建筑一体化设计大全11篇

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中图分类号：P901文献标识码： A

0引言

仅有优美的环境或者仅有别致的建筑都是不够的，只有将优美的自然景观，良好的生活氛围融于一体，才能营造理想的社区，建筑元素对细节的把握还应与景观因素相互融合，建筑的造型、色彩、立面、风格都应恰如其分地与景观相互呼应，当前形势下，建筑和景观的统一是研究的热点。

1建筑和景观统一概述

随着我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，生活环境尤其是外部环境的建设是人们生活，学习，工作不能没有的，但也提出了更高的要求，人们希望生活在一个舒适的环境，但是，环境污染、让人失望。近年来，中国的房地产企业根据人们的心理需求，回归自然，加强宣传的外部环境建设，以实现统一的建筑和景观设计，住宅景观，园林建筑与景观的融合红极一时，在我国，人们不只是看中建筑的结构和功能，更加关注生活环境，人的愿望是建筑与景观的统一。

随着人们对景观的向往和追求，景观设计学在我国应运而生并得到不断地发展和完善(设计师们已经意识到仅仅是完美的城市规划和建筑设计已不能满足当代人的需求，只有将城市规划，建筑设计与景观设计紧密联系在一起才能迎合时代的发展(城市规划’建筑设计与景观设计三者是相互影响相互作用的，然而随着环境污染的日益加剧，景观设计占据了越来越重要的位置，不容忽视(只有将景观设计融入到城市规划与建筑设计中去，才是最有效最完美的设计方案(为了使建筑与景观相统一，相呼应，景观建筑学作为一门独立学科广泛应用于景观规划与设计(它将景观规划与设计与城市规划’建筑设计’建筑学及风景园林相融合，从而达到使建筑与景观相统一，相呼应的目的，同时提高了建筑使用的舒适性及整体的艺术性(它以城市规划与建筑设计为出发点，以人与自然的生态系统为服务对象，关注人的使用，强调人与自然的长期和谐关系及可持续发展，是广义的建筑学。

在景观设计上的规划，建筑，景观建筑学的基础上形成的一个设计思想，而现代景观建筑学，所涉及的专业范围很广，包括城市规划，建筑设计和景观园林，顾此失彼的现象很多，今天的建筑师，设计师通常是城市规划和建筑设计为主线，对景观设计作为一种补充和陪衬，在中国，设计基本过程如下：第一，确定位置和建筑的总体布局，然后建筑设计师进行设计，最后是由景观设计师的设计，然而道路建成，建筑已完成规划，景观设计的剩余空间是非常有限的，因此只有通过景观师见缝插针，用简单的种植一些花草树木，是由于景观设计不重视，景观设计的发展，在我国城市发展缓慢，没有特色，遵循相同的模式，因此城市规划和建筑设计的有着严重差距。

2建筑景观一体化设计策略

建筑中融入景观设计 要实现建筑景观的统一，必须使建筑设计与景观设计紧密结合(景观设计是进行微观的空间设计，而建筑设计是进行具体的建筑单体设计，两者相互影响，相互作用，密不可分,然而在当今设计中，很大一部分将建筑设计与景观设计分开进行，甚至忽略景观设计的重要作用，将其作为建筑设计的陪衬，进行简单设计（例如种些花草设计个喷泉，运来个雕塑等等）还有很多都是建筑完成后才做景观，设计时不考虑全局而是重视局部效果，对交通、消防及停车等硬性技术指标也置之不理，从而最终将导致问题的出现，城市规划，建筑设计与景观设计三者是相互影响，相互作用，相互依存，密不可分的，任何一个步骤出现问题都会影响建筑的整体效果，要想使建筑和自然环境相融合，建筑不可能游离于外部环境而存在，它必须依附于外部环境来体现它自身的意义；同时，建筑所具有的特性不仅要通过建筑本身来表达，更要通过周围环境来衬托，加之景观设计并不像我们通常所说的那么简单，重要的是体现当下的思想及精神文化，达到这种效果必须使景观设计与建筑设计相统一，使精神文化得以表达。总之，景观空间与建筑空间的一体化设计不仅使建筑功能和作用得到完善和扩展，也使得建筑更具整体性和舒适性。

建筑和景观设计的可持续性和生态性 可持续性和生态性是当今社会发展的大趋势，是设计的最终目的，进行建筑和景观一体化设计时必须结合自然，结合自然进行设计，尊重当地的自然文化遗产及格局，保持生态性原则，利用当地可再生的自然元素和材料，尽量发挥美观实用的功能；保留当地自然及文化遗产，保护原貌；领用当地自然水，尽量不用人工水，让自然做工，人工的介入；做到可持续性和生态性，避免仅仅追求表面的华丽效果，将建筑与自然融合最为最终目的，并将在生态价值观与生态美学引领下走向形式、功能与文化内涵的更高层次的统一，总之，结合自然，尊重自然，实现建筑和景观设计的可持续性和生态性，是设计的原则和目标，节约用水用地、新能源的应用，恢复和保护本地特有的生态系统的完整性与多样性等将会成为新的设计趋势。

建筑和景观一体化设计理念，以人为本，在今天的世界上，所有的建筑和景观设计师必须符合设计以人为本的设计理念，体现了尊重自然发展规律的一致性和尊重人的地位，它涉及的问题，真正属于我们的生存环境，与对人的景观设计的发展，当地的设计不容忽视，必须以人为本的理念融入到设计不仅是一个口号，在未来的设计过程中，我们必须充分考虑人与自然的和谐发展的很长一段时间，景观设计的对象是有关的人类生态系统整体，强调人类可持续发展的自然资源和环境的重要性，与景观建筑师服务对象的终极目标是人与自然，规划设计应该理解自然，万亩相互理解人与自然的关系，尊重自然和人类，自然和人文系统保护，人与自然的利益协调，使两个达到最佳平衡的设计概念，所谓的以人为本的建筑和景观设计中，是寻求保护我们的自然环境，给人以的生态环境的可持续发展，而不是强调人类对自然生态系统的自然资源和占用太多的发展；强调城市规划和建筑学与生态学的结合，为人类认识自然的可持续发展，以人为本的理念；能深刻地反映在人们在具体设计范围内的照顾以人为本的设计理念。

3 结语

建筑与景观的融合入是城市设计的最终目标，无论是从建筑设计还是到景观设计，不能只考虑单方面的设计，在建筑设计中融入景观设计的手法，景观设计中体现建筑设计意图，才能真正达到建筑和景观的统一。

参考文献

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Abstract: The design of building integration of solar energy will be with the existing housing in the form and style exist obvious differences, become an independent school in different patterns of residential, both for households or developers, its unique identifiably is attractive.

Keywords: solar energy; building; design and Application

中图分类号：TU2

一、前言

目前我国对太阳能已有一定的研究,但对太阳能建筑一体化住宅的外观设计常走向两个极端,一种是设计时忽视太阳能设备,在立面造型完成后将需要的设备简单安装上;另一种则是只相辅相成。失去建筑立面整体的平衡感。太阳能装置本身有别于建筑,但其作必须通过建筑的整体才能充分显示。下面就太阳能设备与住宅建筑设计的有机结合进行论述。

二、建筑的形式与内容应一致

太阳能建筑一体化住宅的造型设计应当充分考虑到其居住建筑的特点,在其功能、材料、结构、工艺应满足和符合单体建筑的独特性,现用住宅举例说明。

首先,无论是高层住宅还是多层住宅,都是由套型组成,没有大空间,平、立面结构和造型一般比较规整;其次,房间的功能性限制大,非常强调自然采光和自然风;第三,住宅受造价限制较大,外墙也应当尽量平直。由于住宅的这些特点,在造型处理上可以有大的体量变化,但一般很难打破层、套等单元性因素的限制。实际中常常利用相同元素的重复、增减来达到艺术效果。从这一点来看,住宅的造型设计较之公共建筑更有难度。但从另一角度来看,住宅内部严谨的结构性和功能的主导地位非常符合技术美学所强调的逻辑性及目的性。太阳能建筑一体化的设计在住宅中表现技术美学是可行的,当然高层住宅、多层住宅有自己的特点,应当区别对待。

1.高层住宅。高层住宅本身就标志着现代科学技术在建筑工程领域的成就,太阳能光电建筑一体化的设计可与之相辅相成。由于管线和住户密度的原因,高层建筑中的太阳能光电设备常常安装在墙面和屋顶,顶部的集热器只能为上部几层提供光热。所以首先讨论竖用。

首先,可以利用较大面积的集热器加强垂直构思。我国的高层住宅,特别是塔式住宅,平面会有一些变化,但其体形特征多为高耸挺拔。进一步加强垂直构思,可以使其更富于现代风格。

集热器可以集中连续布置,也可以与窗或阳台的凹凸处理结合形成竖向的划分,使整个建筑在垂直方向上形成强烈的韵律感。

集热器的利用还可以体现在住宅部件和材料的处理上。近年高层住宅,常在顶部或外凹部拉梁采用特有的体形或符号来加强标志性,以避免单调的感觉。太阳能集热器由于采用了吸收性涂层而具备特殊的色泽和质感,其表面非常光亮,如果将其与高层顶部的电梯间或水箱间结合,既可以起到装饰的作用,还能为住户提供生活热水。在一些热带或亚热带地区的住宅中,常采用大面积的玻璃窗,但又必须配备遮阳构件,利用出挑的集热板充当遮阳体。由它形成的阴影增加了造型的虚实对比和空间的层次。

