閆奇峰（蘭州財(cái)經(jīng)大學(xué)隴橋?qū)W院，甘肅 蘭州 730101）

太陽(yáng)能光伏技術(shù)在廣場(chǎng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

閆奇峰（蘭州財(cái)經(jīng)大學(xué)隴橋?qū)W院，甘肅 蘭州 730101）

近年來(lái)，隨著人們對(duì)生存環(huán)境的擔(dān)憂和世界能源問(wèn)題的進(jìn)一步惡化，人們已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注太陽(yáng)能，太陽(yáng)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(yáng)能光伏技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用到我國(guó)的各類廣場(chǎng)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(lái)審視，研究太陽(yáng)能光伏技術(shù)在廣場(chǎng)設(shè)計(jì)中都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

太陽(yáng)能光伏技術(shù)；常規(guī)能源；生態(tài)化；廣場(chǎng)設(shè)計(jì)

1 前 言

隨著我國(guó)改革開(kāi)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(duì)各類廣場(chǎng)的需求更為迫切，廣場(chǎng)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(chǎng)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(kāi)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(chǎng)項(xiàng)目過(guò)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(kāi)發(fā)利用。太陽(yáng)能作為一種使用方便簡(jiǎn)潔的再生清潔能源，把太陽(yáng)能光伏技術(shù)應(yīng)用在各類廣場(chǎng)一體化設(shè)計(jì)中是值得深入挖掘和研究的。

2 太陽(yáng)能光伏技術(shù)在廣場(chǎng)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(guó)，特別是日本、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、意大利、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都是能源消耗大國(guó)，他們對(duì)太陽(yáng)能在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用技術(shù)研究早已開(kāi)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(guó)人菲利克斯·特朗勃發(fā)明的。同時(shí)近幾年來(lái)由太陽(yáng)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(wú)污染，這也代表了21世紀(jì)太陽(yáng)能光伏技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

我國(guó)幅員遼闊，有著十分豐富的太陽(yáng)能資源。除了局部地區(qū)不太適合太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用外，我國(guó)絕大部分地區(qū)都適合太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)與利用。據(jù)估算，每年中國(guó)陸地接收的太陽(yáng)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(guó)太陽(yáng)能光伏技術(shù)應(yīng)用研究始于70年代末，通過(guò)近40多年來(lái)不斷地探索與實(shí)踐，太陽(yáng)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(yáng)能光伏技術(shù)的開(kāi)發(fā)與研究工作取得階段性的成果。為此，在廣場(chǎng)設(shè)計(jì)中合理、有效地利用太陽(yáng)能光伏技術(shù)不但可以減少常規(guī)能源的消耗，而且對(duì)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(chǎng)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(yáng)能光伏技術(shù)的開(kāi)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(yáng)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(chǎng)建設(shè)是我國(guó)城市及新型村鎮(zhèn)建設(shè)中不可或缺的一環(huán)，研究太陽(yáng)能光伏技術(shù)在廣場(chǎng)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(guó)民生活質(zhì)量

近些年隨著我國(guó)改革開(kāi)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(chǎng)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(chǎng)建設(shè)的基本要求與配置。各類廣場(chǎng)建設(shè)施工中對(duì)太陽(yáng)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(duì)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(yáng)能綠色能源建設(shè)，逐步減少環(huán)境污染

經(jīng)過(guò)這些年對(duì)常規(guī)能源的無(wú)遏制開(kāi)采，人們已經(jīng)意識(shí)到了使用常規(guī)能源帶來(lái)的一系列問(wèn)題的嚴(yán)重性。人們?cè)谙某Ｒ?guī)能源的過(guò)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(wèn)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(yáng)能作為一種綠色環(huán)保的清潔能源，太陽(yáng)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(chǎng)設(shè)計(jì)中積極推廣應(yīng)用太陽(yáng)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(wèn)題，而且對(duì)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(guó)常規(guī)能源資源儲(chǔ)存非常有限，無(wú)外乎煤炭、石油和天然氣，如無(wú)節(jié)制開(kāi)采，終有一天會(huì)枯竭。為此，在廣場(chǎng)設(shè)計(jì)中大力推廣利用太陽(yáng)能光伏技術(shù)，不僅僅因?yàn)樘?yáng)能是一種綠色、清潔能源，而且對(duì)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(yáng)能資源用之不竭，取之不盡

我國(guó)幅員遼闊，太陽(yáng)能資源取之不盡、用之不竭。據(jù)估算，每年中國(guó)陸地接收的太陽(yáng)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(yáng)能利用外，我國(guó)大部分地區(qū)都適合利用太陽(yáng)能。

按科學(xué)估算，太陽(yáng)的壽命約600億年，地球壽命約為50億年，因此，相對(duì)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(shuō)太陽(yáng)能是用之不竭的一種永恒性清潔能源。

3 太陽(yáng)能光伏技術(shù)在廣場(chǎng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

