時(shí)間：2023-07-17 16:23:05
序論：在您撰寫建筑一體化技術(shù)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞:民用建筑;建筑一體化;建筑節(jié)能
中圖分類號(hào):C93 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1673-291X(2010)28-0213-02
一、太陽(yáng)能與建筑一體化概念
太陽(yáng)能與建筑一體化是指根據(jù)節(jié)能、環(huán)保、安全、美觀和經(jīng)濟(jì)適用的總體要求,將太陽(yáng)能利用設(shè)施與建筑有機(jī)結(jié)合,利用太陽(yáng)能集熱器替代屋頂覆蓋層、保溫層或獨(dú)立的構(gòu)架,實(shí)現(xiàn)與建筑的同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收、同步后期管理,使其成為建筑有機(jī)組成部分的一種理念、一種設(shè)計(jì)、一種工程的總稱。既消除了太陽(yáng)能對(duì)建筑物形象的影響,又避免了重復(fù)投資,降低了成本,是未來(lái)太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展的方向。具有以下的特點(diǎn):(1)把太陽(yáng)能的利用拉入環(huán)境的總體設(shè)計(jì),把建筑、技術(shù)、美學(xué)融為一體,太陽(yáng)能設(shè)施成為建筑的一部分,相互間有機(jī)結(jié)合,取代了傳統(tǒng)太陽(yáng)能的結(jié)構(gòu)所造成的對(duì)建筑的外觀形象的影響。(2)利用太陽(yáng)能設(shè)施完全或部分取代屋頂,可減少成本,提高效益。(3)可用于平屋頂、斜屋頂或各種構(gòu)筑物,一般對(duì)平屋頂而言用覆蓋式,對(duì)斜屋頂用鑲嵌式或天窗式。
二、太陽(yáng)能與建筑一體化現(xiàn)狀
一直以來(lái),太陽(yáng)能等可再生能源在建筑技術(shù)上的完美應(yīng)用是企業(yè)夢(mèng)寐以求的追求,太陽(yáng)能與建筑結(jié)合創(chuàng)造的低能耗高舒適度的健康居住環(huán)境,不僅讓住戶家庭生活的更自然更環(huán)保,而且能節(jié)能減污,對(duì)實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。太陽(yáng)能――作為一種免費(fèi)、清潔的能源,在民用建筑中的應(yīng)用,將關(guān)系到可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,經(jīng)過(guò)多年的開發(fā)利用,太陽(yáng)能的利用已取得顯著的成果,推廣應(yīng)用的范圍也在不斷擴(kuò)大,而太陽(yáng)能與建筑的一體化結(jié)合,也在民用建筑中越發(fā)呈現(xiàn)出其不可替代的地位,并成為民用建筑中的一個(gè)新亮點(diǎn)。
三、太陽(yáng)能與建筑一體化的發(fā)展方向
目前,太陽(yáng)能的利用越來(lái)越受到人們的關(guān)注和依賴,但太陽(yáng)能供熱設(shè)備的非定常性,對(duì)氣候條件和輻射條件的依賴性等特點(diǎn),要求我們必須對(duì)建筑用能負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),才能夠在設(shè)備與建筑的匹配上作出設(shè)備投資和節(jié)能效益的最佳選擇。綜合考慮社會(huì)進(jìn)步,技術(shù)發(fā)展,太陽(yáng)能與建筑一體化的發(fā)展方向,一是成熟的太陽(yáng)能技術(shù)在坡屋面和立面上的綜合利用;二是保溫隔熱的維護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)與自然通風(fēng)采光遮陽(yáng)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合;三是傳統(tǒng)建筑構(gòu)造與現(xiàn)代技術(shù)理念的融合;四是建筑的初投資與生命周期內(nèi)投資的平衡;五是生態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)理念向常規(guī)建筑設(shè)計(jì)滲透;六是綜合考慮區(qū)域氣候特征、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度、建筑特征和人們的生活習(xí)慣等因素。
四、太陽(yáng)能與建筑一體化示范項(xiàng)目
位于西安市鐵塔寺路的“五一錦苑”項(xiàng)目,該工程為三棟住宅樓,該住宅樓每棟樓為地上十七層,一層4戶,共68戶。設(shè)計(jì)安裝太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng),全自動(dòng)化控制,設(shè)計(jì)安裝樓內(nèi)熱水主管道及分支管道的埋入戶到衛(wèi)生間和廚房,太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑完美結(jié)合采用集中集熱,分散供熱的一體化設(shè)計(jì)及施工。
集熱器的選用型號(hào)為:采用HXLJG-26/Φ58型豎插式模塊(Φ58×1.8m×30支,28塊)。集熱器布置在坡屋面構(gòu)架上,傾角與構(gòu)架邊框等同,與原建筑坡屋面鑲嵌式一體化結(jié)合,傾斜角度為200(如下頁(yè)圖所示)。
五、太陽(yáng)能與建筑一體化技術(shù)若干問(wèn)題的思考
(一)結(jié)合形式趨于多樣化
以上工程中雖然體現(xiàn)了鑲嵌式完美的結(jié)合,但太陽(yáng)能集熱器的安裝傾角為200,并不是太陽(yáng)能安裝的最佳角度,但我們充分考慮了面積的補(bǔ)償。隨著建筑物的不同,太陽(yáng)能與建筑真正的一體化結(jié)合,形式有很多,一般二十層以下的建筑物完全利用屋面所提供的集熱面積就可滿足用戶的的熱水需要,可做成飄板式、廊架式、集群式、陣列式等等,只要與建筑物的構(gòu)件有機(jī)結(jié)合,達(dá)到安全、實(shí)用、美觀、大方的要求即可。當(dāng)建筑物超過(guò)二十層,屋面所提供的有效面積往往不能滿足用戶的要求,最佳的方案就是利用南立面墻(包括陽(yáng)臺(tái)等)分散集熱和屋面集中集熱的方式共同解決高層建筑中的熱水供應(yīng)問(wèn)題。在賓館、學(xué)校、醫(yī)院等需要熱水的多層建筑中利用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),往往屋頂面積較大,結(jié)合形式簡(jiǎn)單,利用率高。所以,多角度、多方位的太陽(yáng)能與建筑一體化產(chǎn)品必將成為未來(lái)綠色、環(huán)保、節(jié)能建筑不可或缺的元素之一。
(二)存在的問(wèn)題
雖然一體化示范項(xiàng)目比較成功地解決了高層建筑中的太陽(yáng)能熱水問(wèn)題,但還存在以下諸多問(wèn)題:(1)太陽(yáng)能集熱器和建筑物一體化完美結(jié)合,往往角度不是最佳吸熱角度,朝向不是正南等問(wèn)題最為突出,應(yīng)該對(duì)計(jì)算的集熱面積進(jìn)行補(bǔ)償,但國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中沒有明確的規(guī)定,給太陽(yáng)能與建筑一體化的設(shè)計(jì)應(yīng)用帶來(lái)極大的不便;(2)一是人才缺乏交互性,二是研發(fā)缺乏整體性,三是推廣缺乏群眾性,四是效果缺乏可評(píng)性;(3)設(shè)計(jì)和利用的過(guò)程中還存在很多問(wèn)題,針對(duì)某些特定的地區(qū),有好多參數(shù)不明確,范圍太大,比如年日照時(shí)數(shù),水平面上年太陽(yáng)能輻射照量,太陽(yáng)能保證率等。
六、如何真正實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與建筑一體化
太陽(yáng)能與建筑設(shè)計(jì)理論強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)形態(tài)的動(dòng)態(tài)與變化,而不是僵死的形式;強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性,而不是單一項(xiàng)目的自我表現(xiàn);強(qiáng)調(diào)與環(huán)境的關(guān)系,而不是孤立的設(shè)計(jì)構(gòu)筑物;強(qiáng)調(diào)環(huán)境科學(xué)、技術(shù)與文化藝術(shù)結(jié)合,而不是滿足某些人對(duì)建筑成就或象征性表達(dá)的片面追求。要求無(wú)論在屋面、陽(yáng)臺(tái)、墻面上,都要使太陽(yáng)能熱水器成為建筑的一部分。同時(shí),確保建筑物的承重、防水等功能不受影響,使太陽(yáng)能具有抵御強(qiáng)風(fēng)、暴雪和冰雹的能力。在設(shè)計(jì)時(shí)、要合理布置太陽(yáng)能循環(huán)管路,事先留出所有管路的通口。并保證系統(tǒng)易于安裝、檢修、維護(hù),運(yùn)行安全、可靠和穩(wěn)定,盡可能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的智能化。是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要綜合考慮。
將太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)納入建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃,加大太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式與建筑適應(yīng)性的研究力度;制定完善規(guī)范的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),提高產(chǎn)品技術(shù)水平;國(guó)家制定在建筑物上安裝太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的優(yōu)惠政策,鼓勵(lì)安裝太陽(yáng)能;制定太陽(yáng)能與建筑結(jié)合的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。尤其是針對(duì)不同地區(qū)的地方性、區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn):
[1]鄭瑞澄.民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)工程技術(shù)手冊(cè)[K].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.
[2]建筑施工手冊(cè)編寫組.建筑施工手冊(cè)[K].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.