2.多层住宅。多层住宅太阳能热水器一体化设计首先可以从形式和体量出发,由于集热器需要南向的坡屋面或墙作为安装的依托,争取尽量多的实体面积和可利用空间就成为一体化住宅形体设计的指导思想。通常可以使用退阶和半接地式的设计。通过立体构成的切割手法,使整个体量的横断面类似于台阶或三角形。

太阳能建筑一体化设计还可以借助局部的构件来表达技术特征和现代风格,因为受功能的影响,多层住宅体型的变化常会受到局限,此时局部的处理和构件的形式将起到重要的作用。

三、构造方案与系统选择

太阳能建筑一体化住宅外观设计的美学原则和手法以及构造方案与系统选择,是建筑师对太阳能热水系统所做的二次产品设计和加工,是实现“一体化 ”的关键步骤。内容包括安装部位选择和构造方案设计,既要考虑到保证太阳能热水器的工作效率,又要与住宅的结构、使用功能以及美观相协调。为了保证足够的日照时数,集热器可能的安装位置包括屋顶和南向的外墙和阳台。下面就不同的安装部位进行讨论。

1.屋顶部位。当太阳能设备安装在屋顶时,由于其位置较高,可以形成自然压头,管路选择比较灵活。相应集热器类型也有较大的自由度,自然循环式、强制循环式和直流式均可。但住宅屋顶形式有平屋顶和坡屋顶之分,所以需要重点解决太阳能设备与不同屋顶形式的有机结合和连接。

就热水器的安装而言,平屋顶的优点是施工比较方便,集热器或支架与屋顶结构的连接技术难度较小。而且平屋顶在一般视点是无法看到的,因此不需过多考虑集热器的外形与建筑立面的协调。考虑到由高层或其他位置能够看到平屋顶的情况,集热器只需排列整齐即可。而坡屋顶安装太阳能设备,根据其坡度不同,可以直接将集热器安装在屋顶,也可以用支架安装,但都要做到不影响房屋的使用和外观。实际上,我国许多住宅的坡屋顶都是相对稍缓。稍缓的倾角更有利于集热器接受太阳漫射辐射,可以不必另行安装支架。由于坡屋顶正常视高一般可见,集热器可以起到丰富其外观的作用。缺点是施工会牵扯到防水的问题,技术上相对复杂。

1. 1平屋顶的安装。太阳能设备在平屋顶安装时,要注意集热器的平面安装位置。将集热器置于屋面的正上方。优点是此处的楼板为现浇混凝土结构,有利于设置管路和固定支架。

如果用户选择循环式热水器,则集热装置必须按一定角度倾斜安装角度应在30～45°之间,集热器须外加支架与屋面结构相连接。支架的冷轧钢板的厚度不应当小于2mm ,不锈钢板的厚度不应小于1. 5mm。屋面构造上可以在柔性防水上另加40mm厚混凝土刚性防水层,预埋铁件与支架焊接或螺栓连接。

1. 2坡屋顶的安装。一般循环式太阳能集热器均需要一定的倾角,利用坡屋顶的结构坡度是很自然的。由于坡屋顶楼面下一般有吊顶空间,可以容纳横向管路,所以集热器的平面位置可以比较灵活。

2.墙面与阳台。在墙面或阳台安装太阳能设备,可以减小管路的长度。对于高层住宅是其他安装方式不能替代的。而且其位置往往处于立面的视觉焦点,可以成为立面构成的重要因素,这也更加符合一体化设计的思想。根据使用情况的不同,构件连接可以分为固定式和活动式两种情况。

2. 1固定式。固定式是指设备在安装后用户不再移动其位置或角度。所以要求在安装之初就能够达到比较好的效率,而且又不会造成立面的混乱或造成不安全因素。很明显,斜向悬挑的固定设备无论在力学上还是心理上,都会形成不安全因素。所以在当今的技术条件下,比较现实可行的方案是在竖直墙面上安装直流式横向太阳能平板和在阳台倾斜栏板上安装电热管或平板式集热器。集热器可单独悬挂于建筑物向阳的阳台或外墙窗口下方。

2. 2活动式。活动式连接是指太阳能设备可以由用户控制而在支架滑轨上运动,使其可以贴于竖直墙面,也可以斜出以达到最佳的集热效果。活动式连接是循环式集热器常常采用的方式。比较理想的一种情况是将支架安装在窗户的上方,除支架外其余部分可以收起。使用时,将集热器放至适当位置和角度,在集热同时起到遮阳的作用,尤其适合夏季太阳高度角比较高的情况。在外挑支架上设有档位,可使集热器在不同季节分别处于最佳的倾角。集热器的打开和收起可利用下端的拉杆完成。此外,活动式连接还可以应用在阳台的竖直栏杆或栏板外侧。

四、结语

综上所述，将太阳能引入住宅建筑设计中,要充分考虑其环保节能的特点,将此设计与建筑本体相辅相成,做到既节能又美观,使整个建筑不管在光伏新能源利用和建筑立面等各方面都达到和谐统一,让整个建筑在垂直方向上形成强烈的韵律感,考虑一体化的设计所代表的是一种可再生能源的环保再利用,其前途和生命力都是无可限量的。

参考文献：

1. 周鹏鹏.太阳能热水器与建筑一体化在住宅小区设计中的应用[J].烟台职业学院学报.2009（03）

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前言

建筑能耗主要是指建筑在建造和使用过程中消耗的能源。我国目前正处于建设鼎盛期，全国每年城乡新建房屋建筑面积近2 0 亿平方米，其中8 0% 以上为高耗能建筑；既有建筑近4 0 0 亿平方米，9 5% 以上是高耗能建筑。据统计，建筑在建造和使用过程中消耗的能源占全球总能耗的5 0%，产生3 4% 的污染。近年来，我国严寒和寒冷地区（采暖地区）的城镇，平均每年新建采暖居住建筑1 亿平方米。按照目前建筑能耗水平的发展状况，预计到2020 年我国建筑能耗将达到10.89 亿吨标准煤，是2000 年的三倍多；空调夏季高峰负荷将相当于1 0 个三峡水电站满负荷供电；仅城市建筑采暖每年约排放二氧化碳1.9 亿吨，粉尘3000 万吨。国家建设部科技司研究表明，随着我国城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑能耗比重最终将上升至3 5% 左右。建筑如何节能的问题，已经受到设计和使用者的重视，成为当前影响建筑发展方向的重要因素之一。因此，近年来国际上出现了节能型建筑设计。

建筑节能是指在建筑中提高能源利用效率，用有限的资源和最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效应。建筑节能具体是指节约采暖供热、空调制冷、采光照明以及调节室内空气、湿度、改变居室环境质量的能源消耗，还包括利用太阳能、地热( 水) 能源的综合技术工程。

一我国太阳能光热技术的发展现状及主要问题

1 太阳能储量与分布

如何提高可再生能源的利用程度,扩大可再生能源的利用范围,已经成为了人们在新世纪的重要课题。而太阳能以其清洁、储量巨大、成本低、无地域限制和能源质量高等众多优点成为可再生能源利用的首选资源。

我国受地理位置的影响,蕴藏着丰富的太阳能资源。在我国广阔的土地上,年太阳能总辐射量超过5MJ/m2,年太阳辐照时数超过2200h的太阳能利用条件较好的地区占国土的2/3。大多数地区年平均日辐射量在4kw・h/m2以上,日辐射量最高达7kw・h/m2,我国太阳能资源的理论储量达每年1.7×1013t标准煤,故开发太阳能是实现中国可持续发展战略的有效措施之一。

2太阳能光热设备的应用及主要存在的问题

目前,我国太阳能的利用技术主体上可分两类:太阳能光伏发电和太阳能光热技术。根据我国的综合国力和消费水平,在最近几年还不可能大规模推广家用太阳能光伏发电技术。但是我国的太阳能光热利用水平已相当高,尤其是经过太阳能工作者20多年努力,我国太阳能热水器的保有量已超过2×107m2，年产量达3×106m2，是世界上生产太阳能热水器最多的国家。太阳能供热水市场规模已居世界第一。可是我国建筑行业与太阳能光热设备的结合却刚刚起步,还存在着很多的问题。传统的设计方法是在屋顶上安装太阳能光热设备,这是目前最为普及的设计方法,但是它也存在诸多的缺陷。

首先,我国销售量最大的真空管太阳能光热设备大多是一种“一排黑色玻璃管头顶一个大水箱”的造型,缺乏统一设计,与建筑外观不相协调,整体性差,破坏建筑形象,严重影响了城市的景观。

其次,常规的太阳能光热设备(包括太阳能开水器、太阳能热水器、太阳能取暖装置等) 通常是在房屋建造好以后,再通过自行穿墙打洞、拉固及打膨胀螺丝等手段将太阳能光热装置固定在房顶上,不仅破坏了建筑的整体美,而且难以解决抗飓风、防冰雹、防冻和安全保护等一系列问题,同时漏水、管道的布设困难、破坏建筑防水层等问题也时有发生。

