建設氣候適應性建築是行業的未來，太陽能將助力建築有效轉型。
近日，國際WELL建築研究院（IWBI）和聚焦可持續建築的非營利性聯盟BuildingAction聯合主辦了一場網絡廣播，廣播以“氣候變化需要更健康、更可持續的建築”爲討論主題，建築行業專家共同探討了在氣候變化帶來的一系列危機下，建築行業應如何應對。BuildingAction聯合創始人Russ Carnahan提出，建築一直是可持續發展環節中討論度不夠的環節，而實際上，構建更安全、更健康和更可持續的建築非常有助於未來應對氣候變化和公共衛生問題。美國聯邦總務署（GSA）可持續發展官Kevin Kampschroer也指出，建築脫碳化將是行業的下一個前沿趨勢。
氣候適應性建築將是行業未來
聯合國環境規劃署去年11月發佈的《2022年全球建築建造業現狀報告》顯示，2021年建築物和建設行業佔到了全球能源需求的34%以上。其中，該行業與能源相關的運營排放去年達到100億噸二氧化碳當量，較疫情前的峯值還高出2%。此外，建築物的供暖、製冷、照明和其他設備對於能源的需求在2021年也分別比2020年和2019年上漲了約4%與3%。該行業對能源日益上漲的需求不僅使得其與2050年脫碳的目標正漸行漸遠，同時也對氣候變化產生着嚴重影響。
與此同時，氣候變化引發的嚴重天氣事件的頻率逐年增加。gb&d magazine（《綠色建築與設計》雜誌）撰稿人Andrew Biro表示，“對彈性、節能建築的需求從未如此明顯”，面對建築與氣候相互影響的狀況，“建築設計需要做出調整”。
外部環境處於變化之中，阿聯酋建築設計公司Prasoon Design Studio首席執行官兼創始人Prasoon Shrivastava表示，“越來越多的建築師和設計師意識到，建築設計需要反映其所在區域的條件”。一方面，建築需要擁有適應目的地獨特環境的能力，同時可以抵禦極端天氣；另一方面，建築也需要減少能源消耗，且最大限度地利用可再生資源，減少對氣候的負面影響。Andrew Biro和工程建築公司Utilities Ones均認爲，建設氣候適應性建築是行業的未來。
Utilities One介紹，氣候適應性建築的主要特點有5個，首先是被動式設計，即優先考慮被動供暖、製冷和通風策略，如調整房屋朝向和窗戶位置等，最大限度地減少使用製冷、制熱設備；其次是考慮能源效率，採用創新的能源系統和材料，比如利用太陽能光伏電池、節能電器等，以減少對化石燃料的消耗；第三是因地制宜，通過考察場地的環境和氣候，優化被動供暖和製冷策略；第四是在建築物周圍引入綠色空間，從而達到遮蔭效果、減少熱島效應並促進生物多樣性；第五是引入智能技術，優化能源使用同時不捨棄用戶舒適度。
圖片來源：Re-Thinkingthefuture
美國能源方案供應商Energy5介紹，氣候適應性建築可以最大限度地提高舒適度，同時最大限度地減少能源消耗。而要實現以上目標，學會利用太陽能是關鍵，建築設計網站Re-Thinkingthefuture作者Varsha Mini Veronica指出，太陽能正在改變世界各地的城市和建築，併成爲解決全球氣候災難和溫室氣體排放的方法。
太陽能在氣候適應性建築中扮演兩個角色，首先可以通過被動式太陽能設計，即調整窗戶朝向、牆面材料等設計，讓太陽能直接爲房屋帶來熱量以及光照，從而減少使用供暖、照明系統，降低房屋的能源消耗；其次按照可持續建築網站Construction21主編Emily Newton的說法，太陽能作爲可再生能源，安裝太陽能光伏板可以有效集成太陽能，併爲房屋供電，降低甚至脫離對傳統能源的依賴。
圖片來源：onswitchenergy.com
太陽能技術如何助力建築物“轉型”？
Emily Newton介紹，建造氣候適應性建築首先需要進行場地分析，並根據現場環境進行佈局，因此新建建築可以在建造之初利用自然條件，在引入被動式太陽能設計的基礎上採用太陽能作爲可再生能源，從而減少與電力相關的排放。另外Emily Newton也表示，減少供暖、製冷和照明相關的能源消耗與碳排放是氣候適應性建築的主要目標，對於已經建成、無法採用被動式太陽能設計的舊建築而言，引入太陽能光伏板也可以助力其向氣候適應性建築靠攏。
