大数跨境

技术干货|建筑立面碳中和新思路:光伏绿化如何实现多目标共赢?

技术干货|建筑立面碳中和新思路:光伏绿化如何实现多目标共赢? PKPM绿色低碳
2025-11-05
1

转载来源:

权归原作者所有,如有侵权请联系后台处理



  导  读  


在全球“双碳”目标背景下,建筑行业作为碳排放“大户”,如何实现绿色低碳转型成为关键课题。建筑立面的设计,尤其是光伏与绿化技术的结合,被认为是实现建筑碳中和的有效路径之一。然而,过去的研究大多只关注光伏或绿化的单一应用,缺乏对两者协同设计与多目标优化的系统探索。


最近,一项围绕“建筑光伏绿化一体化立面设计”的研究取得了重要进展。该研究首次提出了一套完整的多目标优化设计方法,并在深圳深汕中学的实践中验证其可行性,实现了降低全生命周期碳排放13%、降低成本23% 的双重目标,同时保障了室内光环境的舒适度。以下为研究要点:
引言 :建筑碳中和需在设计中综合权衡减碳、经济与舒适性能。现有研究多聚焦单一技术维度,缺乏对光伏与绿化复合立面的多目标优化。本研究旨在提出光伏绿化一体化立面多目标优化方法,实现减碳、成本与舒适性能的协同提升。
1、建筑光伏绿化立面协同减碳作用机理
1.1光伏立面减碳机理
通过可再生能源生产降低运行碳排放,但受材料、安装方式及光热环境影响,需综合评估全生命周期碳排放与经济性。
1.2 绿化立面减碳机理
通过植物碳汇与隔热作用间接减碳,但其构造形式与植物类型影响建造阶段碳排放与成本。
1.3 协同减碳机理
光伏与绿化在立面空间中存在竞争关系,需根据局部光照条件与成本效益优化配置,实现减碳与经济效益平衡。
建筑光伏绿化多性能作用机制示意
2 建筑光伏绿化立面多目标优化设计方法
方法包含三部分:
  • 设计方案原型:基于市场调研,选取遮阳光伏与牵引式垂直绿化作为设计原型,参数化控制窗墙比、遮阳形态与布置层数。
  • 目标计算模型:评估全生命周期碳排放(FLCCE)、全生命周期成本(FLCC)和有效日光照度(UDI),构建多维性能指标。多目标决策:采用NSGA-2算法优化设计
光伏绿化设计示意
  • 参数:筛选满足经济、舒适与减碳目标的非支配解。
3 深汕中学设计实践
3.1 设计参量选取
以南立面遮阳光伏和东西立面垂直绿化为重点,优化窗墙比、遮阳长度角度等参数。
建筑区位与效果示意
建筑环境信息建模示意
3.2 性能计算
通过能耗与光环境模拟,计算基准与优化方案的FLCCE、FLCC与UDI。
3.3 多目标优化结果
优化后非支配解中:
  • 减碳最优解:FLCCE降低15.5%,但成本增加7.8%;
  • 经济最优解:FLCC降低7.3%,FLCCE降低11.4%;
  • 平衡解:FLCCE与FLCC分别降低13.0%与23.1%,且UDI达标。
普适策略:光伏自上而下布置以最大化发电,绿化自下而上布置以优化养护成本与环境舒适性。
该研究不仅提供了一套科学可信的光伏绿化立面设计方法,也为建筑设计师、开发商与政策制定者提供了可落地的技术路径。在“双碳”目标驱动下,建筑不再只是能耗者,更可以成为能源生产者与碳汇载体。
未来,我们有理由期待更多“会发电、会呼吸”的建筑立面,在城市中悄然推动一场绿色革命。

来源:BIPV在线

 
 
 
【免责声明】本公众号发布的内容仅供学习交流使用,不以任何形式进行牟利。内容版权归原作者所有。如有侵犯您的权益,请及时与我们联系,我们将于第一时间协商版权问题或删除内容。内容为作者个人观点,不代表本公众号立场和对其真实性负责。

往期推荐:





团体标准《健康人居建筑环境评价标准》正式发布!


钱嘉宏:城市更新背景下老旧楼宇改造的近零碳技术实践


北京市机关事务管理局:中小型公共机构“打包托管”节能降碳的成功实践——以房山区为例


“十五五”重大部署 | 建筑业未来5年总方向定了!


从国家框架到广州样本,广州20条指引提供“好房子”在地化实践范例







喜欢就点个“在看”吧


【声明】内容源于网络
0
0
PKPM绿色低碳
依托于PKPM强大的企业实力与丰富项目经验,定期发布国内外绿色建筑资讯、绿色建筑政策与标准信息、节能与绿色建筑设计、绿色建筑软件产品、绿色建材、绿色建筑典型案例与知识等,以期帮助建筑从业人员,并促进绿色建筑行业的快速发展。
内容 0
粉丝 0
PKPM绿色低碳 依托于PKPM强大的企业实力与丰富项目经验,定期发布国内外绿色建筑资讯、绿色建筑政策与标准信息、节能与绿色建筑设计、绿色建筑软件产品、绿色建材、绿色建筑典型案例与知识等,以期帮助建筑从业人员,并促进绿色建筑行业的快速发展。
总阅读0
粉丝0
内容0