Discussion of Civil Building Integrated Solar Technology
GUO Wen
(Construction Institute,Shanxi Vocational & Technical College,Xi’an 710000,China)
關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能； 光伏發(fā)電；一體化； 建筑
中圖分類號(hào)： TK511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
（一）太陽(yáng)能光伏與建筑一體化技術(shù)發(fā)展的時(shí)代背景
近現(xiàn)代人類對(duì)傳統(tǒng)能源的利用不斷地加劇，人居環(huán)境和能源問(wèn)題日益嚴(yán)峻， 拿我國(guó)近幾年的例子來(lái)說(shuō)，大氣污染所造成的危害讓城市的人們飽受煎熬，創(chuàng)造適宜的人居環(huán)境與能源節(jié)約成為當(dāng)今建筑、環(huán)境領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。根據(jù)住建部統(tǒng)計(jì)，建筑運(yùn)行能耗約占全社會(huì)總能耗的三分之一，做好建筑節(jié)能工作對(duì)人居環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。 建筑能耗主要指采暖、空調(diào)、 熱水供應(yīng)、炊事、照明、家用電器、電梯及通風(fēng)等方面的能耗。 目前，我國(guó)正處于房屋建筑的高峰期，建筑規(guī)模之大，在中國(guó)和世界歷史上都前所未有，這些建筑在未來(lái)的使用期間內(nèi)，將大量消耗能源，能源短缺問(wèn)題將成為我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要限制因素。再者，如果現(xiàn)今的建筑、生活能耗還全部依賴傳統(tǒng)的煤、電能源的話，對(duì)人居環(huán)境、自然環(huán)境將繼續(xù)造成不可修復(fù)的傷害。在這樣的時(shí)代大背景下，大力發(fā)展太陽(yáng)能熱在建筑中的推廣應(yīng)用， 也是解決我國(guó)能源短缺問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題的關(guān)鍵。
現(xiàn)代化的太陽(yáng)能利用技術(shù)在我國(guó)可以追溯到上世紀(jì)七十年代，但由于技術(shù)和應(yīng)用成本的制約，出現(xiàn)過(guò)短暫的停滯，直到九十年代末期，我國(guó)在太陽(yáng)能的利用上才迎來(lái)全新的發(fā)展及應(yīng)用。時(shí)至今日，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)建筑及居民使用的太陽(yáng)能產(chǎn)品還是相對(duì)單一，比如太陽(yáng)能熱水器，太陽(yáng)能照明等，沒有形成多功能系統(tǒng)，并且沒有與建筑物同時(shí)設(shè)計(jì)，同時(shí)施工。太陽(yáng)能利用還是相對(duì)粗糙，而且獨(dú)立的集熱系統(tǒng)安裝沒有經(jīng)過(guò)統(tǒng)一的規(guī)劃、設(shè)計(jì)，嚴(yán)重影響城市建筑美觀。本文主要探討在往后的建筑太陽(yáng)能利用中，大力發(fā)展太陽(yáng)能光伏與建筑一體化技術(shù)，從項(xiàng)目規(guī)劃、決策、設(shè)計(jì)階段，便引入太陽(yáng)能光伏與建筑一體化技術(shù)的應(yīng)用。
（二）太陽(yáng)能光伏建筑一體化的工作原理及特點(diǎn)
太陽(yáng)能光伏建筑一體化（BIPV）的原理
所謂的太陽(yáng)能光伏建筑一體化技術(shù)，即將太陽(yáng)能發(fā)電(光伏)產(chǎn)品集成或結(jié)合到建筑上的技術(shù)。BIPV即Building Integrated Photovoltaic，其不但具有護(hù)結(jié)構(gòu)的功能，同時(shí)又能產(chǎn)生電能供建筑使用。光伏與建筑一體化（簡(jiǎn)稱BIPV）是“建筑物產(chǎn)生能源”新概念的建筑，是利用太陽(yáng)能可再生能源的建筑，太陽(yáng)能光伏建筑一體化不等于太陽(yáng)能光伏＋建筑。所謂太陽(yáng)能光伏建筑一體化不是簡(jiǎn)單的‘相加’，而是根據(jù)節(jié)能、環(huán)保、安全、美觀和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的總體要求，將太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為建筑的一種體系進(jìn)入建筑領(lǐng)域，納入建設(shè)工程基本建設(shè)程序，同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收，與建設(shè)工程同時(shí)投入使用，同步后期管理，使其成為建筑有機(jī)組成部分的一種理念、一種設(shè)計(jì)、一種工程的總稱。光伏建筑一體化主要是光伏發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)光伏組件用于建筑屋頂（光電屋頂）、墻面（光電幕墻）、遮陽(yáng)（光電遮陽(yáng)板）來(lái)獲取電能的一種方式，其工作原理是光伏系統(tǒng)工作時(shí)，安裝在建筑物上光伏組件產(chǎn)生直流電源，通過(guò)接線盒與逆變器連接，將直流轉(zhuǎn)換成交流，給建筑物負(fù)載供電或給建筑物以外其他負(fù)荷供電。光伏建筑一體化的發(fā)電主要有兩種方式，一種是獨(dú)立的供電系統(tǒng)，即所發(fā)電能直接用于建筑物內(nèi)部分負(fù)載，過(guò)剩時(shí)采取蓄電池儲(chǔ)存。帶有蓄電池的可以獨(dú)立運(yùn)行的PV系統(tǒng)是獨(dú)立光伏系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電網(wǎng)相連，并向電網(wǎng)饋送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)更有優(yōu)越性。
（圖1）太陽(yáng)能光伏建筑一體化應(yīng)用案例
2、太陽(yáng)能光伏建筑一體化（BIPV）應(yīng)該具備的特點(diǎn)
1）、 生態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)理念向常規(guī)建筑設(shè)計(jì)的滲透：建筑本身應(yīng)該具有美學(xué)形式，而PV系統(tǒng)與建筑的整合使建筑外觀更加具有魅力。建筑中的pv板使用不僅很好的利用了太陽(yáng)能，極大的節(jié)省了建筑對(duì)能源的使用，而且還豐富了建筑立面設(shè)計(jì)和立面美學(xué)。BIPV設(shè)計(jì)應(yīng)以不損害和影響建筑的效果、結(jié)構(gòu)安全、功能和使用壽命為基本原則，任何對(duì)建筑本身產(chǎn)生損害和不良影響的BIPV設(shè)計(jì)都是不合格的設(shè)計(jì)。
2）、傳統(tǒng)建筑構(gòu)造與現(xiàn)代光伏工程技術(shù)和理念的融合；引入建筑整合設(shè)計(jì)方法，發(fā)展太陽(yáng)能與建筑集成技術(shù)。建筑整合設(shè)計(jì)是指將太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)納入建筑設(shè)計(jì)全過(guò)程，以達(dá)到建筑設(shè)計(jì)美觀、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的要求。BIPV首先是一個(gè)建筑，它是建筑師的藝術(shù)品，其成功與否關(guān)鍵一點(diǎn)就是建筑物的外觀效果。建筑應(yīng)該從設(shè)計(jì)一開始，就要將太陽(yáng)能系統(tǒng)包含的所有內(nèi)容作為建筑不可或缺的設(shè)計(jì)元素加以設(shè)計(jì)，巧妙地將太陽(yáng)能系統(tǒng)的各個(gè)部件融入建筑之中一體設(shè)計(jì)，使太陽(yáng)能系統(tǒng)成為建筑組成不可分割的一部分，達(dá)到與建筑物的完美結(jié)合。
3）、關(guān)注不同的建筑特征和人們的生活習(xí)慣；普通的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)，沒有太多的考慮與建筑物的合理結(jié)合，集熱板尺寸也是由廠家統(tǒng)一規(guī)格制作，安裝到各式建筑物上便顯得極不協(xié)調(diào)。而建筑一體化PV板的比例和尺度必須與建筑整體的比例和尺度相吻合，與建筑的功能相吻合，這將決定PV板的分格尺寸和形式。PV板的顏色和肌理必須與建筑的其他部分相和諧，與建筑的整體風(fēng)格相統(tǒng)一。例如，在一個(gè)歷史建筑上，PV板集成瓦可能比大尺度的PV板更適合，在一個(gè)高層的建筑單元中，工業(yè)化的PV板更能體現(xiàn)建筑的性格。
4）、保溫隔熱的圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)與自然通風(fēng)采光遮陽(yáng)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合；精美的細(xì)部設(shè)計(jì)，不只是指PV屋頂?shù)姆浪畼?gòu)造，而要更多關(guān)注的是具體的細(xì)部設(shè)計(jì)，pv板要從一個(gè)單純的建筑技術(shù)產(chǎn)品很好的融合到建筑設(shè)計(jì)和建筑藝術(shù)之中。光伏系統(tǒng)和建筑是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，將這兩個(gè)系統(tǒng)相結(jié)合，所涉及的方面很多，要發(fā)展光伏與建筑集成化系統(tǒng)，并不是光伏制作者能獨(dú)立勝任的，必須與建筑材料、建筑設(shè)計(jì)、建筑施工等相關(guān)方面緊密配合，共同努力，才能成功。
三、太陽(yáng)能光伏建筑一體化的綜合效益
1、太陽(yáng)能光伏建筑所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益
由于太陽(yáng)能能量密度較低并且高度分散，為了提供所需的能源，必須有足夠的接受面積。據(jù)測(cè)算，為了滿足 2009年全球電力的需求，以太陽(yáng)能電池平均轉(zhuǎn)換率 10%計(jì)算，需要的面積相當(dāng)于德國(guó)和意大利兩個(gè)國(guó)家面積總合的 1.5倍。我國(guó) 2009年的發(fā)電量約為3億 MW ?h，如果全部用太陽(yáng)能電池發(fā)電，其接收面積約為37500km2，是大連市面積的三倍之多。 光伏建筑一體化的誕生，恰恰解決了以上問(wèn)題，促使人們向“屋頂要能源”，充分利用建筑物的面積，將清潔能源與建筑藝術(shù)緊密結(jié)合。產(chǎn)生的電能可以補(bǔ)充業(yè)主的電力需求，在正常的工作狀態(tài)下，太陽(yáng)能光伏建筑一體化只需一次性投入，后期則在建筑的壽命期內(nèi)，節(jié)約了大量的電費(fèi)。