太陽能爲常見的可再生能源，聯合國將太陽能列爲所有能源中資源最爲豐富的一種。而太陽能光伏板可以將太陽能轉化爲可用電力爲建築物供電。美國太陽能產業消費者評論網站SolarReviews內容總監Catherine Lane介紹稱，太陽能光伏板的效率等級越高，同等陽光可以轉化的電能就越多。在現階段，太陽能光伏板的效率已經顯著提升，目前大多數家用太陽能光伏板的效率等級在19%到21%之間。其中中國太陽能科技公司——隆基綠能科技股份有限公司（以下簡稱“隆基綠能”）的光伏組件HI-MO X6、HI-MO7的最高效率已經達到了22.6%。
日本青木藥妝引入HI-MO X6光伏組件圖片來源：隆基綠能
目前建築中採用的太陽能光伏板主要分爲兩類，一類是BAPV（附着在建築物上的太陽能光伏發電系統），另一類是BIPV（與建築物同時設計、同時施工和安裝，可與建築物完美結合的太陽能光伏發電系統）。按照Utilities One介紹，BAPV系統允許將太陽能光伏板添加到現有結構中，因此其更具靈活性，同時安裝成本也相對較低，可拓展性和易維護性都較高。BIPV系統是建築結構的組成部分，一體式結構更美觀，且發電效率更高。
BIPV系統更適合在新建的氣候適應性建築中引入。比如在大洋世家舟山優品園建設過程中，由於舟山四面環海且屬亞熱帶海洋性季風氣候，因此在建設園區光伏系統時既需要考慮到如何抵禦颱風，同時也要考慮儘可能利用太陽能發電，減少碳排放。隆基綠能聯合森特股份（建築金屬圍護公司）提供的BIPV產品組件和金屬板採用結構膠粘結實現一體化，抗風能力較同類產品提升四倍以上，另外，該系統的無邊框設計可以減少積灰從而提升發電效率。根據統計，項目總裝機容量達到8.92936MW，25年可發電量22308萬度，可減少二氧化碳22.2萬噸。
大洋世家舟山優品園圖片來源：隆基綠能
當然在現階段，不容忽視的現實是，在全世界範圍內，經歷了近50年的高速城市化發展後，現在的城市已經從“增量時代”進入“存量時代”。因此從存量建築出發，將存量建築向氣候適應性建築方向改造更爲重要。正如美國作家、社會活動家Jane Jacobs所言，“舊的主意和思想有時可以在新建築裏實踐，但新主意必須使用舊建築”。
存量建築改造一方面可以從建築結構入手，引入BIPV系統進行大規模改造使其成爲氣候適應性建築，隆基綠能就聯手森特在海南博鰲零碳示範區引入了大量隆錦、隆頂等BIPV產品，設計了光伏屋頂、玻璃幕牆、光伏發電玻璃、光伏發電欄杆等，將光伏產品與建築完美融合。
海南博鰲零碳示範區圖片來源：隆基綠能
另一方面在住宅改造項目中，從建築整體結構開啓改造過於複雜，相較之下安裝BAPV系統，即附着在建築上的太陽能光伏板是更爲簡單易操作的模式，且也能在因地制宜的同時減少能源消耗，向氣候適應性建築靠攏。瑞典斯德哥爾摩郡單德呂德市的用戶住宅已經開始採用隆基綠能推出的HI-MO X6科學家系列，該系列對光線的吸收能力強，且發電表現佳，對降低房屋能源消耗有顯著作用，而且高顏值的組件也能與房屋原本的北歐極簡風適配。
瑞典斯德哥爾摩郡單德呂德市的用戶住宅採用隆基綠能HI-MO X6科學家系列光伏組件圖片來源：隆基綠能
自上世紀80年代以來，太陽能光伏板就已經較爲普及，但在住宅中的使用率一直不高。美國建築師Jon Gardzelewski指出，經濟成本以及不太美觀的特點是過去限制太陽能光伏板成爲住宅“標配”的重要因素。而實際上，太陽能行業軟件供應商ARKA 360的數字營銷人員Akshay VR表示，隨着行業不斷髮展，新型、更高效的太陽能技術不僅使得加裝太陽能的成本更低，而且太陽能光伏板也在向兼具實用與美觀方向靠攏。在未來建築中，太陽能光伏板不僅可以助力建築向氣候適應性建築轉型，同時也能以其更具藝術美感的造型爲建築“添彩”。
題圖說明：海南博鰲零碳示範區採用了隆基綠能聯合森特供應的BIPV光伏發電產品題圖來源：隆基綠能圖片來源於隆基綠能及網絡，版權歸原作者所有。