太陽(yáng)能：賦予屋頂新形式與新內(nèi)涵
在不少城市，住宅建筑頭頂太陽(yáng)能熱水器已經(jīng)成為了一道新景觀，而更細(xì)心的人會(huì)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)在高樓大廈上的光伏組件，不僅僅直接依附在建筑表面上，還開始直接作為建筑物本身的一部分，與建筑完美地融合在一起。
在節(jié)能減排的大背景下，太陽(yáng)能這一清潔能源得到了國(guó)家層面的政策扶持，光熱、光伏等太陽(yáng)能技術(shù)，也開始賦予建筑屋頂新的外觀形式和內(nèi)在涵義。
一種新內(nèi)涵：建筑產(chǎn)能的源泉
太陽(yáng)能與建筑的一體化天然地適應(yīng)了節(jié)能減排的迫切需求。
相關(guān)研究顯示，2009年全國(guó)太陽(yáng)能熱水器和熱水系統(tǒng)總保有量達(dá)到1.45億平方米。按普通煤的市場(chǎng)價(jià)格來(lái)計(jì)算，相當(dāng)于節(jié)省了225億元人民幣，一年可減排二氧化碳約4451萬(wàn)噸。太陽(yáng)能光伏發(fā)電更可以滿足人們?nèi)粘Ｉ钏璧碾娏?。僅上海世博會(huì)園區(qū)，光伏建筑的太陽(yáng)能發(fā)電規(guī)模便達(dá)到4.68兆瓦，年均發(fā)電可達(dá)406萬(wàn)千瓦時(shí)，減排二氧化碳總量逾3400噸。太陽(yáng)能作為一種無(wú)處不在、取之不盡、用之不竭的清潔能源，其巨大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值正日益受到重視。
事實(shí)上，不少城市已經(jīng)開始強(qiáng)制性推廣太陽(yáng)能，得到了消費(fèi)者的普遍認(rèn)同。尤其是隨著2009年太陽(yáng)能熱水器作為“家電下鄉(xiāng)”產(chǎn)品，這一技術(shù)將深入廣大農(nóng)村腹地。今年3月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合財(cái)政部發(fā)布“太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”，鼓勵(lì)城市光電建筑一體化應(yīng)用。在政策的扶持下，已經(jīng)可以預(yù)見，在不久的將來(lái)，城鄉(xiāng)內(nèi)外，將是村村有太陽(yáng)能、戶戶有太陽(yáng)能的景象，太陽(yáng)能也將成為建筑不可分割的一部分。
與其他節(jié)能手段相比，太陽(yáng)能屋頂不僅僅是節(jié)能，更重要的是，還可以產(chǎn)能，可以為建筑提供源源不斷的清潔能量。屋頂，將成為建筑形式和建筑功能的完美統(tǒng)一。
一體化設(shè)計(jì)：城市里的新景觀
聯(lián)合國(guó)能源機(jī)構(gòu)最近的調(diào)查報(bào)告顯示，太陽(yáng)能與建筑一體化將成為21世紀(jì)的市場(chǎng)熱點(diǎn)和建筑節(jié)能市場(chǎng)的亮點(diǎn)。
而在我國(guó)，在德州、在大連、在濟(jì)南、在昆明、在保定……在眾多二三線城市，乃至小縣城，家家戶戶頭頂太陽(yáng)能已經(jīng)蔚然成風(fēng)，成了一道新景觀，并成為住宅建設(shè)中的一個(gè)新亮點(diǎn)。而在一些城市摩天大樓中，通透、時(shí)尚的光伏屋頂與建筑完美融合，打造出節(jié)能、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀的第五立面。
一個(gè)值得注意的現(xiàn)象是，在對(duì)太陽(yáng)能需求提高的同時(shí)，消費(fèi)者也越來(lái)越重視建筑的美觀，可是目前不少太陽(yáng)能熱水器由于沒(méi)有充分考慮建筑形態(tài)，或者建筑本身沒(méi)有預(yù)留出太陽(yáng)能的安裝位置，導(dǎo)致加裝后極大地破壞了建筑的整體造型。太陽(yáng)能與建筑的一體化，已經(jīng)是不少建筑師面臨的難題。
在光伏利用方面，BIPV（光伏建筑一體化）開始作為一個(gè)概念深入人心。中海陽(yáng) 北京 新能源電力工程有限公司董事長(zhǎng)薛力銘介紹，目前，光伏產(chǎn)業(yè)與建筑結(jié)合主要有三種方式：
一是支架型，即大樓蓋完了，在頂層支起“硅板”，鋪設(shè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，拆了對(duì)建筑本身并沒(méi)有影響，這一方式目前運(yùn)用較為廣泛，技術(shù)也很容易達(dá)到；二是構(gòu)建型，即在建筑外立面再加一層鋪設(shè)光伏系統(tǒng)的玻璃幕墻，拆了可能會(huì)影響建筑美觀，但不會(huì)影響使用；三是建材性，即建材本身就具備太陽(yáng)能發(fā)電功能，光伏系統(tǒng)與建筑融為一體，成為建筑本身不可分割的一部分。比如，屋頂或窗戶本身就是一個(gè)光伏組件，可以發(fā)電。他認(rèn)為這才是真正的光電建筑一體化，但目前運(yùn)用難度比較大。
