太陽能光伏技術在廣場設計中的應用

（蘭州財經大學隴橋學院）

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，人們對各類廣場的需求更為迫切，廣場設計不但要追求使用功能，更要注重人文景觀的設計與建造，這樣才能使我們的廣場設計更加接近自然、更加舒適、設施更加齊全（如照明、采暖、制冷等設施）、材料更加環保等等。然而，有數據統計，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，在設計建造各類廣場項目過程中，就要合理規劃利用各類能源，特別是要關注清潔能源的開發利用。太陽能作為一種使用方便簡潔的再生清潔能源，把太陽能光伏技術應用在各類廣場一體化設計中是值得深入挖掘和研究的。

2 太陽能光伏技術在廣場設計中的應用研究背景與意義

2.1 研究背景

世界各國，特別是日本、德國、法國、英國、意大利、美國等發達國家都是能源消耗大國，他們對太陽能在各個行業的應用技術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就是由法國人菲利克斯 · 特朗勃發明的。同時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世紀太陽能光伏技術在建筑行業的發展趨勢。我國幅員遼闊，有著十分豐富的太陽能資源。除了局部地區不太適合太陽能開發利用外，我國絕大部分地區都適合太陽能的開發與利用。據估算，每年中國陸地接收的太陽能輻射總量相當于24000億噸標準煤，年均輻射量約為5900兆焦耳/平方米[2]。我國太陽能光伏技術應用研究始于70年代末，通過近40多年來不斷地探索與實踐，太陽能光伏技術設備已大量投入社會實踐生活當中，得到了良好的社會與經濟效益，太陽能光伏技術的開發與研究工作取得階段性的成果。為此，在廣場設計中合理、有效地利用太陽能光伏技術不但可以減少常規能源的消耗，而且對于防治環境污染、霧霾有著積極的引導作用。因此，當前應該積極提倡“廣場設計生態化、能源利用清潔化”這一概念。當然隨著科學技術的進步，太陽能光伏技術的開發利用效率會日益提高，施工成本會日益下降，這都為持續擴大推廣太陽能光伏應用范圍創造了積極條件。

2.2 研究意義

各類廣場建設是我國城市及新型村鎮建設中不可或缺的一環，研究太陽能光伏技術在廣場設計中的應用有以下幾點現實意義。2.2.1倡導低碳環保生活，提高國民生活質量近些年隨著我國改革開放成果的突顯，人民的生活質量有了顯著的提高，在各類廣場設計建設中配套相應的照明、音響、制冷、制熱、生活用水技術已成為廣大城鄉廣場建設的基本要求與配置。各類廣場建設施工中對太陽能光伏技術的積極引入，不但能節省大量常規能源，而且對改善城鄉環境、治理霧霾，推進人民生活水平與身體健康有著積極的作用。2.2.2推進可持續太陽能綠色能源建設，逐步減少環境污染經過這些年對常規能源的無遏制開采，人們已經意識到了使用常規能源帶來的一系列問題的嚴重性。人們在消耗常規能源的過程中排放出大量的環境污染物，這不僅導致了資源匱缺問題，而且直接影響到了人類健康和生存環境，大氣霧霾日益嚴重，在此情況下，太陽能作為一種綠色環保的清潔能源，太陽能光伏技術的利用恰恰適應了與生態環境相協調的綠色環保能源要求。因此在廣場設計中積極推廣應用太陽能光伏技術，不僅可以減少因耗用常規能源而產生的污染物的排放問題，而且對于保護生態環境，減少空氣污染，防霾治霾等將發揮積極的作用。2.2.3優化能源結構，積極推進可再生能源利用我國常規能源資源儲存非常有限，無外乎煤炭、石油和天然氣，如無節制開采，終有一天會枯竭。為此，在廣場設計中大力推廣利用太陽能光伏技術，不僅僅因為太陽能是一種綠色、清潔能源，而且對抑制常規能源消耗，優化能源結構，都將具有非常重要的意義，確實是一條可行的可持續發展道路，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。據估算，每年中國陸地接收的太陽能輻射總量相當于24000億噸標準煤，年均輻射量約為5900兆焦耳/平方米[2]。除了局部地區（如四川、貴州等地）不適合太陽能利用外，我國大部分地區都適合利用太陽能。按科學估算，太陽的壽命約600億年，地球壽命約為50億年，因此，相對于只有數千年文明發展史的人類社會和更短時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 太陽能光伏技術在廣場設計中的應用原則

廣場作為城鄉特定公共開放空間的重要組成部分，表現為一個整體的、統一的特定區域空間，從視覺上表現為設計景觀元素的多樣性和技術性，如植被、樹木、噴泉、雕塑、健身器材和現代化照明技術、音響技術、空氣凈化技術、供水技術、公共廁所服務技術等在廣場景觀環境設計中缺一不可，這些都需要太陽能光伏技術來支撐和幫助。因此，規劃設計好太陽能光伏技術在廣場設計中的科學、合理開發與應用，對提升一個城市的美譽度與知名度、對外增強城市的吸引力尤為重要。太陽能光伏技術在廣場設計中的應用原則可歸納為以下幾個方面：

