太陽能光伏技術(shù)在廣場設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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摘要：近年來，隨著人們對生存環(huán)境的擔(dān)憂和世界能源問題的進(jìn)一步惡化，人們已經(jīng)開始關(guān)注太陽能，太陽能作為一種取材方便、成本低廉的可再生的清潔能源，被人們譽(yù)為21世紀(jì)的黃金能源。如何把清潔、節(jié)能的太陽能光伏技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用到我國的各類廣場設(shè)計(jì)中是我們每位設(shè)計(jì)師值得深思的課題。不論從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)持續(xù)發(fā)展和地球生態(tài)的角度來審視，研究太陽能光伏技術(shù)在廣場設(shè)計(jì)中都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：太陽能光伏技術(shù)；常規(guī)能源；生態(tài)化；廣場設(shè)計(jì)

1前言

隨著我國改革開放成果的日益突顯以及人民生活水平的普遍提高，不論城鄉(xiāng)，人們對各類廣場的需求更為迫切，廣場設(shè)計(jì)不但要追求使用功能，更要注重人文景觀的設(shè)計(jì)與建造，這樣才能使我們的廣場設(shè)計(jì)更加接近自然、更加舒適、設(shè)施更加齊全(如照明、采暖、制冷等設(shè)施)、材料更加環(huán)保等等。然而，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，如果全球的能源開采量保持在目前水平上，那么地球上的石油將在42年后枯竭、天然氣和煤炭也將分別在66年和150年后耗盡[1]。因此，在設(shè)計(jì)建造各類廣場項(xiàng)目過程中，就要合理規(guī)劃利用各類能源，特別是要關(guān)注清潔能源的開發(fā)利用。太陽能作為一種使用方便簡潔的再生清潔能源，把太陽能光伏技術(shù)應(yīng)用在各類廣場一體化設(shè)計(jì)中是值得深入挖掘和研究的。

2太陽能光伏技術(shù)在廣場設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究背景與意義

2.1研究背景

世界各國，特別是日本、德國、法國、英國、意大利、美國等發(fā)達(dá)國家都是能源消耗大國，他們對太陽能在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用技術(shù)研究早已開始并取得了重大突破。著名的集熱蓄熱墻采暖技術(shù)就是由法國人菲利克斯•特朗勃發(fā)明的。同時(shí)近幾年來由太陽能提供給建筑物全部能源消耗的“零能耗房屋”的面世，真正做到了能源利用清潔化、無污染，這也代表了21世紀(jì)太陽能光伏技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢。我國幅員遼闊，有著十分豐富的太陽能資源。除了局部地區(qū)不太適合太陽能開發(fā)利用外，我國絕大部分地區(qū)都適合太陽能的開發(fā)與利用。據(jù)估算，每年中國陸地接收的太陽能輻射總量相當(dāng)于24000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年均輻射量約為5900兆焦耳/平方米[2]。我國太陽能光伏技術(shù)應(yīng)用研究始于70年代末，通過近40多年來不斷地探索與實(shí)踐，太陽能光伏技術(shù)設(shè)備已大量投入社會(huì)實(shí)踐生活當(dāng)中，得到了良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益，太陽能光伏技術(shù)的開發(fā)與研究工作取得階段性的成果。為此，在廣場設(shè)計(jì)中合理、有效地利用太陽能光伏技術(shù)不但可以減少常規(guī)能源的消耗，而且對于防治環(huán)境污染、霧霾有著積極的引導(dǎo)作用。因此，當(dāng)前應(yīng)該積極提倡“廣場設(shè)計(jì)生態(tài)化、能源利用清潔化”這一概念。當(dāng)然隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，太陽能光伏技術(shù)的開發(fā)利用效率會(huì)日益提高，施工成本會(huì)日益下降，這都為持續(xù)擴(kuò)大推廣太陽能光伏應(yīng)用范圍創(chuàng)造了積極條件。

