由于地球暖化持續(xù)增加,極端氣候也越來(lái)越頻繁,因此世界各國(guó)都以2050年凈零碳排為目標(biāo),因此碳中和成為一項(xiàng)重要的任務(wù)。
要達(dá)成凈零碳排,除了節(jié)能措施的智慧樓宇,還有更重要的低碳發(fā)電,以現(xiàn)實(shí)來(lái)說,火力發(fā)電是不可能的選項(xiàng),不論是媒或天然氣;核能是目前可行的方案,因此歐盟將新核能定為綠色能源,然而核能雖然碳排放低于火力發(fā)電,但跟太陽(yáng)能相比,還是高出很多,因此只能做為過渡能源,最終還是得靠太陽(yáng)能。
當(dāng)前光伏電池片轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)高達(dá)20%,可是發(fā)電量還是不足,主要是太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)電量,關(guān)鍵在鋪設(shè)面積,需要非常廣大的地方,才能有足夠的裝置量;然而,不管鋪設(shè)在地上、湖或海面上,都會(huì)破壞原始生態(tài),最佳的地點(diǎn)是沙漠與建筑上,不過沙漠離城市太遠(yuǎn),會(huì)有長(zhǎng)距離傳輸損耗的問題,直接鋪設(shè)在建筑上還是比較好方案。
當(dāng)前太陽(yáng)能建筑大多是鋪設(shè)在屋頂,可是屋頂面積太小,建筑的立面,面積才夠大,而且建筑的西曬面(北半球是南方與西方,南半球是北方與西方),日照時(shí)間長(zhǎng),加設(shè)光伏板除了發(fā)電,還能隔熱降低空調(diào)用電,雙管齊下,減碳效益顯著。
筆者在市調(diào)時(shí)看到一篇新聞報(bào)導(dǎo),值得作為太陽(yáng)能綠建筑的典范,因?yàn)楫?dāng)時(shí)該篇報(bào)導(dǎo)是首發(fā),可能基于篇幅原因,著重在整體的規(guī)劃,筆者對(duì)其技術(shù)面與未來(lái)影響更感興趣,于是拜訪了其創(chuàng)作者,跨領(lǐng)域設(shè)計(jì)師-盧鴻智博士,下圖就是他親手設(shè)計(jì)的作品-太陽(yáng)能藝術(shù)建筑-[The Crystal]。
他的作品一貫的多領(lǐng)域整合,很有特色,盧鴻智說,他在創(chuàng)作時(shí),喜歡融入科技、生態(tài)、藝術(shù)與文化的元素,對(duì)于建筑也是,這個(gè)作品雖然式建筑,但其實(shí)就是巨型太陽(yáng)能裝置藝術(shù),一開始的概念就是裝置藝術(shù),是以中華文化的東青龍、西白虎、南朱雀、北玄武的方位,分別放置水晶柱,以招風(fēng)調(diào)雨順宅平安的寓意,如下圖所示;
其中太陽(yáng)光被水晶柱色散成七彩光芒,這個(gè)概念也透過彩色光伏整合上去,彩色光伏電池片,是被嵌入5+5mm膠合玻璃夾層中,成為彩色太陽(yáng)能帷幕玻璃,如下圖所示;
彩色太陽(yáng)能帷幕玻璃是以太陽(yáng)的可見光光譜的意象,安置在建筑的西面與南面,除了隔熱、還兼發(fā)電,如下圖;
彩色太陽(yáng)能帷幕玻璃的安裝與一般玻璃帷幕墻相同,但多了布線,因?yàn)槊科AФ紩?huì)發(fā)直流電,所以需要額外的管線設(shè)計(jì),他為此還開發(fā)了太陽(yáng)能帷幕建筑之線路配置結(jié)構(gòu)的技術(shù),并申請(qǐng)了專利。
除此之外,他還把天臺(tái)設(shè)計(jì)成了太陽(yáng)能公園,四個(gè)屋突以長(zhǎng)廊相連,即使下雨也不影響居民的活動(dòng),其上也鋪設(shè)了太陽(yáng)能帷幕玻璃,除了發(fā)電隔熱、還提供居民運(yùn)動(dòng)、休閑與交流的場(chǎng)所,如下圖
太陽(yáng)能帷幕玻璃總面積約為11600平方公尺,每平方公尺膠合玻璃約可置入100W太陽(yáng)能電池片,所以太陽(yáng)能總安裝功率約為1MW,相當(dāng)為一座中型太陽(yáng)能發(fā)電廠,不僅可實(shí)現(xiàn)零碳建筑、若維護(hù)得當(dāng),還能成為負(fù)碳建筑。
國(guó)內(nèi)雖然有不少太陽(yáng)能帷幕建筑,但都是漆黑一片,跟藝術(shù)沾不上邊,能夠把太陽(yáng)能帷幕建筑做成巨型裝置藝術(shù),是非常值得效法的。