3.1 “以人為本”的應用設計原則

廣場設計的最終目的是應用藝術、科技等手段，來滿足人在社會環境中的存在與發展的需求。城鄉廣場的設計與規劃應充分體現對“人”的關懷情節。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、音響系統、高科技燈光系統；現代廣場設計則充分體現了科技為民服務，“以人為本”的設計原則，出現了大片的綠地，飲用水處理技術、空氣凈化技術、高科技燈光技術、音響技術、空調技術等，并通過把太陽能光伏技術引入廣場設施配置和改造工程中，基本實現了廣場的“功能性”、“科技性”和“環保性”，強化了綠色能源利用與環保意識，強化了廣場作為城市“客廳”與“城市名片”的概念意識?，F代廣場的規劃設計常以“人”為主體，體現“人性化”，其使用性進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，同時也應保證不少于廣場面積25%比例的綠化地，而綠化地的灌溉、除草等各類保障設施均需要太陽能光伏技術來保障，以便為人們提高生活質量、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、直飲水設備、公共廁所、大型電子屏、書報亭等服務設施，而且還要有一些景觀雕塑、景觀小品、音樂噴泉等來充實設計內容，以使廣場更具有文化內涵和藝術感染力。這些基本設施的正常運行都需要太陽能光伏技術來作保障，只有做到設計有創意、布局合理、環境優美、功能齊全、節能環保，才能充分滿足廣大市民大到高雅藝術欣賞、小到健身娛樂休閑的不同需要。3）提高人文景觀的實用性與科學性，其中形、聲、色是人文景觀設計三大基本要素。不論是亭臺畫廊、還是瀑布池水，都會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、亭臺樓閣、音樂噴泉都需要太陽能光伏技術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 凸顯照明景觀設計應用原則

現代人的夜生活越來越豐富，城鄉廣場的亮化已經成為城市建設中的重點問題。城市廣場照明是利用燈光塑造城鄉夜景的一種照明技術，對于美化城市，展現城市個性，提高市民生活質量，改善投資環境，促進旅游業的發展等均起著積極的作用[3]。只有在設計中深度融合太陽能光伏技術，才能因地制宜、整合空間內各種元素，協調好它們的相互關系，才能取得良好的音視四維效果。

3.3 結合當地光照條件，合理融合建筑設計觀的原則

首先使用太陽能光伏技術建造的文化廣場在設計的時候必選要做到考慮當地光照因素，因為在不同的地區與季節光照都存在著比較大的差異，整合太陽能光伏技術設計的文化廣場要充分利用日照條件。同時，使用太陽能光伏技術建造的文化廣場還要滿足人們對于文化廣場的審美需求，但是就目前的國內建筑設計情況來看，將以上兩點原則綜合設計到一個文化廣場之中是需要下一番功夫的，這就需要我們在做設計時合理統籌設計與太陽能光伏技術的關系，最終達到技術與藝術的統一。

3.4 合理開發利用太陽能，實現能源生態化原則

廣場設計中要盡可能使用生態能源與材料，盡可能將材料循環使用，最大限度地發揮能源與材料的潛力[4]。太陽能光伏技術是太陽能在日常生活之中最常見的技術手段，我們在各類廣場設計建設中使用太陽能光伏技術的時候首先應該考慮的就是太陽能光伏技術的綠色環保與效益，只有綜合考慮太陽能光伏技術的科學參數、材料應用以及建筑物周遭環境的種種情況，才能將太陽能光伏技術恰到好處的應用到現代廣場設計當中去，實現能源應用生態化，科技化，才能把城鄉廣場設計做到最佳。

3.5 效益兼顧原則

現代城鄉廣場用地空間和綜合解決環境污染問題日益顯現。因此，在進行廣場規劃設計時要有“生態先行”的人文與環境協調發展的、建設與效益兼顧的原則。太陽能光伏技術作為綠色資源在建筑行業之中的應用是一個相當新穎的概念，在當前社會，太陽能資源主要應用在太陽能發電、太陽能熱水器以及太陽能空調還有太陽能暖氣等等，這些太陽能光伏技術的應用只局限于較小的領域之內，與其他能源利用相比，花費的成本較低。同時這些設備之中的集熱技術在太陽能光伏技術之中起到了關鍵的作用，所以在文化廣場設計使用太陽能光伏技術過程中需要兼顧經濟效益、社會效益和環境效益并重的原則。

4 結語

文化廣場是城市文化廣場與新農村文化廣場設計的主角，體現著現代城鄉的多樣性與發展水平。隨著傳統能源的開發造成的能源危機與環境問題越來越嚴重，能源問題擺在了每個人的面前。作為一個設計師，在現代廣場規劃設計中，要有意識加大對太陽能光伏等清潔能源技術的推廣與應用，可以說太陽能光伏技術在廣場設計中的應用對社會經濟發展起著一定的推動作用。作為一名優秀設計師，我們不但要求設計作品的藝術性與科學性，更要注重生態、節能、環保，創造富有人文特色和節能環保的各類城鄉廣場，主動遵從太陽能光伏技術在廣場設計中的應用原則，提高廣場的節能環保理念，走可持續發展道路，積極主動了解新能源技術的應用規范，以便在設計中倡導和利用太陽能光伏等可再生資源，進一步為人們設計出舒適、美觀、綠色、環保的各類城鄉廣場。