另外,高层建筑因屋顶采光面积小,从屋顶到住户热能输送距离远,损失严重,无法使用太阳能光热设备。这些难以克服的种种弊端严重制约了太阳能光热设备的进一步普及应用。在一些城市甚至出现了太阳能光热设备的情况。

二太阳能光热设备与建筑一体化设计的途径与方法

要解决以上问题,我们就不能永远停留在太阳能和建筑两个层面上去关注太阳能的应用问题,而是应该从整个社会的角度看,它是个大系统,涉及到城市景观、能源发展以及老百姓的可支付能力等一系列问题。因此必须从太阳能建筑的角度去看,这就需要将太阳能光热设备一体化设计的理念贯穿于建筑物的规划、设计、建造、使用、维护以及改造活动中,这也正是问题的关键所在。

太阳能光热设备与建筑一体化概括起来讲,就是将太阳能光热设备与建筑充分结合,改变使用中各自为政的局面,太阳能就像其他建筑部件、构件一样,最终也会成为建筑的一个部件,并实现整体外观的和谐统一。具体可以通过以下的技术措施来实现。

1一体化设计首先考虑外观与风格的问题

太阳能设备在建筑上的表现形式有两种,一种是彰式,就是说特意去表现太阳能光热设备;一种是隐式,也就是把太阳能装置藏起来,这两种都是太阳能在建筑上的应用方式,谁也不排斥谁。具体的设计原则可以表述为吸取技术美学的手法,体现各类建筑的特点,强调可识别性,利用太阳能构件为建筑增加美学趣味。另外,太阳能热水器外壳、支架、反光板的颜色需要专门定制,避免产生光污染。

2分体式太阳能光热设备是实现一体化设计的有效途径

新型大水量的分体式太阳能光热设备,将真空管或平板型太阳能集热器根据建筑设计的需要,集中或分几块布置于斜屋面上,犹天窗般美观大方,若是统一安装在阳台的栏杆外或其他南立面上也整齐有序。分体式太阳热水器另一个特点是贮热水箱不是出现在屋顶上,而是在建筑的阁楼里、阳台外、车库里或走廊的角落、卫生间、厨房等等,通常这类的贮热水箱同时就是一个300L以上的贮水式电热水器,一箱两用,或者说是“双能源”热水器,阴雨天可电加热。这种太阳光热设备外形美观,功能齐全,大流量供水,被称为“家庭热水中心”。当分体太阳光热设备的性能和价格被大多数人接受时,建筑一体化太阳能光热设备的普及就为时不远了。

3有机结合,巧妙利用

灵活的将建筑各部分构件与太阳能光热设备有机的结合在一起,巧妙高效的利用空间,使建筑可利用太阳能的部分―向阳面或屋顶得以充分利用。以下新型建筑一体化光热设备与建筑各部分构件有机结合,创造富有个性的建筑形体,为设计师提供了多种选择。

(1)天窗式太阳能集热器:光热设备完全嵌入建筑屋顶内,浑然一体。作为建筑围护构件的一部分,安置有专门设计的排水板系统和固定系统。结构的风力和承重荷载。

(2)阳台式太阳能集热器:太阳能集热设备整体放置在阳台立面上,不占用建筑空间,还可以起到阳台护栏和下层遮阳的作用,同时解决了高层建筑不能使用太阳能热水器的难题。

(3)飘板式太阳能集热器:采用轻钢免焊飘板式结构固定集热器,造型独特,立面效果突出。飘板式造型成为建筑物自有风格的完美点缀和平屋顶的独特风景。

(4）壁挂式太阳能集热器：集热器单独固定在建筑的南立面墙壁上，占用空间小，储水箱则放置在室内，热水传输管道较短，解决了高层建筑的使用问题。

(5）多功能休闲亭式太阳能集热器：集太阳能热水器、光电板和纳凉休闲功能于一体，与庭院、游泳池、花园等环境相融合。流线型设计既美观又减少结构的风力和承重荷载．

4综合考虑建筑结构、水电系统和太阳能设备的协调

新建筑在考虑太阳能设备的安装时,除需考虑结构荷载及安装固定设备的预埋件外,还应考虑冷、热水管道井的设置。管道井的大小以不小于100mm×100mm为宜。自然循环的太阳能光热设备要保证水管入墙的标高低于水箱出水标高,并且水管不能有返坡。同时,要安装好水位探头、电加热棒以及电磁阀等相关电气设备。

5同步规划设计,同步施工安装

太阳能光热设备与建筑一体化同步设计,并与建筑同步施工完成。可按太阳能设备主机安装、水电线路连接、自动控制仪安装、总体调试等施工程序完成安装(图2)。这样节省太阳热水系统的安装成本和建筑成本,一次安装到位,避免后期施工对用户生活造成的不便以及对建筑已有结构的损害。

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中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

所谓的太阳能与建筑一体化设计，主要就是指将太阳能的产品和构件应用于建筑行业，加强对太阳能这一新能源的应用，进而节约传统的能源实现对环境的保护，同时加强对建筑造型的美化。太阳能与建筑的一体化设计成为太阳能在建筑行业应用的一个必然发展过程，并得到了国家及地方的大力支持。但是在太阳能与建筑一体化的设计过程中还存在着诸多问题，严重的影响了一体化设计的效果，必须采取合理的措施，实现二者有效结合，综合利用建筑美学和建筑技术，推动太阳能与建筑一体化的设计，为太阳能在建筑中的利用奠定坚实的基础。

一、太阳能与建筑一体化设计的优点

太阳能与建筑的一体化设计成为建筑发展的一大特色，也成为提升人居环境的一个有效途径，具有以下优点：

（一）构造合理，保证质量

太阳能与建筑的一体化设计是在对各个因素进行综合考虑的基础上进行的，这就对建筑的构件和设备进行了全面的协同，使各个构造环节更加科学合理，进而为保证建筑的质量奠定了坚实的基础。

（二）降低造价，保护环境

太阳能与建筑一体化设计充分利用了太阳能这一新型的能源，这样就减少了对传统能源的消耗，从而降低了工程的总体造价，进而减轻了建筑的负荷，此外，太阳能的使用在很大程度上实现了对环境的保护，进而改善了人居环境。

（三）巧用空间，美化建筑视觉感受

太阳能与建筑的有效结合，构成了多种功能的构件，实现了对空间的巧妙利用，同时经过统一的安装和设计，实现了建筑外观的和谐统一，进而改变了居住小区中各自为政的局面，形成了良好的视觉感受，为建筑的整体带来了美感。

（四）同步施工，避免损害

太阳能与建筑的一体化设计，实现了同步施工，通过一次的安装方便了人们的生活需要，同时也避免了后期施工对建筑结构的损害。

可见，太阳能与建筑的一体化设计符合人们的需要，是建筑行业发展的一大特色，也是提高人们生活质量，改善人居环境的一个有效的措施，对建筑行业的发展起到了积极的促进作用。

二、太阳能与建筑一体化设计的现状

太阳能与建筑的一体化为改善人居环境，节约资源起到了很大的促进作用，将太阳能与建筑实现一体化是将太阳能的设计和施工同时进行，进而实现建筑的规划布局、材料构造以及建筑美学等各个方面的协调统一。但是在实际的太阳能与建筑一体化的设计中还存在着诸多问题，严重的影响了太阳能与建筑一体化的进程。

由于太阳能与建筑一体化设计处于起步阶段和探索阶段，导致缺乏一定的经验和实例，进而为太阳能与建筑一体化的设计带来了挑战。目前太阳能与建筑一体化设计面临的困难主要有以下几个方面：首先是美观问题，由于缺乏一定的经验和实例，导致在一体化设计中缺乏经验，只是将太阳能设备与建筑进行生硬的结合，难以与建筑的外观实现和谐统一，严重的影响了建筑的美观；其次，造价控制方面的问题，由于在太阳能与建筑一体化的设计中，难以将造价控制在市场接受的范围内，造成了工程造价偏高的现象；此外，设计手法不当，在太阳能与建筑一体化设计中，部分设计师缺乏对整体效果的考虑，对构件的连接节点缺乏必要的设计，导致将太阳能直接的加在建筑之中，对建筑外形的整体效果造成了消极的影响；甚至部分设计院常常对太阳能的设计采取“甩项”，交由太阳能产品生产单位设计，缺乏统一、协调，难以达到一体化设计的目的。

三、太阳能与建筑一体化设计的策略

为了实现太阳能与建筑的一体化设计，需要从多个方面着手，综合考虑各个方面的因素，这样才能真正的发挥太阳能与建筑一体化的优势，进而提高人们的生活质量，改善人居环境。

（一）合理整合系统配置

太阳能与建筑的一体化设计是一个复杂的过程，涉及多个环节的工作，因此需要对整体的系统配置进行有效的整合和设计，进而实现太阳能供暖、太阳能热水以及空调和光伏发电等功能的充分发挥。这就需要加强对建筑场地、气候和材料等条件的综合考虑，实现方案的优化组合，进而提高太阳能的利用率和经济性。