2.2研究意義

各類廣場建設(shè)是我國城市及新型村鎮(zhèn)建設(shè)中不可或缺的一環(huán)，研究太陽能光伏技術(shù)在廣場設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有以下幾點(diǎn)現(xiàn)實(shí)意義。2.2.1倡導(dǎo)低碳環(huán)保生活，提高國民生活質(zhì)量近些年隨著我國改革開放成果的突顯，人民的生活質(zhì)量有了顯著的提高，在各類廣場設(shè)計(jì)建設(shè)中配套相應(yīng)的照明、音響、制冷、制熱、生活用水技術(shù)已成為廣大城鄉(xiāng)廣場建設(shè)的基本要求與配置。各類廣場建設(shè)施工中對太陽能光伏技術(shù)的積極引入，不但能節(jié)省大量常規(guī)能源，而且對改善城鄉(xiāng)環(huán)境、治理霧霾，推進(jìn)人民生活水平與身體健康有著積極的作用。2.2.2推進(jìn)可持續(xù)太陽能綠色能源建設(shè)，逐步減少環(huán)境污染經(jīng)過這些年對常規(guī)能源的無遏制開采，人們已經(jīng)意識到了使用常規(guī)能源帶來的一系列問題的嚴(yán)重性。人們在消耗常規(guī)能源的過程中排放出大量的環(huán)境污染物，這不僅導(dǎo)致了資源匱缺問題，而且直接影響到了人類健康和生存環(huán)境，大氣霧霾日益嚴(yán)重，在此情況下，太陽能作為一種綠色環(huán)保的清潔能源，太陽能光伏技術(shù)的利用恰恰適應(yīng)了與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的綠色環(huán)保能源要求。因此在廣場設(shè)計(jì)中積極推廣應(yīng)用太陽能光伏技術(shù)，不僅可以減少因耗用常規(guī)能源而產(chǎn)生的污染物的排放問題，而且對于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少空氣污染，防霾治霾等將發(fā)揮積極的作用。2.2.3優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，積極推進(jìn)可再生能源利用我國常規(guī)能源資源儲(chǔ)存非常有限，無外乎煤炭、石油和天然氣，如無節(jié)制開采，終有一天會(huì)枯竭。為此，在廣場設(shè)計(jì)中大力推廣利用太陽能光伏技術(shù)，不僅僅因?yàn)樘柲苁且环N綠色、清潔能源，而且對抑制常規(guī)能源消耗，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，都將具有非常重要的意義，確實(shí)是一條可行的可持續(xù)發(fā)展道路，值得推廣。2.2.4太陽能資源用之不竭，取之不盡我國幅員遼闊，太陽能資源取之不盡、用之不竭。據(jù)估算，每年中國陸地接收的太陽能輻射總量相當(dāng)于24000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年均輻射量約為5900兆焦耳/平方米[2]。除了局部地區(qū)(如四川、貴州等地)不適合太陽能利用外，我國大部分地區(qū)都適合利用太陽能。按科學(xué)估算，太陽的壽命約600億年，地球壽命約為50億年，因此，相對于只有數(shù)千年文明發(fā)展史的人類社會(huì)和更短時(shí)間人類使用礦物燃料的歷史，可以說太陽能是用之不竭的一種永恒性清潔能源。

3太陽能光伏技術(shù)在廣場設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

廣場作為城鄉(xiāng)特定公共開放空間的重要組成部分，表現(xiàn)為一個(gè)整體的、統(tǒng)一的特定區(qū)域空間，從視覺上表現(xiàn)為設(shè)計(jì)景觀元素的多樣性和技術(shù)性，如植被、樹木、噴泉、雕塑、健身器材和現(xiàn)代化照明技術(shù)、音響技術(shù)、空氣凈化技術(shù)、供水技術(shù)、公共廁所服務(wù)技術(shù)等在廣場景觀環(huán)境設(shè)計(jì)中缺一不可，這些都需要太陽能光伏技術(shù)來支撐和幫助。因此，規(guī)劃設(shè)計(jì)好太陽能光伏技術(shù)在廣場設(shè)計(jì)中的科學(xué)、合理開發(fā)與應(yīng)用，對提升一個(gè)城市的美譽(yù)度與知名度、對外增強(qiáng)城市的吸引力尤為重要。太陽能光伏技術(shù)在廣場設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則可歸納為以下幾個(gè)方面：

