D0L:10.13923f.cmki.cn14-1291hu.2021.02.016文章编号：1009-9441(2021)02-0048-06太阳能光伏与建筑屋顶一体化构造深化研究☐口崔静恩，李锐，范磊，彭明强（中国建筑材料科学研究总院有限公司，北京100024）摘要：随着全球城市环保节能需求的不断增加及太阳能开发技术的日益发展，光伏建筑一体化技术势必主导未来建筑1光伏建筑一体化构造深化原则工程对新能源利用的潮流。我国东南沿海地区太阳能资源光伏建筑一体化技术，并不是把光伏面板单纯丰宫，深化该地区建筑屋顶太阳能光伏一体化构造设计，既地堆砌在建筑物上，它是一种相对复杂的集成化设可以加快光伏建筑一体化技术在我国建筑领城的应用与推广，又可以实现一种独特的建筑艺术效果，为光伏建筑一体计方式，不仅可以满足光伏发电的需求，还充分考虑化在国内建筑领城的应用提供参考。了建筑的使用性能以及美学需求，既保证了电气安关键词：光伏建筑一体化：建筑屋顶：光伏组件全与建筑结构安全，也实现了建筑节能环保的社会中图分类号：TU18文献标识码：A价值。所以，光伏建筑一体化的实现，需要多方面的共同努力。引言光伏组件的深化设计应该与建筑设计同步进行，人类社会发展与能源开发息息相关。伴随着在光伏建筑设计过程中，应始终秉持一体化理念，坚化石类燃料能源存量的不断减少，人类生存环境持一体化设计、一体化制造、一体化施工的核心原则。形势日益严峻，可再生能源的开发与应用已成为1.1规划先行原则当今社会的重要议题。太阳能作为一种取之不尽建筑行业必须坚持“规划先行”的理念，而光伏用之不竭的清洁能源，具备极高的应用价值和能建筑一体化，同样要求规划先行。首先，需要对建筑源替代优势。目前，在建筑工程领域与太阳能应所处位置的太阳能资源、周边环境、地理条件等情况用结合较为成熟的技术主要有两种，分别为太阳进行充分调研，这将是光伏建筑一体化设计能否实现能光伏应用技术和太阳能热水应用技术。太阳能的前提条件：其次，针对建筑所在地的日照特点选择光伏应用技术与建筑屋顶结构相结合，在不占用合适的光伏阵列设计，尽量避免遮挡，使得光伏组件额外用地的前提下，不仅可以为用户就近提供热最大限度地接受太阳能，实现光伏发电效率的最大化。水，还可以补充居民用电，节能效果明显，是现代1.2多专业协同原则建筑领域的重点发展方向之一。对太阳能光伏与光伏建筑一体化设计过程中，要求多专业信息建筑屋顶一体化构件进行针对性的深化研究，不交换，多部门集成合作，注重设计过程的连续性，进仅可以推进光伏建筑一体化应用，而且可以实现而保证各个设计主体对最终目标实现的一致性。建筑节能减排，缓解社会能源短缺，具有十分重要在建筑设计领域，建筑师往往是设计的主体，而的经济意义和社会价值。其他相关专业围绕建筑师的设计方案来开展工作，长期以来，工业建筑都是新材料和新技术的实这种思路在光伏建筑一体化设计中同样适用。建筑验载体。厂房建筑相对于传统的民用建筑，构造形师在强调建筑艺术效果的同时，要求设备相关专业式更加多样性，建筑空间应用更加丰富，而且我国现工程师对光伏发电、建筑节能等层面提供可行性方代工业化起步较晚，工业建筑能耗较高。因此，研究案，结构相关专业工程师对建筑安全美观进行初步太阳能光伏技术在建筑屋顶领域的应用，拥有较大设计。只有从建筑造型、光伏利用、节能环保、结构的应用价值和现实意义。安全等多个层面同时评估后，才能实现光伏与工业①基金项目：国家重点研发计划资跏2018YFD1101005)。