整合太阳能系统与建筑的一体化需要从以下几个方面着手：首先，要加强对能量的获取和收集途径的研究，并采取合理的措施进行部位和构件的设计，做好能量的储存工作。就当前的太阳能在建筑行业的应用来看，对太阳能的收集多是借助太阳能光板以及被动收集，这就需要对建筑的结构进行合理的设计，主要包括对墙体、屋面、檐口和阳台的设计，从而为太阳能的利用提供足够的表面、合意的朝向以及有效的角度射入，真正的做好对建筑每个部位的利用。一般采用的设计方式是嵌入式和附着式。在附着式的设计中，需要有效的支撑面，而嵌入式结构对结合层以及构造有着严格的要求。因此在一体化的设计中，要转变设计思路，加强对新技术的应用，强化各个部位的功能，进而提升建筑整体的运行效率。

（二）实现建筑构造的构件化

实现建筑构造的构件化就是要将太阳能装置作为建筑的一个构件加以利用和设置，因此建筑师要根据建筑的总体要求，进行合理的设计，在建筑中和谐的体现太阳能装置，进而提升建筑的整体效果。这就需要根据安装部位的不同对构件进行合理的划分，并将构件按照一定的要求进行设计，使其成为一定的建筑产品，因此需要对构件的安装位置以及尺寸进行整合，将其作为建筑的元素，进行合理的安装和设计。将太阳能系统所包含的所有内容作为建筑不可缺的设计元素加以考虑，巧妙地将太阳能系统的各个部件融。

（三）实现设计效果的美观化

为了满足人们的视觉要求以及对人居环境的要求，在进行太阳能与建筑一体化的设计中，充分的考虑建筑的整体美观，这就需要综合各个环节的工作，提升建筑的整体视觉效果。

首先，要设计倾斜的屋顶和墙体。为了实现对太阳能的充分利用，需要根据太阳照射的方向，进行屋顶和墙面的设计，其中倾斜的屋顶和墙面是理想的选择，达到的提高了太阳能采集的效果，同时还将其本身的特征与属性赋予建筑，创造了大量新颖生动的建筑造型，使太阳能成为建筑的独立风景。

其次，是对采光天棚的设计。

将PV 板与建筑的采光天棚相结合，即可以充分吸收太阳辐射，又可以利用PV 板的材质和色彩在建筑室内空间创造出特殊的光影效果。

（三）富有韵律感的立面

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（Shenzhen World Land Design Co.，Ltd.，Nanning Branch，Nanning 530011，China）

摘要：我国城市化的速度在逐步加大，城市人口增长速度迅猛，为满足人居问题，中高层建筑成为了城市的建筑的主流，建筑耗能正在大幅增长，建筑节能相当重要；同时，城市化进程的加快，不仅仅是城市人口的增加，人们对生活的品味和质量的要求也在增大，高品位商品能源相对缺乏，为满足人们日常所需，新能源特别是太阳能的应用份额就必须加大。

Abstract： China's speed of urbanization is high, and population of cities is increasing fast. To resolve the problems of human habitat, mid-rise building has become main trend of civic architecture. Building energy is growing; and it is exceedingly important. At the same time, urbanization is accelerated. Not only is the population of city increasing, but also people's taste and quality of life is increasing. But high grade of commercial energy is insufficient relatively. To meet the need of people's everyday life, utilization of new energy resource, especially solar power, will be increasing.

关键词：太阳能 建筑耗能 节能 一体化

Key words： solar power；building energy；energy conservation；integration

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0077-01

0引言

能源和气候问题又是当今世界的重大难题，伴随着我国城市化进程的开展，人口城市化的速度也大大加快，为满足人居要求，中高层住宅已经成为了是我国大中城市主要的住宅类型，因此，新能源进行建筑节能就显得至关重要，而太阳能是一种新型、无污染、可再生能源，合理利用可以从根本上减少我国大中型城市的建筑能耗，将太阳能热水系统整合到中高层住宅的设计中，太阳能热水系统与住宅建筑一体化是今后的必然趋势，必须同步设计。笔者总结了太阳能在中高层建筑中的利用并对今后的开发和利用提出了一些见解。

1利用太阳能的成因和优势

中国正处于工业化、城市化的进程中，能源的消耗巨大，全国一年的能耗约占全世界一年总能耗的三分之一，而中国全国总能耗中，有1/3 是建筑能耗。城市化进程的加快，催生了城市建筑的开发和利用，在现有的建筑中99%是高能耗建筑！如何降低建筑能耗，建设环保、节约型社会？中国现每年有接近20亿平方米的建筑竣工，70%左右是住宅建筑，而现在的建筑又以中高层建筑为主流，要想降低建筑能耗，首先这些正在施工或有待开发的建筑不能再成为高能耗建筑。

在能源危机和环境污染的双重压力下，太阳能的优势得到了显现。首先，太阳能是资源极为丰富的可再生能源，有数据显示：我国三分之二的地区太阳能年日照时数超过2200小时、每年辐照总量大于502 万kJ/m2；其次，在我国的建筑领域引入太阳能已经有了一定的成功的案例，太阳能取暖、太阳能光电在建筑上应用很方便；另外，太阳能建筑适用于各种建筑类型，中高层建筑一般单位体较多，需要大量热水和通风，太阳能热水、空气预热系统(如太阳墙)可以节省大量热水和空调新风加热能耗。

2建筑设计中太阳能的利用方式

2.1 光伏发电太阳能光伏发电系统包括光伏阵列、蓄电池、控制器和逆变器等主要部件，光伏阵列是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分将太阳辐射能转换为电能，或送往蓄电池（一般为铅酸电池）中存储起来到需要的时候再释放出来，或直接推动负载工作。控制器控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起过充电保护、过放电保护的作用，控制器的可选项还可以选择其他附加功能如光控、时控开关等。逆变器将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成所需型号的直流或交流电能。

2.2 太阳能热水系统太阳能供热水系统的工作原理是：集热器将采集的能量经过光热转换生产出热水后经循环管道送入蓄热水箱，水经循环（强制循环用泵）送入集热器，水箱内热水可供用户使用。太阳能采暖也属于太阳能热水系统，它由两部分组成：集热回路部分和采暖回路部分。整个集热回路与太阳能供热水系统的集热回路是相同的，由集热器和蓄热水箱组成。在需要采暖的日子里，给室内的散热器设置一定的温度，由蓄热水箱作为热源给散热器提供所需的热量，当蓄热水箱的热量不能满足负荷要求，电磁阀切断蓄热水箱与系统的联系，由辅助热源供暖。

3太阳能热水系统和建筑一体化设计

一体化的设计思想是最早由美国太阳能协会创始人施蒂文・斯特朗20 多年前所倡导的，随着低碳、节能理念的不断深入人心。一体化设计是指把太阳能的利用设施从外观、经济等角度有机结合到建筑设计中去，做到外观，建筑结构、管路布局的一体化设计，既消除太阳能设施对建筑物形象的影响，又降低了建筑投资成本，在中高层建筑中实施一体化设计能有效减少建筑耗能，达到节能环保之功效，注定将领引未来太阳能应用于建筑的技术发展方向。目前在一体化设计上主要是以下几个结合方式：

3.1 太阳能装置与屋顶一体化屋顶是建筑的至高点，是采光最好的地方，利用太阳能集热器代替屋顶保温层或取代屋顶覆盖层，能消除太阳能对屋顶形象的负面影响，更减少了投资。现在的多层建筑的屋顶大多坡屋面，这也是近十几年中低层的主流形式，设计上这种屋面朝阳面的坡面倾角应与集热器的角度接近，使其外观与建筑融合到一块，设计时应考虑采光的最佳倾角与当地纬度有关系，一般坡面的坡度设计范围在当地纬度为宜，与屋顶一体化设计实施中，首先在屋面上进行完善的防水处理，然后铺设集热器与屋面合用的隔热保温层，这里隔热保温层一定要能防渗漏，最后在隔热保温层上安置太阳能热水系统的集热器件。屋面如果是平面型屋顶，这种建筑上设计集热器与建筑的朝向无关，集热器支架与屋面的连接以及管线的排放都比较简便，同时集热器的存在对建筑的外观没有影响，太阳能设施的安装与维护很方便。

篇（6）

建筑结构设计是实现室内设计的前提基础，首先有建筑设计的空间构设，才能为室内设计进一步实行提供物理基础。而室内设计是建筑设计的延续和深入，其主要是通过对建筑内部空间的有效利用和合理配置来实现建筑体的功能性和舒适性，以进一步满足人们在物质生活和精神文化生活上的双层需求。两者在设计上有着极高的共同性，包括需要解决的设计问题。此外，建筑设计与室内设计在造型因素上应该做到形式统一、结构协调。建筑与室内设计两者是一个有机的整体，两者之间在结构设计与功能实现上相互依赖，不可分割。

一、建筑与室内设计一体化的必要性和优越性

（一）必要性。由于我国改革开之前经济发展体制的限制，使得我国的建筑行业发展速度较慢，各方面的体制建设不够完善，使得建筑设计与设计的一体化实施长时间内没有相应的技术研究和经济基础支持。近30年来，随着我国经济实力的不断提升以及国家政策的有力支撑，为室内设计的研究发展提高了良好的外部发展环境，但由于基础薄弱，在很长时间的建筑发展中，并没有将建筑设计和室内设计进行有效的一体化配置，而是将两者之间分割开来，这势必影响着我国建筑设计行业设计水平的提高并间接制约着整个行业的健康发展。然而无论室内设计在“空间维度” 对建设设计的细致化和功能深度化完善，还是在“时间按维度”上对建设设计的可持续性调整与功能升级都是十分必要的。

