建筑一體化技術范文
前言：我們精心挑選了數篇優質建筑一體化技術文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。
第1篇
關鍵詞：太陽能； 光伏發電；一體化； 建筑
中圖分類號： TK511 文獻標識碼： A
近現代人類對傳統能源的利用不斷地加劇，人居環境和能源問題日益嚴峻， 拿我國近幾年的例子來說，大氣污染所造成的危害讓城市的人們飽受煎熬，創造適宜的人居環境與能源節約成為當今建筑、環境領域的熱點問題。根據住建部統計，建筑運行能耗約占全社會總能耗的三分之一，做好建筑節能工作對人居環境的可持續發展至關重要。 建筑能耗主要指采暖、空調、 熱水供應、炊事、照明、家用電器、電梯及通風等方面的能耗。 目前，我國正處于房屋建筑的高峰期，建筑規模之大，在中國和世界歷史上都前所未有，這些建筑在未來的使用期間內，將大量消耗能源，能源短缺問題將成為我國未來經濟、社會可持續發展的重要限制因素。再者，如果現今的建筑、生活能耗還全部依賴傳統的煤、電能源的話，對人居環境、自然環境將繼續造成不可修復的傷害。在這樣的時代大背景下，大力發展太陽能熱在建筑中的推廣應用， 也是解決我國能源短缺問題和環境污染問題的關鍵。
現代化的太陽能利用技術在我國可以追溯到上世紀七十年代，但由于技術和應用成本的制約，出現過短暫的停滯，直到九十年代末期，我國在太陽能的利用上才迎來全新的發展及應用。時至今日，國內絕大多數建筑及居民使用的太陽能產品還是相對單一，比如太陽能熱水器，太陽能照明等，沒有形成多功能系統，并且沒有與建筑物同時設計，同時施工。太陽能利用還是相對粗糙，而且獨立的集熱系統安裝沒有經過統一的規劃、設計，嚴重影響城市建筑美觀。本文主要探討在往后的建筑太陽能利用中，大力發展太陽能光伏與建筑一體化技術，從項目規劃、決策、設計階段，便引入太陽能光伏與建筑一體化技術的應用。
（二）太陽能光伏建筑一體化的工作原理及特點
太陽能光伏建筑一體化（BIPV）的原理
所謂的太陽能光伏建筑一體化技術，即將太陽能發電(光伏)產品集成或結合到建筑上的技術。BIPV即Building Integrated Photovoltaic，其不但具有護結構的功能，同時又能產生電能供建筑使用。光伏與建筑一體化（簡稱BIPV）是“建筑物產生能源”新概念的建筑，是利用太陽能可再生能源的建筑，太陽能光伏建筑一體化不等于太陽能光伏＋建筑。所謂太陽能光伏建筑一體化不是簡單的‘相加’，而是根據節能、環保、安全、美觀和經濟實用的總體要求，將太陽能光伏發電作為建筑的一種體系進入建筑領域，納入建設工程基本建設程序，同步設計、同步施工、同步驗收，與建設工程同時投入使用，同步后期管理，使其成為建筑有機組成部分的一種理念、一種設計、一種工程的總稱。光伏建筑一體化主要是光伏發電系統通過光伏組件用于建筑屋頂（光電屋頂）、墻面（光電幕墻）、遮陽（光電遮陽板）來獲取電能的一種方式，其工作原理是光伏系統工作時，安裝在建筑物上光伏組件產生直流電源，通過接線盒與逆變器連接，將直流轉換成交流，給建筑物負載供電或給建筑物以外其他負荷供電。光伏建筑一體化的發電主要有兩種方式，一種是獨立的供電系統，即所發電能直接用于建筑物內部分負載，過剩時采取蓄電池儲存。帶有蓄電池的可以獨立運行的PV系統是獨立光伏系統。并網光伏發電系統是與電網相連，并向電網饋送電力的光伏發電系統。從長遠的角度來看，并網光伏發電系統更有優越性。
（圖1）太陽能光伏建筑一體化應用案例
2、太陽能光伏建筑一體化（BIPV）應該具備的特點
