本文以能量建构为研究方向,探索了能量建构概念的理论依据,将建构学的环境调控领域的当代发展与时兴的热力学理论相结合。将传统建构领域对无形的力的关注延伸到对同样无形的能量的关注上来,从建构学对力的可视化的表现延伸到对能量的表现上来。就像建筑之中的力分为压力、拉力、弹力等形式,建筑中相关的能量又可分为光能、热能、风能、太阳辐射能等。本文尤以建筑表皮上的太阳辐射能为主要研究对象,以晶硅光伏为太阳辐射能的可视化表现载体,探索太阳能在建筑表皮上分布的可视化,以及能量传递所产生的独特的建构特征。论文首先列举了一系列现代晶硅光伏建筑设计案例,分析其各自的特色,总结出晶硅光伏建筑表皮的设计方法,同时提出一种作者认为符合“形式追随能量”原则进行设计的,符合光伏建筑表皮展现能量之美的典范案例。同时,以晶硅光伏表皮设计为例分析了现代建筑实践中表皮功能分化的倾向,对窗墙表皮、幕墙表皮、结构性表皮、双层表皮、动态表皮等表皮进行了概念区分。其次,为了精准地“捕捉、操作与展示”曲面和平面两种建筑表皮上的太阳辐射能的能量布局,本文以参数化设计软件及平台Rhino&Grasshopper为设计工具,分别选取了典型的平面和曲面表皮为例,展示了双层表皮、幕墙体系表皮、窗墙体系表皮以及建筑构件遮阳板的晶硅光伏材料应用于建筑表皮的能量建构的多种表现形式,集中展示了太阳辐射能量在建筑表皮横向上分布差异性的可视化。在此基础上选取了四种表皮代表案例进行重构设计,分别展示了在参数化设计工具帮助下,双层表皮、幕墙体系表皮、窗墙体系表皮、结构性表皮的晶硅光伏集成设计的区别于原设计的新的可能性与别样的美学特色,其中主要应用了Ladybug&Honeybee环境分析工具与Skin Designer表皮设计工具。最后,论文研究了晶硅光伏复合建造的构造和建造相关技术,这也是建构理论除材料之外所关注的另外两个重要概念。前面主要研究了材料与设计,而这里更偏向于实际建造,在分类列举实践中晶硅光伏建筑表皮常用的各类构造节点和简要叙述了电气系统的配置、光伏表皮施工的基础知识之后,又针对第三章提出的双层表皮、幕墙表皮、窗墙表皮晶硅光伏表皮设计原型进行了建造相关的研究,试图将相关的节点和建造过程厘清,展示晶硅光伏建筑表皮独特的切向构造与建构的内在能量逻辑,从而使得对于晶硅光伏建筑表皮的研究从设计到建造形成一个闭环,对太阳辐射能量在晶硅建筑表皮上的横向分布特征与纵向传递特征进行立体式的分析研究,对晶硅光伏建筑表皮集成设计和复合建造形成一个全方位的探索。全文字数:110000余字;