房屋建造的最终目的是为人们的工作和生活提供安全与舒适的场所。其中室内设计是人们生活联系最密切的组成部分，室内外设计的统一一体化，可以最大程度地利用建筑的可用空间并发挥建筑体的多种服务性功效，两者的结合是为了体现“以人为本”的建筑观，必须将室内设计建筑化，建筑设计与室内深度结合化才能发挥建筑体的经济效益和社会效益，以更高的满足人们工作和生活的高层次需求。

（二）优越性。建筑与室内设计的一体化的优越性主要体现在以下几个方面。

1.在建筑的整体设计方案上，一体化设计的整体化规划可以使设计师更全面和细致地把握各方面的设计细节，为各个组成部分之间在技术整合上提供更详细的事前规划、日常维护和系统升级方案支持。从而整个建筑体在设计时就被规划为一个完整的有机体，避免“分步组装“带来的各种融合不当问题的出现。

2.设计的“高屋建瓴”使得各专业之间达到了技术统一，有利于建筑信息化管理系统的操作。同时也避免了因为专业之间的配置不当而导致的建筑大面积改动。

3.设计的一体化为业主提供了相对完善的技术图纸，提供了准确的预算条件，对于业主控制造价进行招投标工作提供了比较准确的技术支持。

4.设计一体化为施工一步到位也提供了可行的基础，在技术上提供了保障，各专业施工一步到位，减少二次装修施工的修改麻烦，无需由于改动而伤及建筑结构，保障了建筑的质量。

5.设计的一体化可以缩短建筑工程的施工周期，减少施工过程中污染源的产生，有效地控制成本，从而达到控制工程造价的目的。同时，一体化的建筑施工可以避免分阶段装修所造成的大量干扰，避免建筑施工中矛盾问题的产生，有效地提高了建筑的整体效率。

二、室内与建筑一体化设计的应用及发展

（一）全装修住宅设计理念

1.确定标准。全装修建筑体的设计方案首先要通过缜密的市场调查并结合开发单位的经济条件确认建筑物的装修标准和建筑风格。针对消费者的购房期望和档次要求进行设计方案的初步制定，由开发单位根据建筑体的质量要求选择合理的施工建筑方，采用现代科学管理系统和工业化的集成方式规范建筑施工过程。设计上的一体化应该建立这通用化的设计方案之上，其实现的前提和保障是规范化的建筑施工全过程管理。

2.提前衔接。建造全装修建筑体，实施建筑设计与室内设计一体化的过程中，主要要解决的是设计方案直接的技术衔接问题。土建设计方案确定之后，应提高与装修设计单位进行设计方案的统一配置与结构调整，针对不同建筑空间的平面设置、建筑配置设施、线路和管道铺设等硬件和软件设置进行设计方案上的技术调整和衔接。以真正达到全装修设计上的标准化、通用化、配套化，使得室内外空间设置和功能性设置更趋合理。

（二）室内设计与建筑设计风格的协调从专业的角度分析，建筑与室内设计的一体化，在设计风格的要求上主要体现在三个方面：视觉协调性、心理融合性以及文化上的统一性。使建筑体的室内外空间在设计风格和文化内涵上达到更高设计层面上的统一性。

1.视觉的延伸。人们对建筑物的第一感知，首先是来自视觉上的，其中包括建筑体的建筑空间、外观颜色、设计风格等方面。建筑体的众多视觉元素对于塑造建筑体的整体设计形象和提高其美学价值有着十分重要的作用。具体运用在一体化设计中，应该将建筑的外部造型、色调、线条、材质等风格引入到室内设计中，使室内外设计交相呼应，使得

室内外设计在视觉感知上达到审美统一。

2.心理的融合。每一不同个体的建筑物在外部形态和内部构成上都有着自己在心理学上的“性格特征”。设计上的一体化理念要使得室内、室外在建筑信息的传递上达到统一的延伸性设计要求，以达到建筑内外空间的相互协调。具体到住宅室内设计实践中可以将建筑设计采用的对人们的心理上能够产生某些心理暗示的特殊的设计元素（如具有象征意义的造型、符号、图案和雕塑等）加以处理应用于室内。

3.文化的统一。任何建筑物的设计风格都受到其一定范围内的社会文化性质的影响，地理位置、历史文化、社会制度、风俗文化等因素都影响着建筑的整体设计风格和发展走向。建筑设计与室内设计相互协调和统一，由外及里、由内而外都反映着当时当地的文化特征。可以说，建筑外部形象和内部空间环境共同传承地域文化和传达时代精神是建筑设计与室内设计共同的目标。具体到室内设计实践中可以根据建筑设计的风格确定室内设计的方向是对地域文化的传承还是对时代精神的反应，前者可以利用色彩、符号、图案等元素的不同的文化象征意义来强化室内空间的地方特色和地域文化；后者则可以运用先进的科学技术手段和材料、仪器、设备等对室内空间进行细化和完善，营造具有时代特征的物质环境和精神氛围。

综上所述，室内环境设计和建筑设计既可以相辅相成，也能相得益彰，成为一个可以互补的一体化设计，以达到整体设计的完美效果，同时也能将建筑材料的运用达到最省化，节约资源，并让建筑的使用寿命达到最大化和结构最坚固化。

参考文献：

[1]王蕾，张亮. 现代建筑采光方式与室内空间效果分析[J]. 山西建筑. 2005（16）

[2]薛艳敏，张春强，林文周. 简论3种主要的工业设计思想[J]. 包装工程. 2005（01）

[3]庞廷瑞，朱清鸽，高世明，马麟. “以人为本”的住宅厨房设计理念[J]. 塔里木农垦大学学报. 2004（03）

[4]石松.住宅设计应注意的几个问题[J]. 山西建筑. 2004（01）

篇（7）

中图分类号：TU2 文献标识码：A文章编号：

前言

光伏建筑一体化（BIPV）技术是将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术, 即Building Integrated PV，PV即Photovoltaic。

光伏建筑一体化（BIPV）主要的安装形式有以下几种：

立面 平屋顶 坡屋顶遮阳

一般原则

光伏组件类型、安装位置、安装方式和色泽的选择应结合建筑功能、建筑外观以及周围环境条件进行，并应使之成为建筑的有机组成部分。安装在建筑各部位的光伏组件。包括直接构成建筑围护结构的光伏构件，应具有带电警告标识及相应的电气安全防护措施。并应满足该部位的建筑围护、建筑节能、结构安全和电气安全要求。建筑设计应根据光伏组件的类型、安装位置和安装方式，为光伏组件的安装、使用、维护和保养等提供必要的承载条件和空间。

规划设计

规划设计应根据建设地点的地理位置、气候特征及太阳能资源条件，确定建筑的布局、朝向、间距、群体组合和空间环境。在规划设计时，不可避免地都会涉及到太阳高度角、方位角、日照时间等计算问题。位于各立面的墙面，吸收太阳辐射的效率并不高，效果最好的是屋面和南向的斜屋面，如果位于这两个部位，不但可以达到很好的建筑效果，同时又有最好吸收太阳辐射的效率。

下面以广州地区为例，收集各月份的气候数据，分别计算10°、20°、30°、40°四种方位角时的太阳辐射量（如表1），同时为了满足建筑美学的要求，采光顶的角度不易做得太夸张。因此结论如下：

10°角度太平缓，太阳辐射量比较低；20°~30°角度比较适合，太阳辐射量比较高；40°时的太阳辐射量最高，但是满足建筑物要求的情况并不多。

表1：采光顶不同方位角时的太阳辐射量

建筑设计

BIPV建筑首先是一个建筑，它是建筑师的艺术品，就相当于音乐家的音乐，画家的一幅名画，而对于建筑物来说光线就是他的灵魂，因此建筑物对光影要求甚高。如果BIPV组件安装在大楼的观光处，这个位置需要光线通透，这时就要采用光面超白钢化玻璃制作双面玻璃组件，用来满足建筑物的功能。同时为了节约成本，电池板背面的玻璃可以采用普通光面钢化玻璃。

一个建筑物的成功与否，关键一点就是建筑物的外观效果，有时候细微的不协调都是不能容忍。但普通光伏组件的接线盒一般粘在电池板背面，接线盒较大，很容易破坏建筑物的整体协调感，通常不为建筑师所接受，因此BIPV建筑中要求将接线盒省去或隐藏起来，这时的旁路二极管没有了接线盒的保护，需要将旁路二极管和连接线隐藏在幕墙结构中。BIPV建筑中光伏组件的连接线要求全部隐藏在幕墙结构中（如图1）。

图1

光伏系统各组成部分在建筑中的位置应合理确定，并应满足其所在部位的建筑防水、排水和系统的检修、更新与维护的要求。晶体硅电池光伏组件的构造及安装应符合通风降温要求，光伏电池温度不应高于85℃；在空气质量较差的地区，还应设置清洗光伏组件表面的设施；光伏系统的控制机房宜采用自然通风，当不具备条件时应采取机械通风措施。

结构设计

作为普通光伏组件，只要通过IEC61215的检测，满足抗130km/h（2400Pa）风压和抗25mm直径冰雹23m/s的冲击的要求。用做幕墙面板和采光顶面板的光伏组件，不仅需要满足光伏组件的性能要求，同时要满足幕墙的四性实验要求和建筑物安全性能要求，因此需要有更高的力学性能和采用不同的结构方式。