48Research Application of Building Materials(C)1994-2021 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net建筑相辅相成、相得益彰，最终实现光伏一体化的最法，它不仅可以结合光照角度进行调节，实现发电效率最大化，而且方便安装，后期的清洁、维修工作也1.3节能环保原则便利，同时支架与屋面之间的空气层，有利于组件光伏建筑一体化要求光伏与建筑的结合具备节降温。能环保原则，主要体现在以下三个方面：但支架法也存在其自身弊端，比如易受到环境(1)建筑本身必须环保，光伏发电过程主要依气候条件的影响。在我国东南沿海地区，气候炎热赖太阳能，其应用过程不产生污染物，十分环保。多雨，支架会受到气候影响锈蚀或者老化，进而影响()光伏构件或者构件原材料必须环保，比如其刚度和寿命：如果遇到大风天气，如果支架安装不光伏幕墙，不能造成光污染。当，很可能被大风掀离，存在较大隐患：同时东南沿(3)应用节能技术，比如在外墙光伏组件设计海多雨潮湿，如果防水措施失效，对于预埋形式光伏过程中，选择透明围护结构，在保证建筑物自然采光组件，不仅影响其安全使用，而且还会对屋顶结构造的前提下，还可以实现建筑物自然通风，缓解对空调成损坏，持续发展的话，还会造成建筑物结构破损，的过度依赖，同时还可以选择一些环境友好型设备，带来严重的安全隐患。进而降低耗电量。因此，在光伏建筑设计过程中，应对当地气候和1.4高效安全原则周边环境进行充分调研，比如海边要考虑海盐侵蚀，光伏建筑一体化高效安全原则需注重以下两个种植屋面要预防植物释放氨气等腐蚀性气体。同因素：时，支架材料选型要合理，对于铝合金或不锈钢材(1)光伏组件自身因素。一方面涉及到其结构质，要做好防锈防腐处理，比如采取氟碳喷涂、热浸安全性能，比如在高层建筑结构中，风荷载影响较锌、电泳涂漆等方式。大，不仅影响组件与建筑物连接部位的结构安全，还支架与预埋件的连接往往选择刚性连接，防渗要充分考虑组件在较大风压下是否会产生变形进而环节是处理的关键。由于预埋件的螺栓会穿透防水影响发电效率和结构安全：另一方面涉及其使用寿结构表面，其周边位置将成为防渗薄弱环节。同时命，比如个别组件寿命低于建筑物，那么相对不便更由于建筑物混凝土自身沉降或收缩，也可能在螺栓换的组件，其使用寿命在设计过程中需要考虑新材底部形成渗水通道。因此，必须采取一定的防渗措料或者新工艺，尽量延长组件的使用寿命，争取做到施，如图1所示。其方法是加焊止水环，或者在螺栓与建筑物同寿命或者更长。周围嵌入密封膏，阻断渗水路径。然后在螺栓与支(2)建筑电气安全因素。也是设计过程的重中架连接位置加垫橡胶垫圈、尼龙垫圈，不仅可以起到之重。因为安装光伏组件过程中会涉及大量的金属防渗作用，还可以对服役过程由于连接点刚度降低材料，如果发生漏电事故，会对建筑物甚至内部人员引起的渗水起到预防作用。造成不可估量的损失和伤害。1.5可持续发展原则首先，光伏建筑一体化设计过程中，在保证建筑外在风格的前提下，巧妙引入太阳能光伏系统，本身就承载绿色建筑理念，体现着可持续发展原则：其次，光伏建筑一体化在当前节能减排社会经济环境下，肩负着引导和示范的责任：最后，对于光伏建筑一体化项目来说，也是坚持可持续发展原则的受益者，并不是只有付出没有回报。因此，在光伏建筑一图1预埋件防渗处理措施体化设计过程中，要始终秉持可持续发展理念，避免不必要的资源消耗和环境污染。如果光伏支架不采取预制基础，直接与地面接2光伏屋顶构造深化分析触的话，雨水冲刷易造成支架生锈腐蚀，同时易造成支架内部进水，导致螺栓与钢管内壁锈蚀，最终影响2.1屋顶支架构造深化光伏支架的结构安全性。目前光伏组件安装应用最广泛的形式是支架因此，如果选择直接预埋件方式，则在设计阶China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.建材技术与应用2/202http://www.cnki.ne