1）、 生態驅動設計理念向常規建筑設計的滲透：建筑本身應該具有美學形式，而PV系統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能，極大的節省了建筑對能源的使用，而且還豐富了建筑立面設計和立面美學。BIPV設計應以不損害和影響建筑的效果、結構安全、功能和使用壽命為基本原則，任何對建筑本身產生損害和不良影響的BIPV設計都是不合格的設計。
2）、傳統建筑構造與現代光伏工程技術和理念的融合；引入建筑整合設計方法，發展太陽能與建筑集成技術。建筑整合設計是指將太陽能應用技術納入建筑設計全過程，以達到建筑設計美觀、實用、經濟的要求。BIPV首先是一個建筑，它是建筑師的藝術品，其成功與否關鍵一點就是建筑物的外觀效果。建筑應該從設計一開始，就要將太陽能系統包含的所有內容作為建筑不可或缺的設計元素加以設計，巧妙地將太陽能系統的各個部件融入建筑之中一體設計，使太陽能系統成為建筑組成不可分割的一部分，達到與建筑物的完美結合。
3）、關注不同的建筑特征和人們的生活習慣；普通的太陽能光伏系統，沒有太多的考慮與建筑物的合理結合，集熱板尺寸也是由廠家統一規格制作，安裝到各式建筑物上便顯得極不協調。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，與建筑的整體風格相統一。例如，在一個歷史建筑上，PV板集成瓦可能比大尺度的PV板更適合，在一個高層的建筑單元中，工業化的PV板更能體現建筑的性格。
4）、保溫隔熱的圍護結構技術與自然通風采光遮陽技術的有機結合；精美的細部設計，不只是指PV屋頂的防水構造，而要更多關注的是具體的細部設計，pv板要從一個單純的建筑技術產品很好的融合到建筑設計和建筑藝術之中。光伏系統和建筑是兩個獨立的系統，將這兩個系統相結合，所涉及的方面很多，要發展光伏與建筑集成化系統，并不是光伏制作者能獨立勝任的，必須與建筑材料、建筑設計、建筑施工等相關方面緊密配合，共同努力，才能成功。
三、太陽能光伏建筑一體化的綜合效益
1、太陽能光伏建筑所帶來的經濟效益
由于太陽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。據測算，為了滿足 2009年全球電力的需求，以太陽能電池平均轉換率 10%計算，需要的面積相當于德國和意大利兩個國家面積總合的 1.5倍。我國 2009年的發電量約為3億 MW ?h，如果全部用太陽能電池發電，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緊密結合。產生的電能可以補充業主的電力需求，在正常的工作狀態下，太陽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，節約了大量的電費。
2、太陽能光伏建筑所帶來的社會效益
由于使用傳統能源引起的全球氣候、環境問題正開始迅速影響我們普通老百姓的生活，也越來越受到全球的高度重視。氣候變化已使全球自然災害發生的頻率和烈度不斷增加。使用太陽能光伏發電替代部分常規礦物能源發電 100千瓦時，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。間接地創造出顯著的社會經濟效益。
四、我國推廣應用太陽能光伏建筑一體化的必要性
1、建筑更新高峰期，BIPV技術的應用將改變能源利用格局
當前我國正處于城鎮化建設的期，每年的建筑總量達 20億平方米之多，超過了世界上發達國家同期建筑之總和。而且此階段還將持續 30年以上，總的建筑量將翻番。未來 30年我國的建筑總量將超過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能耗和二氧化碳氣體排放的水平。正因為這一“空前絕后”的建設機遇和太陽能建筑一體化的推廣將引發建筑學新的革命，并且改變傳統能源利用的格局。
（圖2）太陽能光伏建筑一體化應用案例
