置彩色多晶硅组件组成花瓣图案。随着方案的深入，广州市政府为了推动新能源技术在建筑工程领域的应用，要求广州美术馆项目全面应用光伏技术。

设计团队进行了多方案对比

碲化镉光伏发电玻璃具有可塑性强，易于定制，且在弱光下能长时间持续发电等独特优势，更适合建筑层面应用。在相关厂家技术支持下，设计团队对碲化镉薄膜组件进行反复调整和试样，通过多轮方案比选，最终将光伏全方位应用到设计方案中。

广州美术馆墙身节点在制作样板过程中，设计团队对立面碲化镉光伏组件样板的通透性提出更高要求，以确保内层铝板幕墙能更好透出。

生产厂家龙焱能源通过改进材料和工艺，采用“6mm超白钢化玻璃+1.14mm PVB胶片+3.2mm透明导电氧化物镀膜玻璃（TCO）+1.14mm PVB胶片+6mm超白钢化玻璃”的构造。

光伏幕墙与彩色铝板幕墙效果推敲模型

其中超白玻璃透光率达到91.08%，可见光反射率仅为8%。PVB胶片也采用高透光型，光伏组件透光比例达到53.8%。相比之前的非晶硅薄膜电池，采用分组渐变做法，最终实施单元组件中的碲化镉薄膜电池被简化成尺寸最小的70mm×70mm电池方块，确保了立面光伏幕墙达到最理想的视觉效果。

核心中庭

（三）综合效益的实测验证

项目建成后，华南理工大学团队对立面光伏系统的隔热效果进行了测试，结果显示其隔热降温效果显著，南立面组件日间温度始终高于环境温度，而北立面温度平均低于10.16℃。在同一立面内，上部组件温度比下部高约5℃。这种梯度差使光伏幕墙与铝板幕墙空气间层的“烟囱效应”显著，形成有效的热压通风降温效果。

中庭采光天窗

通风间层中上层平均温度比下层平均温度高1.13～1.42℃，南立面空气间层温度最高时比室外延迟1小时6分钟。西立面空气间层温度最高时比室外延迟2小时20分钟。表明该系统有效平抑了温度波动，日间间层温度振幅远小于室外可显著降低建筑冷负荷和能耗，气候缓冲性能突出。

广州美术馆的绿色设计带来了多重效益。经初步测算，光伏系统年发电量超过20,000 kW·h，相当于每年减少200吨二氧化碳排放，减排降碳效果明显。

03. 结语

广州美术馆的实践证明，绿色建筑的高阶形态应是“文化基因 + 技术适配 + 气候响应” 有机统一。其对工业遗产的保留并非形式化的符号拼贴，而是通过功能置换实现文脉延续。光伏技术的应用不止于能源替代，更成为塑造建筑形态与优化微气候的核心手段。岭南文化的表达也突破了 “骑楼、趟栊门” 的传统符号，转化为对 “通风、遮阳、降温” 等气候适应性智慧的当代转译。这种以“问题为导向” 的设计逻辑，从城市需求出发定义建筑角色，从文化本质提取设计语言，从技术特性推导解决方案，或许正是该项目对建筑行业的核心价值。

来源：材料在线、CA当代建筑

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