2、太陽(yáng)能光伏建筑所帶來(lái)的社會(huì)效益
由于使用傳統(tǒng)能源引起的全球氣候、環(huán)境問(wèn)題正開始迅速影響我們普通老百姓的生活，也越來(lái)越受到全球的高度重視。氣候變化已使全球自然災(zāi)害發(fā)生的頻率和烈度不斷增加。使用太陽(yáng)能光伏發(fā)電替代部分常規(guī)礦物能源發(fā)電 100千瓦時(shí)，可省燃油 26升或省煤50千克，這也意味著少排放 57千克的二氧化碳、71克的二氧化硫和 75克氮的氧化物。間接地創(chuàng)造出顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
四、我國(guó)推廣應(yīng)用太陽(yáng)能光伏建筑一體化的必要性
1、建筑更新高峰期，BIPV技術(shù)的應(yīng)用將改變能源利用格局
當(dāng)前我國(guó)正處于城鎮(zhèn)化建設(shè)的期，每年的建筑總量達(dá) 20億平方米之多，超過(guò)了世界上發(fā)達(dá)國(guó)家同期建筑之總和。而且此階段還將持續(xù) 30年以上，總的建筑量將翻番。未來(lái) 30年我國(guó)的建筑總量將超過(guò)歷史形成的既有建筑之總量。這些建筑的能源使用效率將決定我國(guó)能耗和二氧化碳?xì)怏w排放的水平。正因?yàn)檫@一“空前絕后”的建設(shè)機(jī)遇和太陽(yáng)能建筑一體化的推廣將引發(fā)建筑學(xué)新的革命，并且改變傳統(tǒng)能源利用的格局。
（圖2）太陽(yáng)能光伏建筑一體化應(yīng)用案例
2、新能源發(fā)展必然趨勢(shì)
據(jù)各國(guó)可靠數(shù)據(jù)，如果按現(xiàn)在人類開發(fā)和使用傳統(tǒng)的石油，天然氣的速度，我們大約還可以開發(fā)50年左右，在這樣的必然趨勢(shì)下，我們必須趕上新能源研究開發(fā)，并實(shí)際大規(guī)模投入使用的步伐，我國(guó)目前正處于建筑物新建的高峰期，如果能把握住這次機(jī)遇，太陽(yáng)能光伏建筑一體化的應(yīng)用將迎來(lái)巨大變革，進(jìn)一步促使建造成本的下降。成本、只有成本，才是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的真正動(dòng)力。無(wú)論是景氣也好，不景氣也好，光伏產(chǎn)業(yè)中各個(gè)環(huán)節(jié)的價(jià)格必須不斷下降，所以，我國(guó)應(yīng)該效仿發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面的政策引導(dǎo)，在目前這種環(huán)境下，給以太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)必要的優(yōu)惠政策，促進(jìn)光伏建筑一體化在整個(gè)建筑領(lǐng)域的普遍使用。
五、結(jié)論
我國(guó)現(xiàn)在的開發(fā)商，為什么對(duì)使用太陽(yáng)能光伏建筑一體化技術(shù)的應(yīng)用不太積極？原因很簡(jiǎn)單，開發(fā)商只想著迅速投資，然后在盡可能短的時(shí)間內(nèi)把房子推向市場(chǎng)，獲取利益。當(dāng)然，也不能說(shuō)開發(fā)商都黑心，這是自由市場(chǎng)的共性，在這種情況下，政府就要堅(jiān)決站出來(lái)，采取一系列優(yōu)惠政策引導(dǎo)建筑行業(yè)向這方面發(fā)展，在時(shí)機(jī)成熟的條件下，甚至應(yīng)該強(qiáng)制性要求所有城鎮(zhèn)新建、擴(kuò)建工程應(yīng)用太陽(yáng)能光伏建筑一體化技術(shù)。
至于成本問(wèn)題，在大面積推廣肯定會(huì)降下來(lái)，在不久的未來(lái)，太陽(yáng)能光伏建筑一體化技術(shù)和成本將取得突破性的進(jìn)展，徹底消除使用障礙，太陽(yáng)能光伏建筑一體化綠色電能源將替代傳統(tǒng)電能來(lái)源，引領(lǐng)新一輪能源革命。所以我們既要把發(fā)展太陽(yáng)能光伏建筑一體化作為技術(shù)革新的重要舉措，又要把太陽(yáng)能光伏建筑一體化應(yīng)用提高到國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)的位置。這也是未來(lái)最大的歷史性機(jī)遇與社會(huì)發(fā)展方向。在可以預(yù)見的未來(lái)，我國(guó)太陽(yáng)能光伏建筑一體化應(yīng)用將迎來(lái)發(fā)展的春天。
參考文獻(xiàn)：
【1】楊梅林：《民用建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探討》，2011（2）；
【2】牛雙國(guó)李淑芳：《2 MWp太陽(yáng)能光伏發(fā)電工程技術(shù)研究》，建筑技術(shù)第44卷第7期；
Review of Building Attached Photovoltaic technology
Chen yaaiWang liang
( North China University of Technology,Mechanical Engineering)
Abstract: BAPV(Building Attached Photovoltaic) technology has been more and more applied in the field of new energy-saving building. BAPV technology not only can effectively provide part of the electric power building, at the same time compared with traditional coal-fired power has no pollution, no obvious advantages such as feed of fuel. The thesis is on the existing solar building integrated technology application results analysis, summary and systematic basis, respectively from the system composition, design, economic benefits, and other aspects were summarized, and the domestic situation, put forward some opinions for solar photovoltaic building integrated technology the application to provide reference.
關(guān)鍵詞： 太陽(yáng)能;光伏建筑；一體化;節(jié)能；
中圖分類號(hào)：TK511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1.前言
太陽(yáng)能作為一種新的能源，越來(lái)越多地應(yīng)用于發(fā)電、熱水系統(tǒng)等領(lǐng)域中。而光伏發(fā)電作為太陽(yáng)能一種主要的應(yīng)用形式，其擁有可靠、無(wú)噪聲、無(wú)污染、無(wú)需消耗燃料、可方便地與建筑物相結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，使光伏建筑一體化技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用在智能化建筑物中，為建筑物提供清潔、可再生的能源。
1986年，世界能源組織提出“太陽(yáng)能光伏建筑一體化”的概念。中國(guó)翻譯過(guò)來(lái)被稱為“BIPV”(Building Integrated Photovoltaic)，其通常的意義為集成到建筑物上的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。
目前在中國(guó)，對(duì)“BIPV”具有廣義和狹義兩種理解。廣義的理解，安裝在所有建筑物上的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)均稱為“BIPV”。 狹義的理解，與建筑物同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)安裝并與建筑物完美結(jié)合的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)才能稱之為“BIPV”。由于二者容易混淆，在建筑系統(tǒng)中，我國(guó)將廣義的方式稱為“BAPV”(Building Attached Photovoltaic),而將狹義的方式稱為“BIPV”加以區(qū)分[1][2][16]。
2.太陽(yáng)能光伏建筑一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
在我國(guó)內(nèi)，“安裝型”太陽(yáng)能光伏建筑一體化系統(tǒng)又被稱為BAPV（Building Attached Photovoltaic），具有造價(jià)低、效率高的特點(diǎn)，其主要形式是在建筑物屋頂安裝太陽(yáng)能電池板[1][4][5][7][8][9][10]。該系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于大型廠房等屋頂面積較大的光伏建筑一體化系統(tǒng)中，如：京東方8代線產(chǎn)房、珠海東澳文化中心等。
“構(gòu)件型”和“建材型”太陽(yáng)能光伏建筑一體化系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)又被稱為BIPV(Building Integrated Photovoltaic)，即狹義上的BIPV?！皹?gòu)件型”和“建材型”太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)造價(jià)較高、效率一般，但與建筑結(jié)合較好，比較美觀；“構(gòu)件型”系統(tǒng)其主要形式是光伏組件構(gòu)成的雨棚構(gòu)件、欄板構(gòu)件等；“建材型”系統(tǒng)其主要形式為光伏瓦、光伏磚等[1][4][7][8][9][10][12]。該系統(tǒng)通常應(yīng)用于辦公樓等綜合建筑體，如：首都博物館新館、國(guó)家體育館等。
本文從廣義的太陽(yáng)能光伏建筑一體化技術(shù)出發(fā)，著重對(duì)現(xiàn)有的應(yīng)用成果進(jìn)行綜述。
3.太陽(yáng)能光伏建筑一體化系統(tǒng)的組成
光伏建筑一體化系統(tǒng)主要由光伏陣列、光伏接線箱、蓄電池、光伏逆變器等設(shè)備組成。
