徐宁：ARUP堪称经典的BIPV手册

来源：太阳能发电杂志发布时间：2015-06-02 11:39:14

索比光伏网讯:ARUP的BIPV手册(BUILDING INTEGRATED PHOTOVOLTAICS A HANDBOOK)是一本经典的BIPV书籍，出版于2009年，由来自著名工程咨询公司ARUP的Simon Roberts和Nicolo Guariento共同撰写。

这本书希望能让建筑师和设计师们意识到将建筑与PV技术结合，即BIPV（光伏建筑一体化），已经成为他们在设计时的一种选择，这本书为他们提供了可参考的基础知识和案例。

该书的前身是ARUP内部使用的外装工程设计手册，后来成为了欧盟赞助项目“如何提高PV与建筑物的整合”的一部分。

ARUP是一家集设计师、工程师和业务咨询顾问为一体、为全球客户提供多样化专业服务的全球性企业，已成为世界上大多数改革创新和可持续建筑、交通运输和土建项目中的创新力量，并为客户提供最杰出的智慧，为建筑环境带来超凡的商业建议和创新的解决方案。

写给建筑师和设计师的书

本书的作者之一SimonRoberts曾经在肯尼亚教过科学和商业知识，现在是ARUPFORESIGHT研究中心的副主任。他正在负责的项目叫“7SEE”，该项目是通过收集某个地区的社会、经济、能源数据，与对未来20~30年的发展进行分析和研究。他也是个相当活跃的社会活动家。2012年，他在TEDTalks上发表了“华尔街应该如何投资国家经济”的演讲。

作者之一：Simon Roberts

另一名作者NicoloGuariento来自于意大利，在英国伦敦ARUP外装工程团队工作，他也对太阳能技术如何与建筑物结合进行过大量研究。

该书的受众是建筑师和设计师，全书共有14章，可分为4大部分。第一部分是第一章至第四章，介绍了PV技术的一些基本规则，并向设计师科普了设计BIPV时要注意的问题；第二部分包含第五章到第十章，介绍了BIPV在以下六种幕墙系统中的的应用：遮阳系统、雨幕系统、构件式幕墙系统、单元式幕墙系统、双层幕墙系统、中庭和天蓬系统；第三部分是第十一章和第十二章，简要介绍了BIPV在住宅领域和改造工程中的应用；第四部分为第十三到第十四章，则对本书提到的一些案例进行了量化分析，并进行了术语的归纳和介绍。

封面项目：北京西翠娱乐中心多媒体幕墙

让我们首先来认识一下本书的封面项目——北京西翠娱乐中心多媒体幕墙（作者注：以下内容有与实际不符处，原文如此，不再注释）——这是第一面零耗能多媒体幕墙，也是亚洲最大光电幕墙。该多媒体幕墙被命名为GreenPix，也即是绿色的太阳能传媒墙。

手册封面：北京西翠娱乐中心多媒体幕墙

这块巨大的LED多媒体幕墙坐落于北京市复兴路与西翠路路口。整个项目由以创新性幕墙而享有盛誉的纽约的SimoneGiostra&Partners设计和实施，照明设计和玻璃幕墙工程设计由ARUP公司提供。光伏太阳能电池由无锡尚德太阳能电力有限公司提供。该工程总造价1500万元，由9种不同规格共计2300块光电板组成，具有非凡的视觉效果。

北京西翠娱乐中心多媒体幕墙实景一

整个工程的最大特点是墙体采用了太阳能电池板和LED灯。白天太阳能电池板将太阳能存储为电能，到了晚上，外幕墙所有LED灯所用的电能均来自于白天太阳能电池板产生的电能，因此大大节约了能源。LED灯光通过电脑控制，在外幕墙表现出各种图像，增加了建筑的艺术效果，也使得建筑物的玻璃幕墙变成了与公众互动娱乐的智能皮肤。