结构设计应与工艺和建筑专业配合，合理确定光伏系统各组成部分在建筑中的位置。在新建建筑上安装光伏系统，应考虑其传递的荷载效应。支架、支撑金属件及其连接节点，应具有承受系统自重、风荷载、雪荷载、检修荷载和地震作用的能力。蓄电池、并网逆变器等较重的设备和部件宜安装在承载能力大的结构构件上，并应进行构件的强度与变形验算。建材型光伏构件，应满足该类建筑材料本身的结构性能。如光伏幕墙，应至少满足普通幕墙的强度、抗风压和防热炸裂等要求，应符合《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102 或《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133中对幕墙材料结构性能的要求。

结语

BIPV建筑设计应把建筑的安全性放到第一位，在保证安全的前提下再来考虑优化系统多发电。本文只提到了BIPV应用中的一部分问题，还有很多问题有待大家共同探索和研究。

参考文献

1、《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003）

2、《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》（JGJ 203-2010）

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1　前言

随着石化能源的逐渐枯竭，自然环境的恶化，人们越来越重视太阳能、风能等可再生能源的利用。光伏建筑一体化建筑是光伏应用形式中最接近人类生活的一种，其效果的好坏将直接影响到人们对光伏产品的映像。

2　光伏建筑一体化的定义

光伏建筑一体化(BIPV)技术即将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。BIPV即Building Integrated PV，PV即Photovolta-ic。光伏建筑―体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV：Building Attached PV)的形式。两种系统的实例请见图1、2、3。

图1为南玻大厦外循环式双层光伏幕墙，采用多项专利技术解决了光伏组件的散热问题、以及双玻组件受力的问题，同时保持原有建筑外立面效果。

图2为深圳南玻幕墙及光伏工程有限公司建造的南玻光伏建筑一体化建筑。此BIPV建筑的屋顶是由4块80Wp的多晶硅双玻光伏组件及支撑结构组成的光伏采光顶，立面光伏幕墙由4块80Wp多晶硅双玻光伏组件及支撑结构组成。此建筑的太阳电池板是建筑围护结构的一部分，其既可以遮风挡雨，又可以发电，同时又起到了遮阳的作用。

图3为深圳市国际园林花卉博览园并网光伏发电系统。在此BAPV建筑中采用的是普通太阳电池组件，太阳电池组件通过支架安装在原先建好的屋顶上。拆除此BAPV建筑上的光伏组件，并不会影响原有建筑的基本功能。在建造BAPV系统前，首先要考虑建筑的结构受力问题、以及对建筑风格的影响等问题，并不是所有建筑都适合建造BAPV系统。大型BAPV工程都应报建，经过有关部门审批后，才能施工。

3　BIPV建筑设计中需注意的几个问题

3.1　光伏组件的力学性能

作为普通光伏组件，只要通过IEC61215的检测，满足抗130km/h(2，400Pa)风压和抗25mm直径冰雹23m/s的冲击的要求。用做幕墙面板和采光顶面板的光伏组件，不仅需要满足光伏组件的性能要求，同时要满足幕墙的三性实验要求和建筑物安全性能要求，因此需要有更高的力学性能和采用不同的结构方式。例如尺寸为1200mm×530mm的普通光伏组件一般采用3.2mm厚的钢化超白玻璃加铝合金边框就能达到使用要求。但同样尺寸的组件用在BIPV建筑中，在不同的地点，不同的楼层高度，以及不同的安装方式，对它的玻璃力学性能要求就可能是完全不同的。南玻大厦外循环式双层幕墙采用的组件就是两块6mm厚的钢化超白玻璃夹胶而成的光伏组件，这是通过严格的力学计算得到的结果。

3.2　建筑的美学要求

BIPV建筑首先是一个建筑，它是建筑师的艺术品，就相当于音乐家的音乐，画家的一幅名画，而对于建筑物来说光线就是他的灵魂，因此建筑物对光影要求甚高。但普通光伏组件所用的玻璃大多为布纹超白钢化玻璃，其布纹具有磨砂玻璃阻挡视线的作用。如果BIPV组件安装在大楼的观光处，这个位置需要光线通透，这时就要采用光面超白钢化玻璃制作双面玻璃组件，用来满足建筑物的功能。同时为了节约成本，电池板背面的玻璃可以采用普通光面钢化玻璃。

一个建筑物的成功与否，关键一点就是建筑物的外观效果，有时候细微的不协调都是不能容忍。但普通光伏组件的接线盒一般粘在电池板背面，接线盒较大，很容易破坏建筑物的整体协调感，通常不为建筑师所接受，因此BIPV建筑中要求将接线盒省去或隐藏起来，这时的旁路二极管没有了接线盒的保护，要考虑采用其他方法来保护它，需要将旁路二极管和连接线隐藏在幕墙结构中。比如将旁路二极管放在幕墙骨架结构中，以防阳光直射和雨水侵蚀。

普通光伏组件的连接线一般外露在组件下方，BIPV建筑中光伏组件的连接线要求全部隐藏在幕墙结构中。

3.3　建筑结构与光伏组件电学性能的配合

在设计BIPV建筑时要考虑电池板本身的电压、电流是否方便光伏系统设备选型，但是建筑物的外立面有可能是一些大小、形式不一的几何图形组成，这会造成组件间的电压、电流不同，这个时候可以考虑对建筑立面进行分区及调整分格，使BIPV组件接近标准组件电学性能，也可以采用不同尺寸的电池片来满足分格的要求，以最大限度地满足建筑物外立面效果。另外，还可以将少数边角上的电池片不连接入电路，以满足电学要求。

3.4　建筑隔热隔音的要求

普通光伏组件并没有像中空玻璃一样的隔热空气层，只是简单地安装在建筑物上或者支撑构件上，和建筑物并没有形成统一的整体。这时的光伏组件作为BIPV组件来使用往往会将大量的热量带入室内，造成耗能和节能相矛盾的情况，同时也不能满足建筑的隔音要求。这时可以将普通光伏组件做成中空Low-E玻璃的形式，这样既能隔热又能隔音。或者采用南玻大厦一样的双层外循环系统的幕墙形式。

3.5　建筑采光的要求 普通光伏组件为了提高效率，会将电池片间距缩小到2～5mm。但在BIPV组件中，要考虑到室内的采光要求，这时要调整电池片间距到25mm左右，使组件的透光率在30％左右。

3.6　光伏组件安装方便的要求

BIPV光伏组件作为建筑物的一部分，它安装要求比普通组件的安装要求高很多，难度大很多。一般BIPV组件安装高度较高、安装空间较小。考虑到安装方便，可以将光伏组件做方便拆卸的单元式幕墙形式，这样既方便了安装，同时也提高安装精度。

3.7　光伏系统寿命问题

普通光伏组件封装用的胶一般为EVA，由于EVA的抗老化性能不强、使用寿命达不到50年，不能与建筑同寿命。EVA发黄将会影响建筑的美观和系统的发电量，所以设计师在选择BIPV组件时应该尽量避免使用EVA封装的组件。Schott和Schuco现在已经有PVB封装的光伏组件，国内还没有厂家掌握这种技术。PVB已经成熟应用于建筑用夹胶玻璃的制作，用PVB代替EVA制作的光伏组件会有更长的使用寿命。盼望国内光伏组件生产商尽快掌握PVB封装技术。

普通光伏系统的大部分连接线都是敞开在大气中，空气对流充分，温度低。BIPV建筑系统中的连接线大多都在幕墙立柱、横梁等密闭结构中，其温度远远高于普通光伏系统电线所处的环境温度，这对BIPV建筑系统中电线的要求也高很多。普通系统中，一般使用普通的聚氯乙稀铜线就能满足要求。但在BIPV系统中，我们建议使用光伏专用电线：双层交联聚乙烯浸锡铜线。另外考虑到温度对电阻的影响，BIPV建筑系统中选用的电线直径应该要比普通光伏系统大一些。

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1前言

随着石化能源的逐渐枯竭，自然环境的恶化，人们越来越重视太阳能、风能等可再生能源的利用。光伏建筑一体化建筑是光伏应用形式中最接近人类生活的一种，其效果的好坏将直接影响到人们对光伏产品的映像。

2光伏建筑一体化的定义

光伏建筑一体化(BIPV)技术即将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。BIPV即BuildingIntegratedPV，PV即Photovolta-ic。光伏建筑—体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV：BuildingAttachedPV)的形式。两种系统的实例请见图1、2、3。

图1为南玻大厦外循环式双层光伏幕墙，采用多项专利技术解决了光伏组件的散热问题、以及双玻组件受力的问题，同时保持原有建筑外立面效果。

图2为深圳南玻幕墙及光伏工程有限公司建造的南玻光伏建筑一体化建筑。此BIPV建筑的屋顶是由4块80Wp的多晶硅双玻光伏组件及支撑结构组成的光伏采光顶，立面光伏幕墙由4块80Wp多晶硅双玻光伏组件及支撑结构组成。此建筑的太阳电池板是建筑围护结构的一部分，其既可以遮风挡雨，又可以发电，同时又起到了遮阳的作用。