3.1“以人為本”的應(yīng)用設(shè)計(jì)原則

廣場設(shè)計(jì)的最終目的是應(yīng)用藝術(shù)、科技等手段，來滿足人在社會(huì)環(huán)境中的存在與發(fā)展的需求。城鄉(xiāng)廣場的設(shè)計(jì)與規(guī)劃應(yīng)充分體現(xiàn)對“人”的關(guān)懷情節(jié)。以前的廣場一般以綠地和鋪裝為主，面積小，基本沒有空氣凈化系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、高科技燈光系統(tǒng)；現(xiàn)代廣場設(shè)計(jì)則充分體現(xiàn)了科技為民服務(wù)，“以人為本”的設(shè)計(jì)原則，出現(xiàn)了大片的綠地，飲用水處理技術(shù)、空氣凈化技術(shù)、高科技燈光技術(shù)、音響技術(shù)、空調(diào)技術(shù)等，并通過把太陽能光伏技術(shù)引入廣場設(shè)施配置和改造工程中，基本實(shí)現(xiàn)了廣場的“功能性”、“科技性”和“環(huán)保性”，強(qiáng)化了綠色能源利用與環(huán)保意識，強(qiáng)化了廣場作為城市“客廳”與“城市名片”的概念意識。現(xiàn)代廣場的規(guī)劃設(shè)計(jì)常以“人”為主體，體現(xiàn)“人性化”，其使用性進(jìn)一步貼近了民眾的生活。1）廣場不僅要有足夠的鋪裝硬地供人活動(dòng)，同時(shí)也應(yīng)保證不少于廣場面積25%比例的綠化地，而綠化地的灌溉、除草等各類保障設(shè)施均需要太陽能光伏技術(shù)來保障，以便為人們提高生活質(zhì)量、緩解氣候變換，豐富景觀層次和色彩。2）廣場中需有燈光、坐椅、直飲水設(shè)備、公共廁所、大型電子屏、書報(bào)亭等服務(wù)設(shè)施，而且還要有一些景觀雕塑、景觀小品、音樂噴泉等來充實(shí)設(shè)計(jì)內(nèi)容，以使廣場更具有文化內(nèi)涵和藝術(shù)感染力。這些基本設(shè)施的正常運(yùn)行都需要太陽能光伏技術(shù)來作保障，只有做到設(shè)計(jì)有創(chuàng)意、布局合理、環(huán)境優(yōu)美、功能齊全、節(jié)能環(huán)保，才能充分滿足廣大市民大到高雅藝術(shù)欣賞、小到健身娛樂休閑的不同需要。3）提高人文景觀的實(shí)用性與科學(xué)性，其中形、聲、色是人文景觀設(shè)計(jì)三大基本要素。不論是亭臺(tái)畫廊、還是瀑布池水，都會(huì)給人帶來回歸自然的感覺，給人以無限的遐想與美的生活享受。但無論是人工飛瀑、亭臺(tái)樓閣、音樂噴泉都需要太陽能光伏技術(shù)提供保障才能帶給人激情，滿足人的視覺享受與心靈共鳴。

3.2凸顯照明景觀設(shè)計(jì)應(yīng)用原則

現(xiàn)代人的夜生活越來越豐富，城鄉(xiāng)廣場的亮化已經(jīng)成為城市建設(shè)中的重點(diǎn)問題。城市廣場照明是利用燈光塑造城鄉(xiāng)夜景的一種照明技術(shù)，對于美化城市，展現(xiàn)城市個(gè)性，提高市民生活質(zhì)量，改善投資環(huán)境，促進(jìn)旅游業(yè)的發(fā)展等均起著積極的作用[3]。只有在設(shè)計(jì)中深度融合太陽能光伏技術(shù)，才能因地制宜、整合空間內(nèi)各種元素，協(xié)調(diào)好它們的相互關(guān)系，才能取得良好的音視四維效果。

3.3結(jié)合當(dāng)?shù)毓庹諚l件，合理融合建筑設(shè)計(jì)觀的原則

首先使用太陽能光伏技術(shù)建造的文化廣場在設(shè)計(jì)的時(shí)候必選要做到考慮當(dāng)?shù)毓庹找蛩?，因?yàn)樵诓煌牡貐^(qū)與季節(jié)光照都存在著比較大的差異，整合太陽能光伏技術(shù)設(shè)計(jì)的文化廣場要充分利用日照條件。同時(shí)，使用太陽能光伏技術(shù)建造的文化廣場還要滿足人們對于文化廣場的審美需求，但是就目前的國內(nèi)建筑設(shè)計(jì)情況來看，將以上兩點(diǎn)原則綜合設(shè)計(jì)到一個(gè)文化廣場之中是需要下一番功夫的，這就需要我們在做設(shè)計(jì)時(shí)合理統(tǒng)籌設(shè)計(jì)與太陽能光伏技術(shù)的關(guān)系，最終達(dá)到技術(shù)與藝術(shù)的統(tǒng)一。