北京西翠娱乐中心多媒体幕墙实景二

在奥运会期间，这块超大型的多媒体幕墙播放了一系列宣传奥运的视频，向外国友人展示了最新、最现代的北京。

北京西翠娱乐中心多媒体幕墙施工现场

加州科学院的微型生态圈

在该手册收录的BIPV经典案例中，笔者最喜欢的建筑则是曾获得普利兹克奖的建筑师RENZO的作品——加州科学院，该建筑位于旧金山金门公园的加州科学院。

普利兹克奖设计师RENZO

加州科学院是旧金山市首个生态型建筑，由自然科史博物馆、摩里生天文馆和史坦哈特水族馆三馆组成。设计理念是在基地上竖起一处天然景观，里面有各种设施、办公楼与展览空间。高处是默里生天文馆和热带雨林展览厅，低处则有一个中央广场。广场明亮闪耀、空气清新怡人，大部分为草地，就像是一个微型生态圈。

加州科学院远景

设计师在设计该项目时，采用了大量的生态节能手段。比如重新灌溉河床与废水回收处理等可持续技术，并尽量减少地面建筑面积与道路面积。

加州科学院屋顶

加州科学院的屋顶边缘，则采用了SunPower的高效太阳能电池，60000块高性能的太阳能电池被封装在720块定制的玻璃面板内。这种独特的显示，使得游客可以看到顶部和底部的太阳能电池。该屋顶BIPV装机容量为172KW，可为科学院提供10%的电力需求，每年减少碳排放405000磅。而屋顶的中间，除了用来尽可能采光的玻璃以外，全部种上了植物，使得整个屋顶成为一个原生花卉花园。

加州科学院屋顶边缘的透明BIPV面板

沃尔玛的绿色实践

作为全世界最大的零售商，沃尔玛则希望可以在零售业中带头促进可持续建筑的应用，并乐于向普通公众分享他们的经验。

其中典型的例子，就是位于德州的沃尔玛实验性绿色超市。该超市修建于2005年，也是沃尔玛在全世界第一个采用太阳能技术的项目。该项目面积为206000平方英尺，沃尔玛的设计意图是减少建造和维护商店所需的自然能源，减少构建设施所需的原材料，并在适当的时候将可再生材料用于构建和维护设施，因此太阳能屋顶面板也被采用。除此以外，该超市的部分墙体也采用了太阳能面板，对空气进行预热。

沃尔玛实验性绿色超市

沃尔玛实验性绿色超市内部

沃尔玛实验性绿色超市屋顶太阳能面板

沃尔玛在中国的第一个实践，则是位于深圳的沃尔玛香蜜湖店，原名山姆会员店。这个项目是金太阳示范项目，由深圳蓝波绿建集团投资建设。沃尔玛香蜜湖店是沃尔玛在中国开设的第一个家Mall，也是沃尔玛在中国第一个成功运营的太阳能光伏屋顶电站。

该项目最初的困难，是由于这个Mall是改革开放以来沃尔玛在中国开的第一个门店，因此屋面的图纸已无从查找，而且建筑的设计和材料都是从美国进口。所以，当时蓝波集团在纽约的设计人员历经千辛万苦，终于从美国的事务所找到唯一的一张图纸，通过中科院钢结构所的重新校核，出具了验算报告，才使得这个项目得以正常进行。

沃尔玛香蜜湖店屋顶BIPV系统的容量为404.905KWp，共安装多晶硅光伏组件1723块、100KW并网逆变器4台，并综合考虑了整个光伏系统的屋面荷载、抗台风能力、避雷接地系统、系统的负载变化曲率和系统的发电效率、防热斑等因素。由于该屋面的特殊性，为安装光伏板，蓝波绿建专门设计了一种特别的夹具，并申报了专利。

比较刺激的是系统的最后并网。由于冷冻食品的问题，沃尔玛方面要求停电时间必须控制在二小时内，超过时间冷冻食品将全部销毁。由于营业时间的关系，停电时间将安排在凌晨2:00-4:00，蓝波集团的几个年轻人在规定的时间还有6分钟时完成了并网合闸，他们在凌晨3:54分发出短信：“一切OK!可以睡觉了。”

截止到目前，该项目整个系统运行正常，发电量约占沃尔玛用电负载耗电量的18%。系统每年可节约煤炭139吨，减排CO2约397吨。

这个项目还受到沃尔玛高层的数次考察，也获得了多个奖项。