图3为深圳市国际园林花卉博览园并网光伏发电系统。在此BAPV建筑中采用的是普通太阳电池组件，太阳电池组件通过支架安装在原先建好的屋顶上。拆除此BAPV建筑上的光伏组件，并不会影响原有建筑的基本功能。在建造BAPV系统前，首先要考虑建筑的结构受力问题、以及对建筑风格的影响等问题，并不是所有建筑都适合建造BAPV系统。大型BAPV工程都应报建，经过有关部门审批后，才能施工。

3BIPV建筑设计中需注意的几个问题

3.1光伏组件的力学性能

作为普通光伏组件，只要通过IEC61215的检测，满足抗130km/h(2，400Pa)风压和抗25mm直径冰雹23m/s的冲击的要求。用做幕墙面板和采光顶面板的光伏组件，不仅需要满足光伏组件的性能要求，同时要满足幕墙的三性实验要求和建筑物安全性能要求，因此需要有更高的力学性能和采用不同的结构方式。例如尺寸为1200mm×530mm的普通光伏组件一般采用3.2mm厚的钢化超白玻璃加铝合金边框就能达到使用要求。但同样尺寸的组件用在BIPV建筑中，在不同的地点，不同的楼层高度，以及不同的安装方式，对它的玻璃力学性能要求就可能是完全不同的。南玻大厦外循环式双层幕墙采用的组件就是两块6mm厚的钢化超白玻璃夹胶而成的光伏组件，这是通过严格的力学计算得到的结果。

3.2建筑的美学要求

BIPV建筑首先是一个建筑，它是建筑师的艺术品，就相当于音乐家的音乐，画家的一幅名画，而对于建筑物来说光线就是他的灵魂，因此建筑物对光影要求甚高。但普通光伏组件所用的玻璃大多为布纹超白钢化玻璃，其布纹具有磨砂玻璃阻挡视线的作用。如果BIPV组件安装在大楼的观光处，这个位置需要光线通透，这时就要采用光面超白钢化玻璃制作双面玻璃组件，用来满足建筑物的功能。同时为了节约成本，电池板背面的玻璃可以采用普通光面钢化玻璃。

一个建筑物的成功与否，关键一点就是建筑物的外观效果，有时候细微的不协调都是不能容忍。但普通光伏组件的接线盒一般粘在电池板背面，接线盒较大，很容易破坏建筑物的整体协调感，通常不为建筑师所接受，因此BIPV建筑中要求将接线盒省去或隐藏起来，这时的旁路二极管没有了接线盒的保护，要考虑采用其他方法来保护它，需要将旁路二极管和连接线隐藏在幕墙结构中。比如将旁路二极管放在幕墙骨架结构中，以防阳光直射和雨水侵蚀。

普通光伏组件的连接线一般外露在组件下方，BIPV建筑中光伏组件的连接线要求全部隐藏在幕墙结构中。

3.3建筑结构与光伏组件电学性能的配合

在设计BIPV建筑时要考虑电池板本身的电压、电流是否方便光伏系统设备选型，但是建筑物的外立面有可能是一些大小、形式不一的几何图形组成，这会造成组件间的电压、电流不同，这个时候可以考虑对建筑立面进行分区及调整分格，使BIPV组件接近标准组件电学性能，也可以采用不同尺寸的电池片来满足分格的要求，以最大限度地满足建筑物外立面效果。另外，还可以将少数边角上的电池片不连接入电路，以满足电学要求。3.4建筑隔热隔音的要求

普通光伏组件并没有像中空玻璃一样的隔热空气层，只是简单地安装在建筑物上或者支撑构件上，和建筑物并没有形成统一的整体。这时的光伏组件作为BIPV组件来使用往往会将大量的热量带入室内，造成耗能和节能相矛盾的情况，同时也不能满足建筑的隔音要求。这时可以将普通光伏组件做成中空Low-E玻璃的形式，这样既能隔热又能隔音。或者采用南玻大厦一样的双层外循环系统的幕墙形式。

3.5建筑采光的要求普通光伏组件为了提高效率，会将电池片间距缩小到2～5mm。但在BIPV组件中，要考虑到室内的采光要求，这时要调整电池片间距到25mm左右，使组件的透光率在30％左右。

3.6光伏组件安装方便的要求

BIPV光伏组件作为建筑物的一部分，它安装要求比普通组件的安装要求高很多，难度大很多。一般BIPV组件安装高度较高、安装空间较小。考虑到安装方便，可以将光伏组件做方便拆卸的单元式幕墙形式，这样既方便了安装，同时也提高安装精度。

3.7光伏系统寿命问题

普通光伏组件封装用的胶一般为EVA，由于EVA的抗老化性能不强、使用寿命达不到50年，不能与建筑同寿命。EVA发黄将会影响建筑的美观和系统的发电量，所以设计师在选择BIPV组件时应该尽量避免使用EVA封装的组件。Schott和Schuco现在已经有PVB封装的光伏组件，国内还没有厂家掌握这种技术。PVB已经成熟应用于建筑用夹胶玻璃的制作，用PVB代替EVA制作的光伏组件会有更长的使用寿命。盼望国内光伏组件生产商尽快掌握PVB封装技术。

普通光伏系统的大部分连接线都是敞开在大气中，空气对流充分，温度低。BIPV建筑系统中的连接线大多都在幕墙立柱、横梁等密闭结构中，其温度远远高于普通光伏系统电线所处的环境温度，这对BIPV建筑系统中电线的要求也高很多。普通系统中，一般使用普通的聚氯乙稀铜线就能满足要求。但在BIPV系统中，我们建议使用光伏专用电线：双层交联聚乙烯浸锡铜线。另外考虑到温度对电阻的影响，BIPV建筑系统中选用的电线直径应该要比普通光伏系统大一些。

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1.国内建筑与装饰的现状分析

1.1 建筑设计和装饰脱节的成因分析

相关研究和资料显示，建筑设计和装饰脱节的原因是多方面的，主要集中在以下几点上：

（1）从设计的过程来看，建筑设计与装饰设计分属于两个不同的工作项目，在具体的设计实施过程中由不同的设计师完成，增加了协调的难度。

（2）开发商有意为之，一是为了降低工程成本，二是不搞精装可以制定出“较低”的销售价格，营造出较低的价位来符合各种消费人群，便于快速地实现投入资金的回笼；

（3）国内的业主热衷于购房后的装修过程，相关资料显示，目前国内的居民当拿到毛坯房后，有很多家庭是集全家的想法和意见，亲自进行设计、跑材料市场、找装潢工人，把自己的装修想法全部付诸于实际，而且其乐融融，俨然不顾装修设计是否具有合理性，所选用的材料是否环保，装修的过程对建筑结构的安全性是否有负面影响，做法上是否有节能的实效。另外，还有很多专业的装潢公司的存在，可以提供各种不同风格的装饰风格，适应不同人群不同的审美观点。

1.2 建筑设计和装饰脱节的不良后果分析

（1）装修对建筑安全性的影响

对于具体的建筑特别是高层建筑而言，建筑设计上没有办法对装修后的具体情况进行估计，所以在每户业主装修后，导致对地基基础而言荷载的增大，而地基恰好是上层建筑物的安全保障，如此一来势必对建筑的安全系数造成一定程度的负面影响，最终影响到建筑整体结构使用的安全性。

同时，在现实中，由于建筑和装饰的脱节，建筑结构势必有时出现与用户装修需求之间矛盾的情况，通常情况下住户遇到这种情况，大多是对结构实施不同程度的改造，例如在没有研究施工图的情况，墙上进行穿孔、增加隔断层等，完全不考虑建筑的安全性，改造带有非常强的盲目性，形成安全隐患。

（2）装饰缺乏统一性导致火灾及质量隐患的存在

目前，装饰装修过程中，木制材料使用最为频繁，而且大多属于可燃、易燃性材料，这无疑留下了火灾安全隐患。再从装修的质量角度看，有很多用户是包给装潢公司进行具体施工的，很多用户对装修质量缺乏鉴定的经验，导致了施工方的偷工减料、以次充好有了可乘之机。

（3）装修涂料污染对业主人体健康的影响

在人们对建筑室内实施装修的过程之中，涂料的作用导致其不可或缺，虽然目前人们对环保、生态的意识变强了，但是环顾当前的装潢材料市场，涂料的种类繁多，价格也有很多的猫腻，导致消费者对涂料的优劣一时难以识别，而事实上，劣质的涂料中通常有很多指标超标，用后散发出刺鼻的有害气体，很长时间难以挥发掉，对人体造成的危害不可估计。

2.建筑与装饰一体化设计的重要性分析

2.1 一体化设计有利于节能减排

建筑与装饰装修一体化，便于对建筑从设计到交付使用每一个环节进行有效的监控，统一角度对建筑的装修标准进行设计，有效地提高装饰的质量，有效地提高资源的使用率，材料的统一购置，减少了业主购买劣质材料的可能，同时统一购买可以使装修材料得以整体的规划使用，有统计数据显示，一体化设计与业主单独装饰作业相比可以节约出大约15%的装修成本。

