光伏建筑一体化屋面系统研究与实践

光伏建筑一体化屋面系统研究与实践摘要：随着社会的发展以及科技的进步，尤其是绿色城市建设理念的贯彻和落实切实的推动了光伏建筑一体化的发展和应用。作为目前建筑领域最为重要的研究技术之一，光伏建筑在造型、投资成本、维修等方面均具有明显的优势作用基于此，本文通过对光伏建筑屋面进行了相关阐述，由此提出了光伏建筑一体化屋面更深层次研究以及其其未来发展趋势。关键词：光伏建筑一体化屋面系统应用所谓的光伏建筑指的就是通过应用太阳能以及建筑屋面的融合而形成的一项绿色新技术，该技术不仅可以充分的吸收光能热量，提升对太阳能资源的最大化利用，而且还提升了屋面系统的热效率利用。作为绿色建筑施工技术的重要组成部分，光伏建筑一体化屋面系统的应用将切实的促进建筑领域的绿色长久发展。1光伏建筑一体化屋面相关概述光伏建筑屋面概述光伏屋面又被称为“太阳能光伏建筑面”其主要是有效的将太阳能发点产品以及建筑屋面进行结合，从而提升建筑屋面的各项性能。光伏建筑屋面不仅具有传统屋面的外围护作用，而且还能产生电能、热能等来满足用户的需求。需注意的是，虽然光伏屋面融合了太阳能以及建筑屋面，但是并不是单纯的太阳能光伏和建筑屋面的相加融合，而是一个有机的统一整体，具有一体化功能。再加上，人们如今对于节能环保、美观以及经济性等要求的提升，光伏屋面的应用可以切实的满足市场需求以及时代发展。应用光伏建筑屋面的优势首先，光伏屋面的应用可以切实的提升建筑屋面的利用率。由于太阳能的分散优势，所以必须要依托于较大的接受面来承接太阳能，而建筑屋面本身的面积较大，为此，可以实现对太阳能的转换利用；其次，降低建设成本。通过光伏企业和建筑企业的合作建设不仅可以切实的实现一体化发电，而且还可以降低传统建筑物对电能以及热能的需求，从而降低建设成本；再者，具有良好的隔热性。因为光伏屋面可以有效地吸收太阳能所产生的热量且仅有10%左右的热量会渗透到室内，为此，光伏屋面不仅具有良好的存热作用，而且还可以起到隔热的效果最后，具有一定的防灾优势。因为光伏建筑屋面的适用性较强，为此，其受到自然环境的影响几率较小。譬如，日本神户地区发生地震而导致发电设备的损坏，继而致使周围受到无电的困难，而通过应用光伏建筑屋面的相关建筑仍能继续发电使用，而且光伏建筑屋面还具有一定的应急作用，可以通过应用光伏屋面系统实现短期的供电。2光伏建筑一体化屋面系统研究2.1屋顶支架构造目前光伏组件安装应用最广泛的形式是支架法，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、维修工作也便利，同时支架与屋面之间的空气层，有利于组件降温。但支架法也存在其自身弊端，比如易受到环境气候条件的影响。在我国东南沿海地区，气候炎热多雨，支架会受到气候影响锈蚀或者老化，进而影响其刚度和寿命;如果遇到大风天气，如果支架安装不当，很可能被大风掀离，存在较大隐患;同时东南沿海多雨潮湿，如果防水措施失效，对于预埋形式光伏组件，不仅影响其安全使用，而且还会对屋顶结构造成损坏，持续发展的话，还会造成建筑物结构破损，带来严重的安全隐患。因此，在光伏建筑设计过程中，应对当地气候和周边环境进行充分调研，比如海边要考虑海盐侵蚀，种植屋面要预防植物释放氨气等腐蚀性气体。同时，支架材料选型要合理，对于铝合金或不锈钢材质，要做好防锈防腐处理，比如采取氟碳喷涂、热浸锌、电泳涂漆等方式。支架与预埋件的连接往往选择刚性连接，防渗环节是处理的关键。由于预埋件的螺栓会穿透防水结构表面，其周边位置将成为防渗薄弱环节。同时由于建筑物混凝土自身沉降或收缩，也可能在螺栓底部形成渗水通道。因此，必须采取一定的防渗措施。光伏建筑一体化屋面系统主要采用憎水性玻璃面板与主水槽、防水密封等形成屋面防排水系统，屋面构造、泛水包边、采光带等采用模块化组合构成，主水槽等受力构件采用卡扣式零穿孔连接，组件与组件（或踏板）间使用可靠的密封扣条进行固定和密封，泛水包边采用对焊连接，系统设计带有防震动体系，可有效防止海边高频次风荷载作用，有效消化伸缩变形、温度变形。整个屋面表面的无穿孔连接技术，避免了漏水的隐患。建筑外观因为光伏建筑一体化屋面系统有效的融合了太阳能技术，切实的将建筑、美术以及技术进行了统一融合，为此，在实际应用过程中可以直接将光伏发电组件单元板以及检修走道板作为屋面板，即在BIPV建筑过程中，可以将相关接线盒连接线等隐蔽的设计在组件或者踏板下方，这样一来不仅可以避免阳光直射以及雨水的侵蚀，而且还可以起到美观的作用，有效的促使建筑屋面的美观、简洁，富有现代建筑特色。与此同时，光伏建筑一体化屋面系统设计中，由于选用的是光伏专用电线，为此，其设备性能较为优异且电线直径较大，所以可以起到延长BIPV系统使用寿命的作用。屋面受力以及施工难度BIPV光伏建筑一体化屋面系统由于仅仅是一个单纯的屋面，受力较为清晰，所以其结构更为安全。同时，该屋面系统采用的双面玻璃组件，且钢化玻璃的厚度等均满足国家相关标准，可以切实的保证屋面的使用安全。同时，对于传统的屋面钢结构施工往往周期较长，而通过应用光伏建筑一体化屋面不仅降低了施工难度，而且安装速度较快，可以顺利把保证工期正常完工。3光伏建筑一体化屋面系统未来发展趋势建筑物空气温度调节会消耗大量的能量，据有关调查显示，其消耗量占据了建筑总能耗的70%以上。利用空调机和燃煤来控制建筑温度不仅会消耗大量的能源，还会带来建筑污染问题，给人们的身体造成损害。应用太阳能采暖方面，除了造价较高的太阳房外，还没有被大规模采用。主动式太阳能供电成本非常高，与当今我国经济发展不适应。因此通过光伏建筑一体化中的主动与被动太阳能利用思想势必会成为一股热流。根据房建功能，采用不同光伏屋面、屋顶等形式，这样可以降低天阳能用于建筑功能的一次投资和运行成本，让太阳能技术更具操作性。被动采暖和降温意义在于可以大大降低建筑负荷，可以节约70%，从而对主动功能方案的依赖性有所降低。此外，别动功能可以巧妙的利用自然条件变化调节室内温度。本文认为，建筑内空气温度调节技术发展方向不是通过改变自然环境，而是巧妙的利用自然条件变化来调节自然温度，从而满足人们对健康、舒适环境的需求。主动供能恰好可以提高室内舒适度。这样通过主动和被动功能方式的结合的供能情况，会大大提高供能设备的应用效率，从而降低实际造价。随着我国社会不断发展，新能源技术不断出现以及节能减排和绿色环保需求日益增加，光伏建筑屋面一体化会太阳能应用发展的新潮流，这也是整个社会未来的发展趋势。参考文献张琳•分