根據(jù)文獻(xiàn)[3]中規(guī)定，光伏系統(tǒng)主要有兩種類型，即并網(wǎng)光伏系統(tǒng)和獨(dú)立光伏系統(tǒng),其組成形式如圖1及圖2所示。
由于獨(dú)立光伏系統(tǒng)造價(jià)較高，蓄電池占用空
間較大，且結(jié)合我國(guó)電網(wǎng)的實(shí)際情況，城市中光伏建筑一體化系統(tǒng)基本選用的是并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中的無(wú)逆流無(wú)存儲(chǔ)裝置的系統(tǒng)。在我國(guó)偏遠(yuǎn)山區(qū)，由于電網(wǎng)不發(fā)達(dá)或不穩(wěn)定，一般采用獨(dú)立光伏系統(tǒng)中的無(wú)逆流有存儲(chǔ)裝置的系統(tǒng)。
3.1光伏陣列
光伏陣列中的光伏電池將光子能量轉(zhuǎn)換成電能，通過(guò)控制器和逆變器向建筑物內(nèi)的電網(wǎng)輸送電能。
光伏電池作為光伏陣列的基本組成部分，現(xiàn)
階段在建筑物上應(yīng)用的產(chǎn)品主要有硅太陽(yáng)電池和化合物電池兩種。
硅太陽(yáng)電池主要分為單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)電池、非晶硅太陽(yáng)電池幾種。
化合物電池主要由碲化鎘太陽(yáng)電池和銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池組成。表1列出了各種太陽(yáng)電池性能。
表1 光伏電池性能對(duì)比
由表1可以看出，現(xiàn)階段硅太陽(yáng)電池的應(yīng)用明顯要好于化合物電池。單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池由于光電轉(zhuǎn)換率較高且價(jià)格適中，在我國(guó)的光伏建筑一體化系統(tǒng)中得到廣大應(yīng)用。
3.2光伏接線箱
光伏接線箱是指保證光伏組件有序連接和匯流功能的接線裝置。該裝置能夠保障光伏系統(tǒng)在維修、檢查時(shí)易于分離電路，當(dāng)光伏系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)減少停電范圍。
3.3.蓄電池
蓄電池是獨(dú)立型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)和防災(zāi)型系統(tǒng)不可缺少的儲(chǔ)能部件。其主要功能是當(dāng)日照量減少或夜間不發(fā)電時(shí)補(bǔ)充負(fù)荷要求的功率。當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電功率下降時(shí)，蓄電池可以起緩沖作用，保證電壓穩(wěn)定。
文獻(xiàn)[2]總結(jié)了在光伏建筑中，目前應(yīng)用最多的密封型鉛酸蓄電池的種類和特征，如表2所示。
3.4.充、放電控制器
關(guān)鍵詞：供暖系統(tǒng)；空調(diào)制冷系統(tǒng)；太陽(yáng)能與建筑一體化技術(shù)
1.引言
太陽(yáng)能是分布廣泛、使用清潔的可再生能源，我國(guó)擁有著非常豐富的太陽(yáng)能資源。但是近年來(lái)能源危機(jī)和環(huán)境惡化的問(wèn)題越來(lái)越突出，面對(duì)節(jié)能壓力，太陽(yáng)能的利用越來(lái)越受到青睞，有望在未來(lái)社會(huì)能源結(jié)構(gòu)中發(fā)揮更加重要的作用。文中就太陽(yáng)能應(yīng)用及太陽(yáng)能與建筑一體化技術(shù)進(jìn)行了探討。
2. 太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)
太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)是指以太陽(yáng)能作為采暖系統(tǒng)的熱源，利用太陽(yáng)能集熱器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱能，供給建筑物冬季供暖和全年其他用熱系統(tǒng)。太陽(yáng)能采暖方式可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種方式。
2.1太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)原理
被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖主要是通過(guò)對(duì)建筑物朝向和周圍環(huán)境的合理布置，內(nèi)部空間和外部形體的巧妙處理，以及建筑材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)造的恰當(dāng)選擇，使建筑物在冬季能充分收集、存儲(chǔ)和分配太陽(yáng)輻射熱。主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、末端供熱采暖系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)和其他能源輔助加熱、換熱設(shè)備集合構(gòu)成，相比于被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖具有熱轉(zhuǎn)換效率高、保溫效果好、室內(nèi)溫度穩(wěn)定、多用途等特點(diǎn)，但一次性投入費(fèi)用較大、系統(tǒng)集成復(fù)雜、使用管理要求較高。
2.2太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)設(shè)備
太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)設(shè)備主要有集熱器、輔助熱源和采暖末端。
常見的太陽(yáng)能集熱器有平板型和真空管型兩種，平板集熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合承壓運(yùn)行，而且整體外觀、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、安裝運(yùn)行等都適合與建筑相結(jié)合，盡管保溫性能不如真空管集熱器，但其有效采光面積大于真空管集熱器，因此熱效率高于真空管集熱器。真空管集熱器在非采暖季易發(fā)生爆管、真空度降低等問(wèn)題，因此，平板型集熱器更多運(yùn)用于太陽(yáng)能采暖工程中。
太陽(yáng)輻射存在較大的間歇性和不穩(wěn)定性，因此太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)必須設(shè)置輔助熱源。常用的輔助熱源主要有小型燃油（氣）鍋爐，城市熱網(wǎng)或區(qū)域鍋爐房、工業(yè)廢熱、電鍋爐、電熱管、地源熱泵及生物質(zhì)燃料等。輔助熱源要根據(jù)當(dāng)?shù)靥?yáng)能資源條件，常規(guī)能源的供應(yīng)狀況，建筑物熱負(fù)荷和周圍環(huán)境條件等因素進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)性分析，以確定適宜的輔助熱源及合理的太陽(yáng)能供暖比例。
目前太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)普遍采用地板輻射散熱系統(tǒng)作為末端。普通散熱器熱媒溫度要求高（70℃以上），太陽(yáng)能系統(tǒng)很難達(dá)到該出水溫度要求。而地板采暖所需低溫?zé)崴?5―55℃之間，太陽(yáng)能集熱器正好能提供適宜溫度。地板采暖系統(tǒng)以整個(gè)地面作為散熱面，以輻射方式傳播熱量，與以對(duì)流散熱為主的散熱器系統(tǒng)相比，舒適性好，更符合人體生理學(xué)調(diào)節(jié)特點(diǎn)，節(jié)省供熱能耗。
3. 太陽(yáng)能空調(diào)制冷系統(tǒng)
3.1 太陽(yáng)能空調(diào)制冷系統(tǒng)
很好的季節(jié)匹配性是太陽(yáng)能空調(diào)制冷的最大優(yōu)點(diǎn)，太陽(yáng)輻射越好，太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)的制冷量越大。實(shí)現(xiàn)利用一套太陽(yáng)能集熱器做到冬季采曖、夏季空調(diào)、四季熱水供應(yīng)等是太陽(yáng)能規(guī)?；⒌统杀緫?yīng)用的理想途徑之一。
3.2太陽(yáng)能制冷技術(shù)原理
太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)主要有吸附式、吸收式、除濕空調(diào)和噴射式制冷四大類，其中前三種研究應(yīng)用最廣。它們的工作原理是利用太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)生的熱能驅(qū)動(dòng)制冷裝置產(chǎn)生冷凍水或調(diào)節(jié)空氣送往建筑環(huán)境內(nèi)進(jìn)行空調(diào)。
(1)太陽(yáng)能吸收式制冷：用太陽(yáng)能集熱器收集太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)吸收式制冷系統(tǒng)，是目前示范應(yīng)用最多的太陽(yáng)能空調(diào)方式。多為溴化鋰-水系統(tǒng)，也有的采用氨-水系統(tǒng)。
(2)太陽(yáng)能吸附式制冷：利用吸附制冷原理，以太陽(yáng)能為熱源，采用的工質(zhì)對(duì)通常為活性碳-甲醇、分子篩-水、硅膠-水及氯化鈣-氨等，可利用太陽(yáng)能集熱器將吸附床加熱后用于脫附制冷劑，通過(guò)加熱脫附-冷凝-吸附-蒸發(fā)等幾個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)制冷。
(3)太陽(yáng)能除濕空調(diào)系統(tǒng)：是一種開放循環(huán)的吸附式制冷系統(tǒng)，基本特征是干燥劑除濕和蒸發(fā)冷卻。
(4)太陽(yáng)能蒸汽噴射式制冷：通過(guò)太陽(yáng)能集熱器加熱使低沸點(diǎn)工質(zhì)變?yōu)楦邏赫羝?，通過(guò)噴管時(shí)因流出速度高、壓力低，在吸入室周圍吸引蒸發(fā)器內(nèi)生成的低壓蒸汽進(jìn)入混合室，同時(shí)制冷劑在蒸發(fā)器中汽化而達(dá)到制冷效果。
4. 太陽(yáng)能與建筑一體化技術(shù)
平板式太陽(yáng)能集熱器設(shè)置在建筑物陽(yáng)光充足的部位。坡屋頂可以把集熱器鑲嵌于坡屋面、平鋪于屋脊，和建筑融為一體；平屋頂利用太陽(yáng)能平板集熱器替代屋頂覆蓋層或保溫層，符合住宅造型要求，降低成本；還可以與陽(yáng)臺(tái)、飄窗、外墻面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能最大化利用，為住宅的立面設(shè)計(jì)提供了新的方式方法，達(dá)到一物多用的目的。運(yùn)行以分體式雙循環(huán)承壓運(yùn)行為主，將儲(chǔ)熱水箱設(shè)在地下室、閣樓或樓梯間、陽(yáng)臺(tái)等部位隱藏放置，不占室內(nèi)空間，避免屋頂、陽(yáng)臺(tái)和外墻承重；輔助能源選用燃?xì)鉅t、壁爐或電加熱器，確保全天候熱水供應(yīng)。