2.2 一体化设计有利于建筑业的可持续发展

建筑与装饰装修一体化，整体上提升了建筑设计人员和装饰设计人员的素质，增强建筑与装饰设计人员之间的沟通与联系，促进建筑行业的可持续发展。

2.3 一体化设计有效保证了建筑的安全性

从设计上实施建筑与装饰装修一体化，避免了业主自己装修过程中对建筑盲目的改装，也避免了劣质材料对室内的污染，提升了建筑安全可靠性。

3.优化建筑与装饰设计的一体化设计

从建筑与装饰一体化的任务来看，就是将各种元素综合起来进行考虑，各部分在各司其职的同时有具有整体性，一体化设计应在预算不超的基础上满足建筑的功能性，同时还应该给业主一个视觉上很有表现力的建筑成品，实现物理、功能和美学这三个层次的有机整合。

3.1 物理的一体化设计

建筑与装饰设计的一体化设计从物理层次思考，其关注点在于组件与系统在空间上是如何做到和谐共存的。在标准的设计中许多建筑的地板――天花大多被分隔为多个独立的层次，在设计上这些空间上的分离严重阻碍了系统之间的相互作用。物理的一体化设计就是从所有的建筑构造范围内进行考虑，实现让几个系统同时占据一个区域和建筑空间。

例如：一个空调管道要穿过钢梁系统时，结构系统和机械系统就必须被加以整合，可以通过比较管道尺寸和钢梁之间可用空隙的大小来实现这个整合。如果管道理想的尺寸和形状，比理想梁架间的空隙大，就必须修改一个系统来实现物理的一体化。

3.2 功能的一体化设计

性能的一体化必定和统一的功能有某种联系，如：承重墙既是围护又是结构，所以它取代了两根柱子、一根梁、一层围护，把功能合而为一，如果运用得当，这样的做法可以节约造价，降低复杂程度。暴露管道的例子也是性能一体化的典型，其他组合技术，可以随后通过对管道材料和油漆的选择来应用。

3.3 美学的一体化设计

建筑上外露的、有形式表现力的组成构件在叠加起来的形象中的共存方式是由视觉一体化实现的。在具体的设计过程中，应确保建筑各部分之间达到视觉上的和谐，照明设备、空调装置、管道等元素将在建筑中呈现出来，建筑师应学会选择、配置、运用建筑元素，来满足视觉和功能的双重目的。

篇（11）

随着现代都市的高速运行，建筑与景观的发展空间日益拓展。虽然，景观的表现形式不再局限于对自然模拟，建筑也不再视景观为配角，但是，我们应该认识到建筑与周围的环境依然无法达到如自身体系般的完整性，景观仍然无法摆脱表层修饰的命运。此外，建筑形态越来越标新立异，而景观仍然处于硬地、花草拼贴的层面，往往忽略垂直性视域里的建筑因素。

该工程用地位于惠州市江北西区8号小区，用地面积约58000，基地地势平坦，东侧与南侧为36米宽城市道路，场地东面约300米为惠州大道，东北面为惠州新火车站，用地位于由小金口进入惠州市区的咽喉地带。地理位置十分显要。惠州报业传媒集团文化产业基地，总建筑面积约154867，其中地上部分为124000，地下部分约30867，主楼建筑高度120米，工程分两期建设。

一、总体设计原则

1 项目定位

惠州报业传媒集团文化产业基地，位于城市北大门，同时也是当今信息化时代，在惠州城市发展进程中的重要标志性建筑群体。

2 设计构思

a. 探索新旧媒体融合之道，迎接数字化时代，拓展报业多元化发展的新空间，乃当今所有报业文化产业发展的共同课题。

b. 城市设计视点和建筑语言，结合惠州本身丰厚的历史文化缔蕴，传达报业传媒文化产业在新时代的巨大社会作用，是本设计

方案的出发点。

3 设计主题的提出

开放、融合、高效的报业文化产业基地高人文、高情感的城市文化生活港湾

4 “建筑――景观”一体化的设计手法

“建筑――景观”一体化的设计手法。即以景观规划为指导，树立整体设计的思想，从宏观到微观、从整体到局部，建立建筑与景观互为参照的体系的设计方法。

a 建筑群体形象注重“建筑既为景观，景观生成建筑”的东方二元统一思想，满足建筑空间功能的要求的同时，塑造出错落

丰富的城市景观体系。通过具有较高共享性的开放空间群，在表现城市性方面，显示出建筑与城市环境的交融、共生。真正

实现“城市中的建筑，建筑中的城市”的理念。

b注重建筑立面的标志性和文化性表达，形成含蓄而富于象征意义的标志性城市景观。

c注重城市空间节点的塑造，主体建筑退让尺度适宜的城市公共广场，强化文化传媒基地对公众的服务性和开放性。

二、总图布局解析

1 分期规划研究和总平面布局

惠州报业传媒文化产业基地用地呈南北走向，其南面东面为36米城市规划道路，项目分两期开发。

A印务中心选址

1、通过对基地内不同功能性质单体建筑的分类，我们可以将其归纳为外向型和内向型，其中印务车间和纸品库属于内向型性质，其位置要求独立，不受外界干扰，且交通运输方便。本方案选择将印务中心和纸品仓库设于用地西北角，形成独立完整的生产区域和物流后院，通过便捷专用车道与东面城市干道联系。

2、同时根据惠州地区季风主导风向，厂区位于夏季主导风向东南风的下风向，冬季主导风向东北风主风轴的一侧，有效避免了生产车间对办公区和公共区可能产生的空气污染，符合城市规划有关条例的规定。

B一期建设选址的确立

一期建设的项目还包括主办公楼，配套服务裙楼及运动场地，前两者设于用地西南角，呈“L”形布置，主楼前留出1 00米进深城市广场，有效缓冲超高层建筑对城市街道空间的压迫感，配套服务裙楼靠近南面规划路，可以同时兼顾部分对外服务功能。在主楼和印务中心之间，设置大面积室外运动场地，满足职工体育锻炼需要，同时拉开基地空间层次，保证主楼办公区与印务生产

区的各自独立性。

一期建筑项目，前广场、主楼办公区服务区、运动区、生产区，由南向北依次排列，功能分区明确，相互联系方便，同时为二期建设留出了可观的临街文化产业发展用地。

C 二期布局分析

二期建设项目有：惠州国画院，文化产业综合楼，印刷器材批发中心以及为印务中心配套的纸品仓库。

惠州国画院的作为惠州市未来重要的文化建筑，其选址位于用地东南，南面留出市民广场与主楼前广场结合，围合成尺度宜人，界面丰富的市民文化广场。文化产业综合楼与印刷器材批发中心整体设置于用地东面，东临36米城市道路，北面留出足够面积广场作为批发市场的物流集散场地。纸品仓库与一期建成印务中心大楼呈“L”型布置，结合物流后院，形成高效独立的生产区域。其东面以生态林与批发中心广场间隔。

三、总平面空间关系解析

1 城市空间分析

按外部空间性质划分，基地建筑群体由南至北分为：报业文化广场，沿街文化产业走廊，办公及文化产业区内院 ，物流广场，独立生产区后院各部分空间分区明确，相互衬托，在各功能板块之间形成有机城市空间关系。按公共性划分，有效形成“内一外”空间体系。最大限度利用了临街界面与城市形成良好渗透共生关系。

2 城市景观、视线分析

主体建筑强调体量的纯洁性，保持理性变化同时注重城市各向的均质性，成为惠州大道与三环路交汇处地标性建筑。文化产业综合体以其东面和南面为城市主立面，体型强调寓变化于统一，极大丰富城市空间景观；国画院将成为文化广场上镶嵌的一颗明珠，同时使主楼体型在城市街道级空间得到完整展示，更加挺拔。

单体功能分析：

1.报业大厦主楼及配套裙楼

报业本部办公配套解析：

（1）实用经济的平面布局办公标准层平面方正严谨，超高使用率，高效舒适：

（2）创造高品味、高人文办公空间和微观生态环境。

配套裙楼通过南北室外楼梯及园林组合运用，强化服务功能与城市的联系，进一步提高其服务设施的对内对外的辐射能力。

2.印务中心厂区，独立管理，交通及物质运输畅顺，满足对内对外的印务需求。印务车间大楼分区明确，工艺流程清晰。纸品仓库在满足各方问消防间距的前提下与印务车间紧密联系。

3.体育运动区充分重视职工文化体育生活需求，开辟专门的网球场、篮球场和羽毛球场。

4.二期建设，文化产业综合体

由国画院和文化产业综合楼组成，裙楼为印刷器材批发中心，整组建筑以生态设计手法，主要建筑体量均为南北向采光通风，东西向立面设置绿化外廊遮阳，不同高度和大小的开放式庭院穿插其中，打造生机勃勃的全新生态建筑。

六、景观园林设计

本项目旨在创造一个符合当代社会发展趋势的健康、生态办公及生产环境。运用设计手段营造出高效率的工作场所，提升企业活力和凝聚力，并充分体现企业对职工对社会公众的人性关怀。

广场空间：前广场为开放式广场，通过引导性极强的铺地、喷泉、灯柱引向办公大堂入口。前广场通过园林空间的组织，使基地东南城市广场带步行空间自然延伸到基地内，加强了建筑和城市环境的对话。建筑主体与裙楼围合形成开放式的主广场，对入口广场落客区形成环抱之势，同时办公大堂正对落客区，空间开扬，流线简洁。

景观设计充分体现生态、健康、人性关怀的设计理念，大面积的水面和生态花园不仅改善了产业基地的小环境，同时为市民和员工提供了优美的休憩环境。