2、新能源發展必然趨勢
據各國可靠數據，如果按現在人類開發和使用傳統的石油，天然氣的速度，我們大約還可以開發50年左右，在這樣的必然趨勢下，我們必須趕上新能源研究開發，并實際大規模投入使用的步伐，我國目前正處于建筑物新建的高峰期，如果能把握住這次機遇，太陽能光伏建筑一體化的應用將迎來巨大變革，進一步促使建造成本的下降。成本、只有成本，才是光伏產業發展的真正動力。無論是景氣也好，不景氣也好，光伏產業中各個環節的價格必須不斷下降，所以，我國應該效仿發達國家在這方面的政策引導，在目前這種環境下，給以太陽能光伏產業必要的優惠政策，促進光伏建筑一體化在整個建筑領域的普遍使用。
五、結論
我國現在的開發商，為什么對使用太陽能光伏建筑一體化技術的應用不太積極？原因很簡單，開發商只想著迅速投資，然后在盡可能短的時間內把房子推向市場，獲取利益。當然，也不能說開發商都黑心，這是自由市場的共性，在這種情況下，政府就要堅決站出來，采取一系列優惠政策引導建筑行業向這方面發展，在時機成熟的條件下，甚至應該強制性要求所有城鎮新建、擴建工程應用太陽能光伏建筑一體化技術。
至于成本問題，在大面積推廣肯定會降下來，在不久的未來，太陽能光伏建筑一體化技術和成本將取得突破性的進展，徹底消除使用障礙，太陽能光伏建筑一體化綠色電能源將替代傳統電能來源，引領新一輪能源革命。所以我們既要把發展太陽能光伏建筑一體化作為技術革新的重要舉措，又要把太陽能光伏建筑一體化應用提高到國際競爭的戰略制高點的位置。這也是未來最大的歷史性機遇與社會發展方向。在可以預見的未來，我國太陽能光伏建筑一體化應用將迎來發展的春天。
參考文獻：
【1】楊梅林：《民用建筑節能技術發展趨勢探討》，2011（2）；
【2】牛雙國李淑芳：《2 MWp太陽能光伏發電工程技術研究》，建筑技術第44卷第7期；
第2篇
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.
關鍵詞： 太陽能;光伏建筑；一體化;節能；
中圖分類號：TK511文獻標識碼： A 文章編號：
1.前言
太陽能作為一種新的能源，越來越多地應用于發電、熱水系統等領域中。而光伏發電作為太陽能一種主要的應用形式，其擁有可靠、無噪聲、無污染、無需消耗燃料、可方便地與建筑物相結合等優點，使光伏建筑一體化技術越來越多地應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“太陽能光伏建筑一體化”的概念。中國翻譯過來被稱為“BIPV”(Building Integrated Photovoltaic)，其通常的意義為集成到建筑物上的太陽能光伏發電系統。
目前在中國，對“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能光伏發電系統均稱為“BIPV”。 狹義的理解，與建筑物同時設計、同時施工、同時安裝并與建筑物完美結合的太陽能光伏發電系統才能稱之為“BIPV”。由于二者容易混淆，在建筑系統中，我國將廣義的方式稱為“BAPV”(Building Attached Photovoltaic),而將狹義的方式稱為“BIPV”加以區分[1][2][16]。
2.太陽能光伏建筑一體化技術發展現狀
在我國內，“安裝型”太陽能光伏建筑一體化系統又被稱為BAPV（Building Attached Photovoltaic），具有造價低、效率高的特點，其主要形式是在建筑物屋頂安裝太陽能電池板[1][4][5][7][8][9][10]。該系統在國內主要應用于大型廠房等屋頂面積較大的光伏建筑一體化系統中，如：京東方8代線產房、珠海東澳文化中心等。