5.結(jié)語(yǔ)
太陽(yáng)能在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)和太陽(yáng)能集熱轉(zhuǎn)換及與之匹配的制冷空調(diào)方式是未來(lái)太陽(yáng)能制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的重點(diǎn)。同時(shí)太陽(yáng)能與建筑一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用前景，勢(shì)必會(huì)促進(jìn)人們對(duì)可再生能源利用的熱情，加大技術(shù)創(chuàng)新和開發(fā)力度。
參考文獻(xiàn)：
[1]王如竹，代彥軍．太陽(yáng)能制冷[fM]．北京化學(xué)工業(yè)出版社，2007
[2]．Aitken D W．走向擁有更多可再生能源的未來(lái)[R1．國(guó)際太陽(yáng)能協(xié)會(huì)fLl皮書，2004．
[3]Henning H M．Air conditioning with solar energy[R]．
SERVITEC．Barcelona．2000―1 0．
關(guān)鍵字：光伏發(fā)電；光伏建筑一體化(BIPV)；光伏組件；智能電網(wǎng)
中圖分類號(hào)：U665文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1.引言
光伏建筑一體化（BIPV，Building Integrated Photovoltaic），即將太陽(yáng)能光伏電池板鋪設(shè)在建筑物的外表面，使輻射的太陽(yáng)能通過(guò)變換裝置轉(zhuǎn)換為電能，為建筑物及近端負(fù)荷提供電能，它是開發(fā)應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電的一種重要形式。1954年，世界上第一塊實(shí)用的光伏電池問(wèn)世，人類展開了應(yīng)用太陽(yáng)能的新紀(jì)元。1978年，波斯頓一棟高層建筑上建成了美國(guó)歷史上第一個(gè)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。隨著國(guó)家對(duì)發(fā)展分布式發(fā)電、智能電網(wǎng)和新能源的逐步重視，近年來(lái)光伏建筑一體化在我國(guó)得到了一定的應(yīng)用并處于推廣階段。
2.BIPV的基本原理與特點(diǎn)
典型的一個(gè)光伏建筑一體化系統(tǒng)如圖1所示，該系統(tǒng)為一戶用屋頂光伏系統(tǒng)，太陽(yáng)能光伏陣列鋪設(shè)在屋頂，其發(fā)出的直流電通過(guò)初級(jí)DC-DC變換器升壓并進(jìn)行最大動(dòng)率點(diǎn)跟蹤，然后經(jīng)過(guò)逆變裝置轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻同相的交流電并網(wǎng)。其發(fā)出的電能大多被建筑內(nèi)負(fù)荷的用電設(shè)備消耗，多余的電能注入電網(wǎng)，而在光伏發(fā)電出力較小情況下，建筑內(nèi)負(fù)荷可從電網(wǎng)取電。據(jù)《上網(wǎng)電價(jià)法》，一般對(duì)光伏發(fā)電的上網(wǎng)收購(gòu)價(jià)和民用電進(jìn)行單獨(dú)定價(jià)，因此安裝了兩套電能計(jì)量裝置，一套用于計(jì)量光伏發(fā)電總量，另一套計(jì)量建筑內(nèi)負(fù)荷的用電量。從優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)配置、提高供電可靠性、提倡節(jié)能環(huán)保、增加建筑美觀程度等方面，光伏建筑一體化（BIPV）都具有優(yōu)點(diǎn)，具體而言：
（1）利用光伏發(fā)電可以減少二氧化碳和二氧化硫的排放，有助于構(gòu)建低碳、節(jié)能、環(huán)保的供用電系統(tǒng)；
（2）光伏組件在建筑物表面，不占用地面空間，這對(duì)于人口密集、土地資源昂貴的城市建筑尤為重要；
（3）由于光針電池與建筑材料高度集成，減少了建設(shè)和安裝成本，不僅降低了建筑物整體造價(jià)，而且增加了建筑的藝術(shù)魅力；
（4）光伏建筑一體化（BIPV）主要為近端負(fù)荷(多數(shù)情況下為建筑內(nèi)部的用電設(shè)備)供電，減輕了負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的依賴，可以降低供電線路上的輸電損耗，增加供電可靠性；
（5）光伏發(fā)電在夏季和白天出力較多，對(duì)于工廠、辦公建筑光伏系統(tǒng)，可以利用這一特性起到削峰的作用，緩解高峰用電需求；
（6）建筑表面的光伏電池吸收太陽(yáng)能并轉(zhuǎn)換為電能，減少了墻體或屋面得熱，有助于降低建筑室內(nèi)空調(diào)裝置的熱負(fù)荷，起到隔熱作用；
（7）光伏發(fā)電系統(tǒng)既有直流部分，又有交流部分，有利于結(jié)合直流變換技術(shù)直接接入目前正在興起的直流微網(wǎng)，為直流負(fù)荷直接供電，從而減少變換環(huán)節(jié)，提高效率。
3.BIPV的技術(shù)發(fā)展
早期的建筑光伏系統(tǒng)中，光伏陣列通常是通過(guò)固定的支架安裝在建筑物的頂部或墻面，僅僅起發(fā)電的作用。后來(lái)光伏電池與建筑的集成概念越來(lái)越深，太陽(yáng)能電池除了發(fā)電以外，還能起到建筑構(gòu)材和建筑美觀的作用。1991年，德國(guó)慕尼黑的一次建筑業(yè)界的展會(huì)上，旭格公司推出了“光電幕墻”，此后，將太陽(yáng)能光伏陣列作為建筑構(gòu)體與建筑藝術(shù)的空間構(gòu)體相結(jié)合，德國(guó)、日本、美國(guó)、西班牙等國(guó)家已經(jīng)建成了大量的光伏建筑一體化系統(tǒng)工程。我國(guó)開展建筑光伏一體化于本世紀(jì)初期，2004年建設(shè)的深圳園博園和北京天普工業(yè)園是我國(guó)光伏建筑一體化的開篇之作，此后若干BIPV項(xiàng)目開工建設(shè)并投入使用，目前我國(guó)已經(jīng)是光伏組件第一生產(chǎn)大國(guó)。
經(jīng)過(guò)三十年左右的發(fā)展，BIPV技術(shù)不斷深化和進(jìn)步，與建筑集成化的程度越來(lái)越高，光伏電池也由早期的單晶硅、多晶硅，發(fā)展到現(xiàn)代的薄膜電池、以及與鋼化玻璃集成的光伏陣列。總的來(lái)說(shuō)，光伏建筑一體化（BIPV）技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：
（1）第一代BIPV技術(shù)。光伏陣列依靠額外的支撐和固定裝置安裝在建筑物表面，不需要占用額外的土地，但是與建筑本體的集成度低。
（2）第二代BIPV技術(shù)。光伏組件與墻、瓦等建筑表面材料合為一體，既作為光電轉(zhuǎn)換單元發(fā)電，又起著建筑表面構(gòu)成材料的作用。這一集成技術(shù)一方面降低了建筑和電站成本，另一方面還能美化建筑外觀。但是由于建筑表面復(fù)雜，各個(gè)陣列輸出電能互不相同，需要大量的電力電子變換裝置和串并聯(lián)連線來(lái)滿足供電要求，電氣接線復(fù)雜，可靠性不夠高，維護(hù)成本大。
（3）第三代BIPV技術(shù)。第三代BIPV技術(shù)是智能電網(wǎng)技術(shù)的主要組成部分，它通過(guò)將光伏電池、建筑材料和電能變換裝置等配套系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，首先構(gòu)建高度集成的新型光伏建筑材料，再以此為基本發(fā)電單元，輔以先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理和通信技術(shù)，構(gòu)建建筑集成的光伏發(fā)電系統(tǒng)。電能變換裝置被集成到光伏陣列與建筑表面材料中，使其具備抗陰影能力和較強(qiáng)的參數(shù)匹配能力，系統(tǒng)電氣連接簡(jiǎn)單，具備智能電網(wǎng)要求的即插即用特性。
從光伏建筑一體化（BIPV）的發(fā)展歷史來(lái)看，BIPV技術(shù)涉及材料學(xué)、建筑學(xué)和電力電子學(xué)三個(gè)領(lǐng)域的內(nèi)容。在材料學(xué)領(lǐng)域，BIPV技術(shù)研究的主要問(wèn)題為高性能、低成本的適合建筑集成的光伏電池材料及其生產(chǎn)工藝；在建筑學(xué)領(lǐng)域，BIPV技術(shù)的研究?jī)?nèi)容包括集成了光伏組件和部分配套系統(tǒng)的新型光伏建筑材料以及集成了光伏發(fā)電系統(tǒng)的新型建筑的美學(xué)及工程設(shè)計(jì)問(wèn)題等；在電力電子學(xué)領(lǐng)域，BIPV技術(shù)研究的核心問(wèn)題為系統(tǒng)的能量變換和控制技術(shù)。而逆變器作為BIPV發(fā)電系統(tǒng)中能量變換的核心設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和可靠性具有舉足輕重的地位。因此，需要給光伏組件配置相應(yīng)的電力控制設(shè)備(如最大功率追蹤器)，根據(jù)光伏組件的運(yùn)行狀況輸出最大的能量和高品質(zhì)的電能。
4.BIPV的主要形式
目前光伏建筑一體化應(yīng)用比較多的是擁有大面積屋頂?shù)慕ㄖ?，例如?huì)展中心、交通樞紐、大型的商業(yè)中心等。事實(shí)上，隨著太陽(yáng)能電池的成本降低，技術(shù)的進(jìn)步和幕墻的結(jié)合，光伏建筑一體化還可以應(yīng)用在公寓、辦公、酒店、道路廣場(chǎng)等方面。BIPV的應(yīng)用已經(jīng)從早期的屋頂擴(kuò)展到墻面、并且產(chǎn)生了光伏遮陽(yáng)板、采光板、電子樹等多種形式：
4.1.1光伏屋頂或墻體(Photovoltaic proof or façade)。
這是一種最常見的光伏建筑一體化形式，一般是在建筑物建造完成后在其表面加裝光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏電池的安裝主要考慮承受的風(fēng)向應(yīng)力，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢眯畔⒋_定安裝朝向。常見的光伏屋頂電站就屬于這種形式，它對(duì)于光伏電池沒有特殊的要求，使用普通光伏電池即可。
