太阳能的利用与建筑表皮结合的发展研究1
随着经济的发展,环保意识以及可持续发展意识深入人心,在实体和体验经济的各个方面都有所体现。建筑设计的初期阶段,建筑的设计融入了节能以及可持续发展的设计形式和设计理念,在建筑平面布局、维护结构以及空间形体等多方面的设计当中,有效提高了建筑当中资源的利用效率,有效降低了建筑的能源消耗。就一般的概念而言,建筑的表皮是指建筑外部出了屋顶之外的所有围护的部分,建筑表皮是传达建筑设计思想和设计理念的载体,由此,建筑表皮的设计不仅仅是建筑设计的重要部分,同时也是建筑能源设计和节约的关键部位。太阳能建筑表皮是通过太阳能与建筑表皮的结合,最终实现能源节约和新能源的有效利用。
二、太阳能建筑表皮设计要素
1、建筑表皮设计的技术要素
太阳能的利用与建筑表皮的结合,需要考虑几个技术要素:负载调查以及所用电量的估算,从而便于确定系统安装所需要的安装容量;综合当地的天气状况和气候条件,结合建筑的表皮美观要求以及节能方案的特点,确定相关组件的安装环境、角度的设置和系统的背板降温以及通风状况的设计,保证系统的转换效率;组件的选择以及数量的设计、遮挡间距的设计、倾角的设计、组件的连接方式设计以及安装节点的设计等;便于安装和维护,保证安装部位的荷载符合结构设计的荷载要求,保证相关组件的安装并不对建筑形成不利的影响;系统运行的效率预测以及经济性能分析;保证系统运行的检测、评价以及反馈优化等设计。
2、美学设计要素
首先,相关构件的几何形态与建筑表皮的系统关系,相关构件的几何形态应与建筑的整体观感和功能的需求,研究相关构件与整体比例以及尺度的协调程度,从而达到协调统一以及相互融合的对比关系和效果;其次,相关构件的自身形态设计,太阳能相关构件的色彩、机理以及构造特则以及组件的不同排列和组合,实现了不同功能的设计;最后,太阳能构件对建筑性能也产生了影响,建筑表皮是太阳能容易聚热的部位,也是室内采光性能较好的区域,由此在太阳能设备的安装过程中,应综合考虑室内的采光需求以及建筑热辐射的影响。
三、太阳能利用与建筑表皮设计分析
1、建筑表皮的材料创新
建筑表皮的材料创新是实现能源利用以及建筑节能的有效方式。同时随着建筑行业的持续发展和建筑材料的持续创新,建筑设计当中,温度感应材料、绝热玻璃、光电感应材料以及气凝胶涂料等建筑材料层出不穷,同时随着建筑技术的发展而处于持续的发展和创新,为太阳能在建筑表皮的结合和利用奠定了发展的基础。例如,在长城公社下的“竹舍”这一设计当中,其建筑所使用到的竹材全都来源于长城山脚下的竹林,并通过将竹材与现代施工建筑材料当中的玻璃、材料钢等多种形式进行穿插组合,同时辅以设计手法,创造出来了别有特色的建筑表皮,实现了建筑表皮的创新。