“構件型”和“建材型”太陽能光伏建筑一體化系統在國內又被稱為BIPV(Building Integrated Photovoltaic)，即狹義上的BIPV。“構件型”和“建材型”太陽能光伏系統造價較高、效率一般，但與建筑結合較好，比較美觀；“構件型”系統其主要形式是光伏組件構成的雨棚構件、欄板構件等；“建材型”系統其主要形式為光伏瓦、光伏磚等[1][4][7][8][9][10][12]。該系統通常應用于辦公樓等綜合建筑體，如：首都博物館新館、國家體育館等。
本文從廣義的太陽能光伏建筑一體化技術出發，著重對現有的應用成果進行綜述。
3.太陽能光伏建筑一體化系統的組成
光伏建筑一體化系統主要由光伏陣列、光伏接線箱、蓄電池、光伏逆變器等設備組成。
根據文獻[3]中規定，光伏系統主要有兩種類型，即并網光伏系統和獨立光伏系統,其組成形式如圖1及圖2所示。
由于獨立光伏系統造價較高，蓄電池占用空
間較大，且結合我國電網的實際情況，城市中光伏建筑一體化系統基本選用的是并網光伏系統中的無逆流無存儲裝置的系統。在我國偏遠山區，由于電網不發達或不穩定，一般采用獨立光伏系統中的無逆流有存儲裝置的系統。
3.1光伏陣列
光伏陣列中的光伏電池將光子能量轉換成電能，通過控制器和逆變器向建筑物內的電網輸送電能。
光伏電池作為光伏陣列的基本組成部分，現
階段在建筑物上應用的產品主要有硅太陽電池和化合物電池兩種。
硅太陽電池主要分為單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽電池、非晶硅太陽電池幾種。
化合物電池主要由碲化鎘太陽電池和銅銦鎵硒薄膜太陽電池組成。表1列出了各種太陽電池性能。
表1 光伏電池性能對比
由表1可以看出，現階段硅太陽電池的應用明顯要好于化合物電池。單晶硅和多晶硅太陽能電池由于光電轉換率較高且價格適中，在我國的光伏建筑一體化系統中得到廣大應用。
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在維修、檢查時易于分離電路，當光伏系統發生故障時減少停電范圍。
3.3.蓄電池
蓄電池是獨立型太陽能發電系統和防災型系統不可缺少的儲能部件。其主要功能是當日照量減少或夜間不發電時補充負荷要求的功率。當太陽能發電功率下降時，蓄電池可以起緩沖作用，保證電壓穩定。
文獻[2]總結了在光伏建筑中，目前應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
第3篇
關鍵詞：供暖系統；空調制冷系統；太陽能與建筑一體化技術
1.引言
太陽能是分布廣泛、使用清潔的可再生能源，我國擁有著非常豐富的太陽能資源。但是近年來能源危機和環境惡化的問題越來越突出，面對節能壓力，太陽能的利用越來越受到青睞，有望在未來社會能源結構中發揮更加重要的作用。文中就太陽能應用及太陽能與建筑一體化技術進行了探討。
2. 太陽能采暖系統
太陽能采暖系統是指以太陽能作為采暖系統的熱源，利用太陽能集熱器將太陽能轉化成熱能，供給建筑物冬季供暖和全年其他用熱系統。太陽能采暖方式可分為主動式和被動式兩種方式。
2.1太陽能采暖系統原理
被動式太陽能采暖主要是通過對建筑物朝向和周圍環境的合理布置，內部空間和外部形體的巧妙處理，以及建筑材料和結構構造的恰當選擇，使建筑物在冬季能充分收集、存儲和分配太陽輻射熱。主動式太陽能采暖系統主要由太陽能集熱系統、蓄熱系統、末端供熱采暖系統、自動控制系統和其他能源輔助加熱、換熱設備集合構成，相比于被動式太陽能采暖具有熱轉換效率高、保溫效果好、室內溫度穩定、多用途等特點，但一次性投入費用較大、系統集成復雜、使用管理要求較高。
2.2太陽能采暖系統設備
太陽能采暖系統設備主要有集熱器、輔助熱源和采暖末端。