由中國(guó)華電新能源投建的上海華電都市型工業(yè)園光伏項(xiàng)目1.2MW光伏電站是這種形式的典型應(yīng)用。整套工程將太陽(yáng)能面板鋪設(shè)在工業(yè)園區(qū)內(nèi)鄰近的30個(gè)建筑屋頂。電站采用集中并網(wǎng)的模式，建有專門的逆變機(jī)房，由6臺(tái)55kW的逆變器并聯(lián)組成一臺(tái)330kW的逆變器，4臺(tái)這樣的330kW逆變器組成1.2MW變換裝置，一共并聯(lián)了24臺(tái)逆變器，再共用一臺(tái)變壓器并入10kV工業(yè)配電網(wǎng)。
4.1.2光伏采光屋頂(Roof-integrated photovoltaic)。
這是一種光伏電池與建筑材料高度集成的應(yīng)用形式，光伏電池安裝在建筑物的頂部，不僅需要起到光電轉(zhuǎn)換的作用，還要兼顧建筑物的采光性能，同時(shí)作為建筑材料承受應(yīng)力。因此對(duì)于光伏材料的要求較高，應(yīng)用最廣泛的是鋼化玻璃夾層結(jié)構(gòu)和中空結(jié)構(gòu)，他們都是將光電轉(zhuǎn)換單元夾在玻璃種，后者在玻璃之間留有一定的間隙，起到一定的隔聲和絕熱的作用。
由鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的北京南站采光頂光伏建筑一體化發(fā)電項(xiàng)目，主體建筑及站臺(tái)采光頂采用帶光伏發(fā)電的透光材料，在半數(shù)的采光帶內(nèi)集成了裝機(jī)容量為350kW的光伏電池，總面積約6700平方米。該建筑還同時(shí)實(shí)現(xiàn)了候車廳及站臺(tái)的自然采光，吸收光能發(fā)電的同時(shí)營(yíng)造出了舒適和諧的室內(nèi)光環(huán)境。此外，德國(guó)的柏林火車站、我國(guó)的青島火車站等交通樞紐也采用了這種建筑光伏一體化的方式。
4.1.3光伏冪墻系統(tǒng)(Façade-integrated photovoltaic)。
它可以應(yīng)用在朝向較好、且有大面積幕墻的公寓、辦公、酒店等建筑上。隨著薄膜太陽(yáng)能電池的應(yīng)用，太陽(yáng)能電池與玻璃幕墻結(jié)合得越來(lái)越完美。傳統(tǒng)幕墻的很多表現(xiàn)形式可以用光伏幕墻來(lái)代替。光伏冪墻可分為不透明冪墻和半透明冪墻。前者多采用單晶硅或多晶硅光伏電池，發(fā)電效率較高；后者可采用非晶硅薄膜電池或調(diào)整光伏電池單體的間隙來(lái)調(diào)節(jié)透光度，價(jià)格較低。
2007年，我國(guó)在上海崇明前衛(wèi)村建成了兆瓦級(jí)10kV集中并網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏電站示范工程。建設(shè)總?cè)萘繛?051kW，總共敷設(shè)了普通單晶硅電池組件、普通多晶硅電池組件、HIT(非晶硅錯(cuò)混合型異質(zhì)結(jié)) 復(fù)合單晶硅電池組件、建筑一體化瓦片型、幕墻型等多種類型的光伏組件共7786m²左右。系統(tǒng)由33個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)分別由光伏組件、逆變控制器等組成。每個(gè)逆變器帶3-24組不等的光伏組件，容量由4-42kW不等。逆變器400V輸出，用變壓器升壓至10kV并網(wǎng)。
4.1.4光伏遮陽(yáng)板(Shadow photovoltaic system)。
這是光伏組件與建筑物的遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行集成的一種形式，它具有吸收光照充分、有效降低建筑內(nèi)部受熱、節(jié)省建筑材料成本的作用。在許多地區(qū)，因?yàn)闅夂蚝凸?jié)能的因素，遮陽(yáng)被廣泛應(yīng)用在建筑元素上。如果這些遮陽(yáng)板上安裝太陽(yáng)能電池，則是新能源、功能和藝術(shù)的合，可以應(yīng)用在任何需要遮陽(yáng)板的建筑上。
臺(tái)北淡水公交樞紐中心的站臺(tái)遮陽(yáng)頂采用了光伏遮陽(yáng)板，總共在公交樞紐站臺(tái)頂部遮陽(yáng)板中集成安裝了10kW的光伏電池，并使用墻掛式逆變器并網(wǎng)，主要為公交樞紐的廣告牌、信號(hào)指示裝置供電。遮陽(yáng)板不僅起到了減少公交樞紐站臺(tái)日光直射的作用，而且還將其轉(zhuǎn)化成了電能，同時(shí)其透明的外觀設(shè)計(jì)還增加了建筑美感。
4.1.5電子樹(Photovoltaic tree)
它以鋼結(jié)構(gòu)模仿樹枝的形態(tài)，支撐頂棚，而頂棚部分采用太陽(yáng)能電池板，可以模擬樹葉在陽(yáng)光下斑駁的陰影效果，適用于廣場(chǎng)、園林、人行道等地區(qū)，實(shí)現(xiàn)這樣發(fā)電兩不誤的效果。
5.BIPV的一些問(wèn)題
經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，太陽(yáng)能光伏組件生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)減少耗材、提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率，大大縮短了光伏系統(tǒng)的投資回收期；另外，光伏電池的成本也持續(xù)下降并保持了繼續(xù)下降的趨勢(shì)，光伏電池的形式也從傳統(tǒng)的單晶硅、多晶硅發(fā)展到薄膜電池、與建筑材料一體化的光伏建筑一體化瓦片型、幕墻型光伏組件；同時(shí)，國(guó)家實(shí)施了《可再生能源法》，“太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”，“金太陽(yáng)工程”，財(cái)政部和住房建設(shè)部聯(lián)合對(duì)BIPV項(xiàng)目進(jìn)行補(bǔ)貼，促使近年來(lái)BIPV在我國(guó)開始蓬勃發(fā)展。
但是，由于技術(shù)和政策方面的原因，仍然有一些不利因素阻礙著BIPV的推廣，同時(shí)BIPV項(xiàng)目推廣中也出來(lái)了一些新的問(wèn)題需要解決，主要體現(xiàn)在：
5.1.1光照不均引起的多峰值問(wèn)題
對(duì)于建筑的表面，為了最大程度的接受光照，不同部位的光伏電池最佳傾角不盡相同，同時(shí)由于陰影遮擋等因素，各處的光伏陣列外特性不盡一致，其組合產(chǎn)生的功率輸出曲線是一條多峰值曲線，而變換器采用常規(guī)的最大功率點(diǎn)跟蹤方法無(wú)法尋找到全局最大功率點(diǎn)。
5.1.2熱斑效應(yīng)威脅
同樣是受光不均或部分遮擋情形下，此時(shí)受光較低的部分相當(dāng)于負(fù)載，隨著熱耗的增加將產(chǎn)生大量的熱量，形成局部熱點(diǎn)，即熱斑效應(yīng)。某些光伏電池受到高溫、高反壓和高功耗綜合作用可能會(huì)發(fā)生永久性短路甚至燒毀。據(jù)國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)（IEC）統(tǒng)計(jì)，2009年上半年，歐洲已發(fā)生10余起光伏電站起火事故。右圖為2009年7月德國(guó)Buerstadt屋頂光伏電站陣列起火現(xiàn)場(chǎng)，造成事故的主要原因就是熱斑效應(yīng)積累、電弧、以及開關(guān)頻繁啟動(dòng)等。嚴(yán)重的是，由于光伏陣列高壓帶電，滅火困難。
5.1.3發(fā)電量受眾多因素影響小于預(yù)期
光伏陣列的輸出特性與運(yùn)行溫度密切相關(guān)，隨著溫度升高，短路電流略為增加，開路電壓大幅度降低，最大功率點(diǎn)的電壓降低，最大輸出功率也降低。需要指出的是，BIPV光伏陣列表面溫度遠(yuǎn)高于氣溫，且難以測(cè)量，在此條件下其發(fā)電能力大大降低。右圖為BIPV光伏電站在高溫的夏季某天的輸出功率隨時(shí)間變化的情況，光伏陣列溫升過(guò)高導(dǎo)致其出力大幅降低，在太陽(yáng)輻射最強(qiáng)的時(shí)間段內(nèi)，系統(tǒng)卻不能有效發(fā)電。此外，逆變器與陣列的匹配，陣列的污垢也將導(dǎo)致出力降低。
5.1.4電能質(zhì)量與電網(wǎng)接納
光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器容易產(chǎn)生諧波和三相電流不平衡等問(wèn)題，同時(shí)輸出功率不確定性易造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變。目前諧波問(wèn)題是制約光伏并網(wǎng)的最主要問(wèn)題之一，并且在光照較弱的條件下更為嚴(yán)重。浙江某一250kW屋頂示范工程在10kV接入、400V接入、220V接入系統(tǒng)中，都檢測(cè)到諧波電流總畸變率偏高的問(wèn)題，且實(shí)測(cè)最大功率變化率為每分鐘達(dá)20％。
5.1.5建筑美觀性與光伏發(fā)電協(xié)調(diào)問(wèn)題
由于BIPV光伏組件的安裝受建筑屋面朝向影響，BIPV施工中要防止相同功率不同朝向、不同形狀、不同規(guī)格的太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)在一個(gè)回路中，造成功率不匹配，導(dǎo)致發(fā)電效率降低。同時(shí)由于建筑外觀的多樣性，為了獲得較高的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率同時(shí)又兼顧建筑的外形美觀，所以太陽(yáng)能電池板安裝也具有多樣性，但是建筑物的外表面有可能是由一些大小、形狀不一的幾何圖形組成，這就會(huì)與建筑美觀存在一定的矛盾，需要設(shè)計(jì)師將其巧妙地融入一體化設(shè)計(jì)中，達(dá)到與建筑物的完美結(jié)合。同時(shí)，光伏組件的顏色 形狀 布局等也要與建筑物相協(xié)調(diào)。
6.前景與展望
隨著能源問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，人類對(duì)利用可再生能源的探索已經(jīng)開始并取得了重大成效，太陽(yáng)能是一種豐富、清潔的能源，BIPV以其特有的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為就近分布式發(fā)電的重要形式。雖然目前由于價(jià)格、法規(guī)、政策和技術(shù)方面的一些制約，BIPV在短期內(nèi)還難以大規(guī)模商業(yè)化普及，但是隨著光伏組件成本的持續(xù)降低、光伏發(fā)電技術(shù)的不斷革新，以及智能電網(wǎng)和微電網(wǎng)的階段性建設(shè)，在節(jié)能和環(huán)保的雙重壓力下，BIPV在未來(lái)幾十年內(nèi)得到廣泛推廣是大勢(shì)所趨，光伏發(fā)電技術(shù)也是人類走可持續(xù)發(fā)展道路的必然選擇。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張, 李小燕. 光伏建筑一體化(BIPV)的形式及其應(yīng)用. 2010年建筑環(huán)境科學(xué)與技術(shù)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2010.
