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时尚、绿色、节能——光伏建筑的进展

来源:中国建筑科学研究院  作者:赵西安  日期:2013-3-29
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  提要:本文介绍了一体化光伏建筑的两种形式,分析了分离式和合一式各自的优缺点和工程应用实例,指出有必要进一步深入研究和总结经验,使我国光伏建筑的应用达到更高的水平。
  关键词:光伏建筑  一体化  分离式光伏建筑  合一式光伏建筑 

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  图17是汕头金刚公司的光伏遮阳板,独立于封闭幕墙之外。图19是2010上海世博会中国馆分离式屋面光伏,原屋面(左)条形外露,铺设光伏板后条形窗已遮盖(中),光伏板阵由钢框架支承(右)。

  图20为威海市民文化中心波浪形屋面上覆盖一层分离式光伏组件。而江苏皇明太阳能则由钢管桁架作为光伏组件的支承(图20)。

  北京净雅大酒店的光伏—多媒体幕墙是产能---节能幕墙应用的一个典型。酒店整个正面都由光伏板阵遮盖,白天发出的电能储存在电池内,晚上对多媒体幕墙的LED光源供电。这一幅幕墙面积达2200平方米,由2300块光伏板组成。竖向布置的钢架单独支承面板,离开主体建筑。面板无须密封,所以可以按照建筑设计要求成叠瓦状布置,开放板缝(图22~图25)。光伏板有9种类型,分别布置12~24块光电池。

  除大陆外,我国台湾省也建造了一些分离式光伏建筑,如台湾电力公司的开敞式展览馆,四周无墙,屋面是独立的发电采光顶(图26、图27)。

  最近举行的高雄世界运动会会场采用了光伏屋顶(图28、图29),共使用了8800块光伏板,输出功率1MW。

  4 合一式光伏建筑                                 

  合一式光伏建筑与分离式设置不同,光伏板本身就兼作围护结构的面板。由于只有一层面板、一套支承结构,施工简化,材料节省,也提高了建筑面积的使用率。

  但这样一来,玻璃夹层板就要具有两重功能:一方面作为幕墙板和采光顶板件,要具有透光、遮阳、防水、密封、隔音和热工性能;另一方面,作为光伏板,要满足超白、小变形和电工方面的要求。有时候这两方面的要求互相矛盾,就会产生设计或施工的困难。例如当保温要求采用中空玻璃采光顶时,从安全方面考虑,内侧(下侧)玻璃应为夹层玻璃,单片钢化玻璃放在外侧(上侧);而作为光伏板,夹有光电池的夹层玻璃应放在外侧、上方。这样一来只得采用双夹胶中空玻璃来同时满足两者的要求,幕墙本身的造价要增加。而且,如果要更换损坏的幕墙、采光顶板块,就会牵涉到电路上的一些问题,比较麻烦。此外光电板的遮挡、美观等问题要与建筑设计方面协调,光伏板的布置和朝向不能随意选取,无法发挥最大的光电转换效果。由于和具体的建筑外观设计联系在一起,光伏板型号、规格很多,难以批量生产,生产成本高,周期长。

  合一式玻璃幕墙和采光顶在国外应用相当广泛,并建成了许多超高层建筑和大型公共建筑(图30~图)。

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