廣場(chǎng)作為城鄉(xiāng)特定公共開(kāi)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(jué)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(shù)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(chǎng)景觀環(huán)境設(shè)計(jì)中缺一不可，這些都需要太陽(yáng)能光伏技術(shù)來(lái)支撐和幫助。因此，規(guī)劃設(shè)計(jì)好太陽(yáng)能光伏技術(shù)在廣場(chǎng)設(shè)計(jì)中的科學(xué)、合理開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，對(duì)提升一個(gè)城市的美譽(yù)度與知名度、對(duì)外增強(qiáng)城市的吸引力尤為重要。太陽(yáng)能光伏技術(shù)在廣場(chǎng)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(chǎng)設(shè)計(jì)的最終目的是應(yīng)用藝術(shù)、科技等手段，來(lái)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(chǎng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃應(yīng)充分體現(xiàn)對(duì)“人”的關(guān)懷情節(jié)。以前的廣場(chǎng)一般以綠地和鋪裝為主，面積小，基本沒(méi)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(chǎng)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(guò)把太陽(yáng)能光伏技術(shù)引入廣場(chǎng)設(shè)施配置和改造工程中，基本實(shí)現(xiàn)了廣場(chǎng)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(shí)，強(qiáng)化了廣場(chǎng)作為城市“客廳”與“城市名片”的概念意識(shí)?，F(xiàn)代廣場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(yáng)能光伏技術(shù)來(lái)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(chǎng)中需有燈光、坐椅、直飲水設(shè)備、公共廁所、大型電子屏、書(shū)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(lè)噴泉等來(lái)充實(shí)設(shè)計(jì)內(nèi)容，以使廣場(chǎng)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(yáng)能光伏技術(shù)來(lái)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(lè)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(huà)廊、還是瀑布池水，都會(huì)給人帶來(lái)回歸自然的感覺(jué)，給人以無(wú)限的遐想與美的生活享受。但無(wú)論是人工飛瀑、亭臺(tái)樓閣、音樂(lè)噴泉都需要太陽(yáng)能光伏技術(shù)提供保障才能帶給人激情，滿足人的視覺(jué)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(lái)越豐富，城鄉(xiāng)廣場(chǎng)的亮化已經(jīng)成為城市建設(shè)中的重點(diǎn)問(wèn)題。城市廣場(chǎng)照明是利用燈光塑造城鄉(xiāng)夜景的一種照明技術(shù)，對(duì)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(yáng)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(yáng)能光伏技術(shù)建造的文化廣場(chǎng)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(yáng)能光伏技術(shù)設(shè)計(jì)的文化廣場(chǎng)要充分利用日照條件。同時(shí)，使用太陽(yáng)能光伏技術(shù)建造的文化廣場(chǎng)還要滿足人們對(duì)于文化廣場(chǎng)的審美需求，但是就目前的國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)情況來(lái)看，將以上兩點(diǎn)原則綜合設(shè)計(jì)到一個(gè)文化廣場(chǎng)之中是需要下一番功夫的，這就需要我們?cè)谧鲈O(shè)計(jì)時(shí)合理統(tǒng)籌設(shè)計(jì)與太陽(yáng)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(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能，實(shí)現(xiàn)能源生態(tài)化原則

廣場(chǎng)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(yáng)能光伏技術(shù)是太陽(yáng)能在日常生活之中最常見(jiàn)的技術(shù)手段，我們?cè)诟黝悘V場(chǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)中使用太陽(yáng)能光伏技術(shù)的時(shí)候首先應(yīng)該考慮的就是太陽(yáng)能光伏技術(shù)的綠色環(huán)保與效益，只有綜合考慮太陽(yáng)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(yáng)能光伏技術(shù)恰到好處的應(yīng)用到現(xiàn)代廣場(chǎng)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(chǎng)設(shè)計(jì)做到最佳。

3.5 效益兼顧原則

現(xiàn)代城鄉(xiāng)廣場(chǎng)用地空間和綜合解決環(huán)境污染問(wèn)題日益顯現(xiàn)。因此，在進(jìn)行廣場(chǎng)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(yáng)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(yáng)能資源主要應(yīng)用在太陽(yáng)能發(fā)電、太陽(yáng)能熱水器以及太陽(yáng)能空調(diào)還有太陽(yáng)能暖氣等等，這些太陽(yáng)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(yáng)能光伏技術(shù)之中起到了關(guān)鍵的作用，所以在文化廣場(chǎng)設(shè)計(jì)使用太陽(yáng)能光伏技術(shù)過(guò)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(yǔ)

文化廣場(chǎng)是城市文化廣場(chǎng)與新農(nóng)村文化廣場(chǎng)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(kāi)發(fā)造成的能源危機(jī)與環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，能源問(wèn)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(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要有意識(shí)加大對(duì)太陽(yáng)能光伏等清潔能源技術(shù)的推廣與應(yīng)用，可以說(shuō)太陽(yáng)能光伏技術(shù)在廣場(chǎng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對(duì)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(chǎng)，主動(dòng)遵從太陽(yáng)能光伏技術(shù)在廣場(chǎng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則，提高廣場(chǎng)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(yáng)能光伏等可再生資源，進(jìn)一步為人們?cè)O(shè)計(jì)出舒適、美觀、綠色、環(huán)保的各類城鄉(xiāng)廣場(chǎng)。

[1]黃毅誠(chéng).能源百科全書(shū)[M].北京:中國(guó)大百科全書(shū)出版社,1997:600-611

[2]高峰,孫成權(quán),劉全根.我國(guó)太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)狀及若干思考[J].能源工程,2000(5):8-11.

[3](美)凱文·林奇,項(xiàng)秉仁.城市的印象[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1990：42-53

[4]陳利順,戴大雙.城市能源生態(tài)化供應(yīng)模型研究[J].《科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)》2006年第5期:152-153

Solar photovoltaic system in the square design

In recent years, With the people’s living environment and the further deterioration of the world’s energy problems,they have started caring about solar energy,which is convenient to achieve,cheap and renewable clean energy,called the 21 century golden energy.Now our project each of designer need worth thinking is how to apply clean and energy-saving solar photovoltaic system to square landscape design.To survey and study about solar photovoltaic technology in the culture square design has vital influence from the point of economic and social sustainable development and earth ecology.

solar photovoltaic system；conventional energy;ecologicalization；square design.

TU18;TU201

B

1003-8965（2017）04-0006-02