[2] 董毅. 基于美觀性的光伏建筑一體化應(yīng)用研究. 華中建筑, 2010(5).
[3] 蔣阿華. BIPV光伏玻璃組件介紹. 第十屆中國(guó)太陽(yáng)能光伏會(huì)議論文集. 2008.
[4] 張鳴; 蔡亮; 虞維平. BIPV系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析. 應(yīng)用能源技術(shù). 2007(11).
[5] 趙爭(zhēng)鳴, 雷一, 賀凡波 等. 大容量并網(wǎng)光伏電站技術(shù)綜述. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2011(12).
[6] 候國(guó)青，吳轉(zhuǎn)琴，劉景亮 等. BIPV與綠色建筑. 陽(yáng)光能源, 2010(12).
【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)能；光伏發(fā)電；光伏建筑一體化；光伏組件
太陽(yáng)能光伏發(fā)電是一種新興的、可再生的能源，以前主要用于宇宙飛船、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星等高科技領(lǐng)域。隨著常規(guī)能源日益短缺，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，光伏建筑一體化成為光伏技術(shù)應(yīng)用的最重要領(lǐng)域之一，具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場(chǎng)潛力。
1、光伏建筑一體化
光伏建筑一體化是將太陽(yáng)能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面來(lái)提供電力。主要有兩種結(jié)合形式：一是建筑與光伏系統(tǒng)結(jié)合。二是建筑與光伏器件相結(jié)合。把光伏組件作為一種建筑材料，成為建筑物的一個(gè)部分。用光伏組件來(lái)做建筑物的屋頂、外墻和窗戶等。
優(yōu)點(diǎn)：一是綠色能源。太陽(yáng)能是清潔的、免費(fèi)的、可再生的能源，不會(huì)污染生態(tài)環(huán)境。二是不占用土地。光伏陣列安裝在屋頂或外墻上，不需要占用額外的土地資源或者建設(shè)其他設(shè)施，對(duì)于土地昂貴的城市建筑非常有吸引力。三是原地發(fā)電，原地用電。可以節(jié)約輸電網(wǎng)的投資。對(duì)于聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，光伏陣列產(chǎn)生的電能，除了本建筑使用，還可以送入電網(wǎng)，緩解電網(wǎng)的高峰電力需求，或者接收電網(wǎng)供電，增加了供電的可靠性。四是建筑節(jié)能。照射到建筑物的太陽(yáng)能，一部分轉(zhuǎn)化為電能，可以降低室外綜合溫度，減少墻體的吸熱和空調(diào)的冷負(fù)荷。五是安全、環(huán)保。提高了建筑物的整體品質(zhì)。
缺點(diǎn)：一是造價(jià)較高。光伏建筑一體化，給建筑物增加了光伏發(fā)電功能，增加了建設(shè)成本。二是發(fā)電成本高。目前的科技條件下，光伏建筑一體化產(chǎn)生電能的單位成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)發(fā)電的單位成本。三是發(fā)電不穩(wěn)定。受季節(jié)、氣候、晝夜的影響，產(chǎn)生的電能是波動(dòng)的。四是壽命問(wèn)題。光伏組件作為建筑物的一部分，除了具備發(fā)電功能，還需要具有圍護(hù)功能。當(dāng)前的光伏材料使用壽命普遍低于建筑物的使用壽命。五是外觀問(wèn)題。當(dāng)光伏組件作為幕墻或者天窗時(shí)，其顏色或者形狀會(huì)影響建筑物的美觀，還可能造成光污染。另外，光伏組件會(huì)遮擋住一部分陽(yáng)光，影響室內(nèi)的光照度。六是維護(hù)問(wèn)題。光伏組件位于建筑物的外表面，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)吹雨淋，會(huì)造成一些損壞或者堆積一些灰塵，影響光電轉(zhuǎn)換的效率。
2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)資料
設(shè)計(jì)資料主要包括：一是地理位置。建筑物所在的經(jīng)緯度、海拔高度。二是氣象資料。涉及到每個(gè)月的太陽(yáng)能總輻射量、直接輻射量、反射輻射量、平均氣溫、最高最低氣溫、最大連續(xù)陰雨天數(shù)、平均風(fēng)速、最大風(fēng)速，冰雹、降雪等氣象信息。三是建筑及周邊情況。包括可供安裝光伏組件的面積，建筑物被遮擋情況，電網(wǎng)的距離等。四是負(fù)載。需要了解負(fù)載的類型、功率大小、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行規(guī)律、運(yùn)行狀況，從而計(jì)算出負(fù)載的耗電量。
2.2 軟件設(shè)計(jì)
包括太陽(yáng)能方陣最佳傾角計(jì)算、電池組件大小和數(shù)量計(jì)算、防陰影遮擋設(shè)計(jì)、蓄電池容量計(jì)算、方陣年發(fā)電量計(jì)算等。防陰影遮擋設(shè)計(jì)非常重要，光伏組件被遮擋一小部分就會(huì)嚴(yán)重影響其發(fā)電性能。
2.3 硬件設(shè)計(jì)
包括光伏方陣、光伏接線箱、并網(wǎng)逆變器、蓄電池及其充電控制裝置、電能表及顯示電能相關(guān)參數(shù)的儀表等。
2.4 主要因素
影響光伏建筑一體化設(shè)計(jì)的主要因素有：一是電池方陣設(shè)計(jì)。是按照用戶要求、負(fù)載用電量、技術(shù)條件計(jì)算出電池組件的串聯(lián)數(shù)量、并聯(lián)數(shù)量。二是光伏方陣的規(guī)模。根據(jù)建筑物所有的日常負(fù)載乘以其在一天內(nèi)的使用時(shí)間，進(jìn)行累加來(lái)確定建筑物的總用電量。然后，根據(jù)當(dāng)?shù)匾惶斓年?yáng)光平均輻射量，選擇光伏模塊的型號(hào)和模塊數(shù)量。三是電池方陣方位角和傾斜角計(jì)算。方位角是電池方陣的垂直面與正南方向的夾角。一般情況下，電池方陣偏向正南，發(fā)電量是最大的。傾斜角是電池方陣與水平地面的夾角。一般來(lái)說(shuō)，緯度較高地區(qū)，最佳傾斜角也較大。在建筑設(shè)計(jì)中，電池方陣的方位角和傾斜角要受到建筑物外觀的影響。四是陰影間距設(shè)計(jì)。計(jì)算發(fā)電量時(shí)，往往是根據(jù)理想狀態(tài)進(jìn)行的，沒有考慮陰影的因素。建筑物的光伏組件會(huì)受到周圍建筑物、地形的影響，受到陰影的遮擋，降低發(fā)電效率。另外，當(dāng)光伏陣列是前后放置時(shí)，前面光伏陣列可能遮擋后面光伏陣列的光照。為了避免前后光伏陣列的遮擋，在緯度較高地區(qū)，可以增加光伏陣列之間的間距；對(duì)于采取防止積雪措施的光伏陣列，可以增加傾斜角度，增加光伏陣列的高度，需要增加光伏陣列之間的間距。
3、光伏建筑的集成模式
主要包括：太陽(yáng)能光伏窗、垂直式光伏幕墻、鋸齒式垂直幕墻、鋸齒式光伏幕墻、風(fēng)箱式光伏幕墻、傾斜式光伏幕墻、結(jié)構(gòu)式光伏幕墻、臺(tái)階式光伏幕墻、獨(dú)立太陽(yáng)能光伏立面、集成太陽(yáng)能光伏屋頂、獨(dú)立太陽(yáng)能光伏屋頂、鋸齒式光伏屋頂、光伏板中庭、光伏板天窗、柔性太陽(yáng)能光伏屋面、光伏遮陽(yáng)板、光伏陽(yáng)臺(tái)、光伏入口雨篷和門斗、屋頂花園光伏遮陽(yáng)板等。
4、注意事項(xiàng)
4.1 力學(xué)性能
光伏建筑一體化中使用的光伏組件，性能要求高于普通的光伏組件。在不同的區(qū)域、樓層高度、安裝方式下，對(duì)光伏組件的力學(xué)性能也有區(qū)別的。
4.2 美學(xué)要求
建筑物使用功能和外觀效果都是重要的，對(duì)光伏組件提出了更高的要求。比如：光伏組件所用的雙面玻璃組件需要更高的透光性，才能達(dá)到幕墻或者采光頂?shù)耐ㄍ感Ч?。為了?jié)約成本，電池板背面玻璃依然采用普通光面鋼化玻璃。光伏組件的接線盒需要省去或者隱藏起來(lái)，旁路二極管、連接線也需要隱藏在幕墻結(jié)構(gòu)中，才不會(huì)破壞建筑物的外觀細(xì)節(jié)，又能夠防止陽(yáng)光直射和雨水侵蝕。
4.3電學(xué)性能配合
建筑物外墻或者屋頂，有可能是一些大小、形式不一的幾何圖形組成的，這就需要對(duì)外墻或者屋頂進(jìn)行分區(qū)或者調(diào)整分格，使光伏組件接近標(biāo)準(zhǔn)組件電學(xué)性能。另外，根據(jù)分區(qū)或者分格的不同，可以采用不同尺寸的電池片，滿足建筑物外墻或者屋頂?shù)耐庥^效果，為了防止組件間的電壓、電流不同，可以把少數(shù)邊角上的電池片不連接入電路。
4.4 隔熱隔音
為了滿足建筑物隔熱隔音的要求，光伏組件可以使用中空低輻射玻璃，或者采用雙層外循環(huán)系統(tǒng)的幕墻形式。
4.5 建筑采光
光伏建筑一體化中，考慮室內(nèi)的采光要求，電池片的間距在25mm左右，使組件的透光率在30%左右。
4.6 安裝要求
光伏組件的安裝高度較高，安裝空間較小，難度較大。因此，可以把光伏組件和結(jié)構(gòu)做成單元式結(jié)構(gòu)，方便拆卸又能提高安裝精度。
4.7 光伏系統(tǒng)壽命
在光伏建筑一體化中，采用PVB代替EVA封裝光伏組件，會(huì)有更長(zhǎng)的使用壽命。光伏組件的連接線大多位于幕墻立柱、橫梁等密閉結(jié)構(gòu)中，環(huán)境溫度較高，需要使用雙層交聯(lián)聚乙烯浸錫銅線并選用較大的電線直徑。
參考文獻(xiàn)：
[1]王云釗，楊嶸春.光伏發(fā)電技術(shù)與建筑一體化的實(shí)際應(yīng)用[J].陜西電力，2010，（6）： 72-75.