3.4合理開發(fā)利用太陽能，實(shí)現(xiàn)能源生態(tài)化原則

廣場設(shè)計(jì)中要盡可能使用生態(tài)能源與材料，盡可能將材料循環(huán)使用，最大限度地發(fā)揮能源與材料的潛力[4]。太陽能光伏技術(shù)是太陽能在日常生活之中最常見的技術(shù)手段，我們在各類廣場設(shè)計(jì)建設(shè)中使用太陽能光伏技術(shù)的時(shí)候首先應(yīng)該考慮的就是太陽能光伏技術(shù)的綠色環(huán)保與效益，只有綜合考慮太陽能光伏技術(shù)的科學(xué)參數(shù)、材料應(yīng)用以及建筑物周遭環(huán)境的種種情況，才能將太陽能光伏技術(shù)恰到好處的應(yīng)用到現(xiàn)代廣場設(shè)計(jì)當(dāng)中去，實(shí)現(xiàn)能源應(yīng)用生態(tài)化，科技化，才能把城鄉(xiāng)廣場設(shè)計(jì)做到最佳。

3.5效益兼顧原則

現(xiàn)代城鄉(xiāng)廣場用地空間和綜合解決環(huán)境污染問題日益顯現(xiàn)。因此，在進(jìn)行廣場規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要有“生態(tài)先行”的人文與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的、建設(shè)與效益兼顧的原則。太陽能光伏技術(shù)作為綠色資源在建筑行業(yè)之中的應(yīng)用是一個(gè)相當(dāng)新穎的概念，在當(dāng)前社會(huì)，太陽能資源主要應(yīng)用在太陽能發(fā)電、太陽能熱水器以及太陽能空調(diào)還有太陽能暖氣等等，這些太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用只局限于較小的領(lǐng)域之內(nèi)，與其他能源利用相比，花費(fèi)的成本較低。同時(shí)這些設(shè)備之中的集熱技術(shù)在太陽能光伏技術(shù)之中起到了關(guān)鍵的作用，所以在文化廣場設(shè)計(jì)使用太陽能光伏技術(shù)過程中需要兼顧經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益并重的原則。

4結(jié)語

文化廣場是城市文化廣場與新農(nóng)村文化廣場設(shè)計(jì)的主角，體現(xiàn)著現(xiàn)代城鄉(xiāng)的多樣性與發(fā)展水平。隨著傳統(tǒng)能源的開發(fā)造成的能源危機(jī)與環(huán)境問題越來越嚴(yán)重，能源問題擺在了每個(gè)人的面前。作為一個(gè)設(shè)計(jì)師，在現(xiàn)代廣場規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要有意識加大對太陽能光伏等清潔能源技術(shù)的推廣與應(yīng)用，可以說太陽能光伏技術(shù)在廣場設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著一定的推動(dòng)作用。作為一名優(yōu)秀設(shè)計(jì)師，我們不但要求設(shè)計(jì)作品的藝術(shù)性與科學(xué)性，更要注重生態(tài)、節(jié)能、環(huán)保，創(chuàng)造富有人文特色和節(jié)能環(huán)保的各類城鄉(xiāng)廣場，主動(dòng)遵從太陽能光伏技術(shù)在廣場設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則，提高廣場的節(jié)能環(huán)保理念，走可持續(xù)發(fā)展道路，積極主動(dòng)了解新能源技術(shù)的應(yīng)用規(guī)范，以便在設(shè)計(jì)中倡導(dǎo)和利用太陽能光伏等可再生資源，進(jìn)一步為人們設(shè)計(jì)出舒適、美觀、綠色、環(huán)保的各類城鄉(xiāng)廣場。

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作者:閆奇峰 單位:蘭州財(cái)經(jīng)大學(xué)隴橋?qū)W院