当建筑遇上阳光，总有新的故事要讲

来源：隆基新能源发布时间：2020-10-15 09:35:57

在人类文明的发展历程中，建筑始终在随着人类发展的步伐而不断进步，建筑的历史也是人类社会的发展史，是不同时代人与自然、人与空间思考的具象表现，也是时代特征的最直接体现。

在建筑不断进化的历程中，建筑对能源的利用始终作为关键因素推动着建筑的发展，回顾建筑与能源的历史，我们不仅能够看到建筑中贯穿始终的传承，也能更清晰的认识到建筑的未来应该去向何方。

自然的馈赠

建筑从诞生之初就伴随着对能源的利用，但早期的应用仅体现在最基础的自然资源应用，如利用风能通风、利用薪柴、煤炭燃烧取暖等。而在工业革命前的漫长科技蒙昧期，阳光(太阳能)作为最简单易得的资源种类，在传统建筑中发挥着重要作用，利用太阳的光线进行自然采光、利用太阳的热能进行自然采暖、利用太阳照射引起的空气对流进行自然通风，通过阳光的利用使抵抗地域气候条件限制是传统建筑最普遍的方式。

“坐北朝南”是中国北方传统建筑最基本的设计、选址理念之一，尤其是大型建筑群乃至皇家宫殿的最主要建筑都采取正门向南的朝向，这种理念在今天的建筑也仍被沿用。这种理念的初衷就是基于对采光的需要，我国北方大部分地区位于北回归线以北，太阳多从东偏南升起，从西边落下。将房屋的门、窗等主要光源面向南侧，在冬季可以使更多斜射的太阳光线进入室内，从而提高室内温度。而在夏季，太阳高度角增大，太阳从门、窗射入的光线相对就少，从而能保持室内有一定的凉意。

故宫太和殿是典型的“坐北朝南”建筑其目的是高效利用阳光资源

而作为我国南方传统建筑的典型象征——天井，也同样是古代建筑师对太阳能极致利用的体现，天井出现的初衷是解决因房屋进深过大时，靠中间房间的采光、通风问题。随着传统建筑的不断发展，天井也在功能性的基础上衍生出了更多的建筑美学价值乃至“天人合一”的哲学意义。我国著名建筑专家林徽因女士说过：“中国古建筑最生动、殊于世界各国的是木斗拱，若要对各种类型的江南民居作个对比的话，最生动、最令人惊叹的要数天井了。”可以说，对太阳能的利用也成就了江南传统民居建筑中的最惊艳一笔。

江南民居中的天井设计初衷也是为了高效利用阳光

在中国之外，西方传统建筑同样充分强调对于阳光和太阳能的利用。在古罗马时期的一个市场遗址中，我们可以看到二层半的开放式屋顶设计，这样的设计不仅能够将阳光引入一层街道，提供间接的光热反射，也可以形成良好的通风系统。而在中世纪的欧洲宗教建筑中，则通过玻璃花窗的运用创造了令人神迷的光影效果，让光成为了中世纪欧洲建筑最典型的审美标志。

能耗困局

工业革命尤其是第二次工业革命带来的电气化浪潮席卷全球后，建筑开始逐步摆脱对阳光等自然资源的低效利用，化石能源的大规模应用让建筑的使用功能和体验得到了颠覆性的进化;于此同时，工业革命后科学技术的飞速进步使建筑技术、形态、功能都得到了前所未有的发展。这二者叠加的结果也使得建筑的使用能耗和建设能耗远远超过了历史上任何时期。

能耗激增的背后，是化石能源过度使用带来的巨大碳排，MASA的数据显示，在工业革命后的200年间，大气中二氧化碳浓度已由1760年的280PPM增加到了410PPM，年均增长2PPM，而在1760年前的6000年里，这一数值仅仅增长了80PPM，年均增长仅为0.013PPM。碳排的大幅提升也随即带来了全球气温升高、海平面上升、极端天气增加等一系列严重的气候问题，人类的生存受到了最严峻的挑战，遏制碳排迫在眉睫。

工业革命后大气中二氧化碳浓度疯狂飙升

而根据国际能源署(IEA)发布的《能源效率2018--分析及2040展望》报告显示，2017年建筑和电器耗能占到了全球终端能源使用的30%左右;其中建筑能耗较2016年增长了0.8%，而在2000年到2017年，这一数值增长了20%。

建筑碳排在全球碳排总量中占比

重新认识阳光

由于建筑能耗和碳排的巨大占比，解决建筑碳排问题也成为减排的关键一环。那又该依靠什么实现建筑减排的目标?这一次，人类又将目光转回了最方便易得的阳光!今天建筑的对阳光的利用已经不再是低效的光、热应用，而是依托光伏发电让阳光为建筑提供完全零碳的绿色能耗。

随着技术的进步，光伏发电在经济性和公众认知方面进展迅速，已经在全球范围内大规模应用。而光伏与建筑的结合也已经成为光伏发电的重要应用场景。在安装型屋顶光伏(BAPV)得到广泛应用的基础上，近年来建筑光伏一体化(BIPV)模式成为了“光伏+建筑”应用的新方向。相较传统的屋面光伏系统，BIPV的本质并非建筑附加物，而是建筑的一部分，是一种兼顾了建筑的基本功能需求和发电需求的建材产品。

安装型屋顶光伏(BAPV)

作为人类最早在建筑使用的自然资源，光照资源具有简便易得、取之不尽用之不竭的特点，目前太阳能照射地球一天的能量就足够人类使用 25 年。且太阳光照资源分布均衡，有阳光的地方就可以使用光伏发电。而建筑屋顶、立面则为BIPV产品的使用提供了广阔的空间，目前中国每年建筑竣工面积达到 40 亿平方米，仅 5%的面积安装 BIPV 就可以达到 20GW 的装机量，相当于一个三峡工程的装机量。

BIPV产品应用效果图

随着社会经济的发展，今天我们的对建筑的需求已经发生了本质的改变，建筑“经济、实用、美观”的三大要素也发展成为了“低碳排放、智慧互联、人居健康”的新三大要素。采用清洁能源供能、降低建筑能耗、提升建筑环境友好度也成为了建筑领域的新思潮，而光伏则是最具发展潜力、最适宜与建筑结合的清洁能源种类。

隆基首款装配式BIPV产品结构图建筑与光伏的完美结合

隆基新能源作为光伏全场景应用的拓展者，也针对建筑屋顶和立面推出了“隆顶”、“隆锦”两款BIPV产品，从充分尊重建筑的角度出发进行产品设计，历经两年的潜心研发，通过高效的单晶发电技术实现了建筑与光伏的完美结合，让建筑自身成为优质清洁能源的供应者。这不仅使建筑对阳光的应用更加高效，也通过完全零碳排的清洁能源起到了减少碳排、改善气候问题的作用，根据测算，每建设 1MW 的 BIPV 项目就相当于减少碳排 1000 多吨。