東京工業大學Green Hills 1號館于2012年4月對外開放，這是一座屋頂以及南面、西面的整個墻面都覆蓋了太陽能電池板的研究設施，電力可自給自足，與以往設施相比，有望減排二氧化碳61％。

        在位于東京都目黑區的東京工業大學大岡山校區內，一棟外部用太陽能電池板包覆的研究大樓誕生了。該大學于4月向新聞媒體等公開了這座采用鋼筋結構、地下2層、地上7層、總面積為9553.57平方米的該設施。大學方面強調，建筑物中使用的電力可自給自足，與該大學以往的研究大樓相比，可將二氧化碳排放量減少61％。

        投資約36億日元建成的該建筑有“環境能源創新樓”之稱，是一座研究最尖端環境能源技術的設施。東工大將建設這座設施視為該校“向建設安全放心低碳社會發起的挑戰”，與2009年通過征集設計方案選定的日本設計公司聯合完成了設施設計。大學方面由伊原學研究室承擔環境和能源相關設備設計、由塚本由晴研究室承擔創意設計、由竹內徹研究室承擔結構設計。組成了項目小組，以設計方案為基礎，對其內容進行了深化。

覆蓋著光伏電池板的東京工業大學Green Hills 1號館的外觀。從南側觀看。（攝影：澤田圣司）

根據冬至的發電量決定角度

        該設施最大特點是設置了輸出功率為650kW的太陽能電池板。使用鋼材框架，在南側墻壁和屋頂上鋪設太陽能電池板，命名為“太陽能外殼”。而且在建筑物的西側墻壁也密密麻麻地鋪設了太陽能電池板。電池板總數達4570枚。從日本各大廠商采購了各種型號的電池板（圖1）。

圖1：所采用的光伏電池板的種類 （資料：東京工業大學伊原學研究室）

        例如，在南側墻壁和屋頂上，設置了發電效率較高的結晶型太陽能電池板，以盡可能確保更多的發電量。另一方面，在日照時間短于南側的西側，設置了比較新型的化合物及薄膜硅混合型太陽能電池板。雖然發電效率低于單晶硅或多晶硅電池板，但著眼于將來的開發余地，將對性能等進行驗證。 

       南側墻壁的太陽能電池板采用基本垂直的方式和像百葉窗一樣傾斜設置的方式，逐層交替地配置。這樣是為了配合實驗室與研究室等一般房間逐層交替的內部格局。在想要遮擋光線的實驗室樓層垂直設置面板，希望取得良好采光效果的一般房間樓層則傾斜設置面板。

研究樓西側墻壁設置了今后的技術開發被寄予厚望的化合物類光伏電池板。（圖：澤田 圣司）（點擊放大）

        像百葉窗一樣傾斜設置的面板的設置角度和上下間隔，需要考慮與陽光入射角相對應的發電效率和室內采光量。為了取得兩者之間的平衡，反復進行了模擬。結果決定采用冬至發電量達到最大的布局，以此在確保一定采光的同時，使年發電量達到了最大。這是因為，在夏季等太陽高度較大的季節，雖然隨著日照量的增大，陽光照射到的電池板發電量增加，但是，由于相對傾斜電池板的陽光入射角變小，如果上下電池板沒有間隔，就難以照射到陽光。而面板設置數量減少，年發電量又會下降。

        從外觀設計的角度來說，采用太陽能發電電池板包覆建筑物這一條件可能成為一種限制。為了順利解決這一問題，負責外觀設計的塚本在電池板的布置上下了一番功夫。塚本給出的答案是，將面板位置沿水平方向對齊、沿垂直方向稍微錯開。這是因為，塚本認為：“如果電池板的橫向和縱向位置都完全統一，整個建筑物看起來就顯得死板。”

        如此建成的太陽能外殼與研究大樓主干結構之間形成了高約30m、長約100m的巨大半室外空間，對此塚本說“令人聯想到大教堂”。（《日經建筑》特約撰稿人：加藤光男）