常見的太陽能集熱器有平板型和真空管型兩種，平板集熱器結構簡單，適合承壓運行，而且整體外觀、結構強度、安裝運行等都適合與建筑相結合，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生爆管、真空度降低等問題，因此，平板型集熱器更多運用于太陽能采暖工程中。
太陽輻射存在較大的間歇性和不穩定性，因此太陽能采暖系統必須設置輔助熱源。常用的輔助熱源主要有小型燃油（氣）鍋爐，城市熱網或區域鍋爐房、工業廢熱、電鍋爐、電熱管、地源熱泵及生物質燃料等。輔助熱源要根據當地太陽能資源條件，常規能源的供應狀況，建筑物熱負荷和周圍環境條件等因素進行綜合經濟性分析，以確定適宜的輔助熱源及合理的太陽能供暖比例。
目前太陽能采暖系統普遍采用地板輻射散熱系統作為末端。普通散熱器熱媒溫度要求高（70℃以上），太陽能系統很難達到該出水溫度要求。而地板采暖所需低溫熱水在35―55℃之間，太陽能集熱器正好能提供適宜溫度。地板采暖系統以整個地面作為散熱面，以輻射方式傳播熱量，與以對流散熱為主的散熱器系統相比，舒適性好，更符合人體生理學調節特點，節省供熱能耗。
3. 太陽能空調制冷系統
3.1 太陽能空調制冷系統
很好的季節匹配性是太陽能空調制冷的最大優點，太陽輻射越好，太陽能制冷系統的制冷量越大。實現利用一套太陽能集熱器做到冬季采曖、夏季空調、四季熱水供應等是太陽能規模化、低成本應用的理想途徑之一。
3.2太陽能制冷技術原理
太陽能制冷系統主要有吸附式、吸收式、除濕空調和噴射式制冷四大類，其中前三種研究應用最廣。它們的工作原理是利用太陽能集熱器產生的熱能驅動制冷裝置產生冷凍水或調節空氣送往建筑環境內進行空調。
(1)太陽能吸收式制冷：用太陽能集熱器收集太陽能來驅動吸收式制冷系統，是目前示范應用最多的太陽能空調方式。多為溴化鋰-水系統，也有的采用氨-水系統。
(2)太陽能吸附式制冷：利用吸附制冷原理，以太陽能為熱源，采用的工質對通常為活性碳-甲醇、分子篩-水、硅膠-水及氯化鈣-氨等，可利用太陽能集熱器將吸附床加熱后用于脫附制冷劑，通過加熱脫附-冷凝-吸附-蒸發等幾個環節實現制冷。
(3)太陽能除濕空調系統：是一種開放循環的吸附式制冷系統，基本特征是干燥劑除濕和蒸發冷卻。
(4)太陽能蒸汽噴射式制冷：通過太陽能集熱器加熱使低沸點工質變為高壓蒸汽，通過噴管時因流出速度高、壓力低，在吸入室周圍吸引蒸發器內生成的低壓蒸汽進入混合室，同時制冷劑在蒸發器中汽化而達到制冷效果。
4. 太陽能與建筑一體化技術
平板式太陽能集熱器設置在建筑物陽光充足的部位。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；還可以與陽臺、飄窗、外墻面結合，實現太陽能最大化利用，為住宅的立面設計提供了新的方式方法，達到一物多用的目的。運行以分體式雙循環承壓運行為主，將儲熱水箱設在地下室、閣樓或樓梯間、陽臺等部位隱藏放置，不占室內空間，避免屋頂、陽臺和外墻承重；輔助能源選用燃氣爐、壁爐或電加熱器，確保全天候熱水供應。
5.結語
太陽能在建筑節能領域的應用越來越廣泛，實現太陽能供暖系統和太陽能集熱轉換及與之匹配的制冷空調方式是未來太陽能制冷空調技術領域研究和應用的重點。同時太陽能與建筑一體化技術的廣泛應用前景，勢必會促進人們對可再生能源利用的熱情，加大技術創新和開發力度。
參考文獻：
[1]王如竹，代彥軍．太陽能制冷[fM]．北京化學工業出版社，2007
[2]．Aitken D W．走向擁有更多可再生能源的未來[R1．國際太陽能協會fLl皮書，2004．
[3]Henning H M．Air conditioning with solar energy[R]．
SERVITEC．Barcelona．2000―1 0．