此外，太陽(yáng)能屋瓦保持了傳統(tǒng)民居的特色、光伏屋頂通透時(shí)尚、支架熱水器改變屋頂?shù)木€條……這些新材料和新技術(shù)的應(yīng)用，都在改變著屋頂?shù)男螒B(tài)，甚至改變了建筑本身的整體造型，也改變了城市的面貌。
一些新問(wèn)題：設(shè)計(jì)思路與使用年限
然而，太陽(yáng)能屋頂并非簡(jiǎn)單的“太陽(yáng)能 建筑”，一體化的過(guò)程中也出現(xiàn)了一些新問(wèn)題。
一是缺乏從產(chǎn)品、建筑的最開始設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到施工全過(guò)程的考量。目前的實(shí)施過(guò)程是這樣的：建筑師只是對(duì)建筑物的形狀、方位和功能負(fù)責(zé)；然后在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，開始考慮能源系統(tǒng)的供應(yīng)，這時(shí)候工程師進(jìn)入；樓宇的保溫、空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)裝置等技術(shù)隨后逐漸加入；而光伏組件是到了最后，直接附著在建筑物上或者在更晚的時(shí)候才采用。
照此程序，能源在住宅中起到的作用勢(shì)必隨著漫長(zhǎng)的設(shè)計(jì)和建造過(guò)程而逐漸降低，成本卻不斷上升。如果把光伏組件的運(yùn)用放到最初的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)里，使能源需求與建筑物本身的形狀相關(guān)，這就能更有效地利用能源。
在現(xiàn)有模式下，各環(huán)節(jié)的操作者“各自為政”，如何在建筑物這個(gè)載體上更加充分地利用太陽(yáng)能資源，使太陽(yáng)能產(chǎn)品更規(guī)范地與建筑物相結(jié)合，成為建筑的一部分，生產(chǎn)廠商與建筑師對(duì)此的共同探討研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，影響了建筑設(shè)計(jì)的效果，也影響了城市景觀。
在BIPV推廣上，業(yè)內(nèi)人士便表示，除成本外的主要問(wèn)題正是如何與建筑對(duì)接。目前的狀況是，搞建筑的人不懂光伏，而搞光伏的人又不懂建筑。要做到光電建筑一體化，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，就要進(jìn)行通盤考慮，這是一個(gè)系統(tǒng)工程，也是一大難題。
二是各地在太陽(yáng)能和建筑一體化方面仍缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)。在德國(guó)哈格曼建筑事務(wù)所董事長(zhǎng)哈格曼博士看來(lái)，BIPV的大規(guī)模商用化面臨的重要挑戰(zhàn)來(lái)自兩個(gè)方面：首先，建筑模塊的標(biāo)準(zhǔn)，各國(guó)和各地區(qū)有非常大的差別，統(tǒng)一建筑標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)在必行；其次，光伏組件的設(shè)計(jì)還需要更加符合BIPV的標(biāo)準(zhǔn)，需要更加靈活，包括大小、形狀、顏色等。
與此同時(shí)，還有開發(fā)企業(yè)表示出迷惑。建筑與太陽(yáng)能設(shè)施設(shè)備的使用壽命有差異，維修維護(hù)的方式方法也不同，如果進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，當(dāng)設(shè)施設(shè)備或者墻體出現(xiàn)問(wèn)題，需要維修或更換時(shí)，會(huì)不會(huì)產(chǎn)生不便？有開發(fā)企業(yè)便明確對(duì)筆者表示，正是這個(gè)考量，使其不愿意進(jìn)行太陽(yáng)能一體化設(shè)計(jì)，以免“日后自找麻煩”。
如此看來(lái)，要在全國(guó)范圍內(nèi)大規(guī)模推廣太陽(yáng)能屋頂?shù)囊惑w化設(shè)計(jì)，仍有待時(shí)日。但是，隨著設(shè)計(jì)水平、材料技術(shù)的不斷提高，在節(jié)能減排形勢(shì)的推動(dòng)下，或許會(huì)如專家所說(shuō)，太陽(yáng)能將成為建筑的一種“基本消費(fèi)品”。對(duì)此，南京南洲新能源研究發(fā)展有限公司董事長(zhǎng)徐誦舜這樣比喻：“如果說(shuō)建筑是人體，過(guò)去光伏材料是人身上的衣服、鞋子、首飾，那么現(xiàn)在，光伏材料便是眼睛、鼻子、嘴，是建筑物不可或缺的組成部分?！?/P>