[2]馬一鳴，馬龍翔.太陽(yáng)能光伏發(fā)電與建筑一體化[J].沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，（1）：9-12.
[3]彭晉卿，呂琳，楊洪興.太陽(yáng)能光伏建筑一體化技術(shù)研究[J].建設(shè)科技，2012，（21）： 54-59.
關(guān)鍵字:CAD技術(shù)；概預(yù)算；建筑工程；探究
中圖分類號(hào)： TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
計(jì)算機(jī)行業(yè)的崛起給人們的生活帶來(lái)了很多意想不到的驚喜，它方便了我們的生活，提高了我們的工作效率，健全了我們生活設(shè)備，豐富我們的生活質(zhì)量。對(duì)于計(jì)算機(jī)在建筑工程領(lǐng)域的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。DAD系統(tǒng)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的手工圖板繪圖，很大程度提高了設(shè)計(jì)繪圖的效率。但由于僅憑CAD系統(tǒng)來(lái)運(yùn)作整個(gè)建筑工程仍費(fèi)造價(jià)工作人員帶來(lái)很大的工作壓力。因此在建筑工程中需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)算探究，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將大量的信息集成分析處理將是未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要突破口。優(yōu)化建筑CAD技術(shù)與概預(yù)算系統(tǒng)研究應(yīng)用普及是將來(lái)的趨勢(shì)。
一概預(yù)算的概述
目前概預(yù)算主要從兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行了解。第一方面是工程量的計(jì)算。根據(jù)人工計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)中的方法是最傳統(tǒng)也是最容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的；通過(guò)輸入工程圖紙的數(shù)據(jù)讓計(jì)算機(jī)自行計(jì)算繪出工程數(shù)據(jù)信息來(lái)完成統(tǒng)計(jì)工作的方法是圖形輸入法的方式；還有一種是運(yùn)用數(shù)字變量設(shè)計(jì)一些類計(jì)算公式，將工程數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的情況是相對(duì)靈活直觀的，可以避免以上的缺點(diǎn)誤差。另一方面是對(duì)工程造價(jià)的核算。運(yùn)用工程量的數(shù)據(jù)來(lái)得出相應(yīng)的數(shù)值，從而計(jì)算出工程的費(fèi)用等項(xiàng)目金額。。在利用取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)將工程的各項(xiàng)流程中的費(fèi)用與利潤(rùn)等統(tǒng)一核算，得出最后的造價(jià)總額。這是目前概運(yùn)算在建筑工程中的應(yīng)用。
二建筑CAD與概預(yù)算一體化研究存在的問(wèn)題
（一）CAD與概預(yù)算一體化軟件的應(yīng)用
當(dāng)前為建筑工程人員所廣泛應(yīng)用的CAD與概預(yù)算一體化軟件是憑借CAD設(shè)計(jì)平臺(tái)設(shè)計(jì)從工程中提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)用，在概預(yù)算編制系統(tǒng)中運(yùn)行讀取出建筑工程需要的文件。把CAD與概預(yù)算兩種技術(shù)綜合統(tǒng)一可以為建筑工程快速提供所需數(shù)據(jù)文件，提高造價(jià)工程。
（二）工程項(xiàng)目圖紙的編制
每個(gè)建筑工程項(xiàng)目的施工圖是由每個(gè)文件與圖紙來(lái)構(gòu)成的，為來(lái)方便造價(jià)工作人員能夠有效率的獲取自己所需要的圖紙數(shù)據(jù)，在工程量子系統(tǒng)中設(shè)計(jì)圖紙，將整個(gè)工程項(xiàng)目圖紙的編制中自動(dòng)生成具體詳細(xì)信息供操作人員使用。
（三）對(duì)工程數(shù)據(jù)的提取手段
實(shí)體的正交投影圖與具有一定語(yǔ)法標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則進(jìn)行注釋的兩種整合是建筑工程圖的重要屬性。在使用圖形中的圖線有實(shí)體輪廓線和輔助線，對(duì)于輪廓線的用途主要是用于描述整個(gè)建筑在各種視圖中的投影，輔助線來(lái)對(duì)投影出的輪廓做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。其次，通過(guò)CAD平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)圖紙，預(yù)算工程量信息數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的工程量數(shù)據(jù)的不同特點(diǎn)采用不同的提取方式。第一，采用人工選擇與輸入的手段在設(shè)計(jì)說(shuō)明文件中注明需要進(jìn)一步理解確定的的信息進(jìn)行人工選擇與有程序的輸入。第二，在所有的工程量數(shù)據(jù)中，利用人機(jī)交互的方式將工程數(shù)據(jù)提取，在大多數(shù)的機(jī)械土方的挖土長(zhǎng)度、深度與廣度下，由用戶對(duì)圖形中數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注與選定，再加上計(jì)算機(jī)中的CAD平臺(tái)軟件自動(dòng)處理與編輯。第三，注重工程量數(shù)據(jù)信息的不同自動(dòng)提取適當(dāng)?shù)墓こ虜?shù)據(jù)。就如在對(duì)土石方、樓面、門窗或者鋼筋工程等的數(shù)據(jù)分析中對(duì)合理的工程量進(jìn)行自動(dòng)提取。
三建筑CAD與概預(yù)算一體化技術(shù)研究中的優(yōu)化
（一）在多種模塊下保證各個(gè)模塊數(shù)據(jù)的獨(dú)立運(yùn)行
由于建筑CAD與概預(yù)算一體化技術(shù)中有多種數(shù)據(jù)模塊，在許多模塊運(yùn)行的情況下如何確保每個(gè)獨(dú)立模塊的正常運(yùn)行是需要重視的問(wèn)題。每個(gè)獨(dú)立的模塊都有各自特色的數(shù)據(jù)模型，因此對(duì)于整個(gè)軟件中合理的管理每個(gè)獨(dú)立模塊是對(duì)系統(tǒng)的完善方面之一。
（二）共享軟件中的各個(gè)模塊數(shù)據(jù)
在建筑CAD與概預(yù)算一體化體系中實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊數(shù)據(jù)共享。通過(guò)對(duì)工程項(xiàng)目管理的相互操作性實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與自動(dòng)轉(zhuǎn)換，這樣可以實(shí)現(xiàn)一量多用的效果。提高整體體系的整體效率。
四小結(jié)
對(duì)建筑CAD與概預(yù)算一體化技術(shù)的研究探討，將通用的CAD計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件以自動(dòng)與人機(jī)相互結(jié)合的發(fā)式來(lái)獲取一定的工程數(shù)據(jù)是對(duì)建筑工程的一大突破。利用多種靈活的方式對(duì)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，提高各類工程量的獲取途徑，在此基礎(chǔ)上完善建筑CAD與概預(yù)算一體化的功能，推進(jìn)建筑CAD與概預(yù)算進(jìn)行更高的設(shè)計(jì)組合統(tǒng)一，擴(kuò)大其使用范圍，為未來(lái)的建筑行業(yè)的前景創(chuàng)造出更好的技術(shù)水平，同時(shí)為人們的更好的生活工作提供質(zhì)量保證。
參考文獻(xiàn)
[1]陸再林,張樹有,譚建榮,丁秀芳;建筑CAD與概預(yù)算一體化技術(shù)研究[J];工程設(shè)計(jì);2001年02期
[2]張發(fā)江;設(shè)計(jì)概算投資的時(shí)間價(jià)值初探[J];基建優(yōu)化;1986年01期
[3]方宗翰;試論設(shè)計(jì)概算的職能作用——兼論設(shè)計(jì)概算與基建計(jì)劃的關(guān)系[J];基建優(yōu)化;1985年01期
[4]路通,席曉鵬,芮明,蔡士杰,竇萬(wàn)春;建筑工程圖識(shí)別與理解——模型與算法[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2005年01期
