BIPV建筑一体化设计方案

BIPV建筑一体化设计方案1.1BIPV建筑一体化设计要点光电建筑一体化的设计首先也必须满足整体区域的建筑设计原则，光电建筑一体化将太阳能光伏系统/组件作为建筑的一部分，对建筑物的建筑效果与建筑功能带来一些新的影响，作为与建筑结合或集成的建筑新产品，光电建筑一体化对光伏系统及组件提出了如下新的要求：光伏阵列的布置要求光伏阵列的布置应尽可能地朝向太阳光入射的方向；光伏阵列的布置要方便设备选型，使其接近标准组件的电学性能，满足电学要求；建筑的美学要求光电建筑一体化首先是一个建筑，是建筑师的艺术品，应满足一定的美学要求，用于光电建筑一体化的光伏组件，由于其安装朝向与部位的要求，在不可能作为建筑外装饰主要材料的前提下，光伏组件的颜色与质感需与整座建筑协调；光伏阵列的力学要求当光伏组件与建筑集成使用时，光伏组件是一种建筑材料，需满足建筑的安全性与可靠性，不仅要通过IEC61215的检测，满足抗冰雹冲击的要求，还要有一定的抗风压要求，具有一定的韧性，在风荷载作用时能有一定的变形，特别是用作玻璃幕墙面板和采光顶面板的光伏组件，有更高的力学性能；建筑隔热隔声的要求普通光伏组件一般只有4mm厚，不能满足隔热隔声的要求，可以将普通光伏组件作成中空低辐射隔声节能玻璃；建筑采光的要求为了提高效率，将电池片间距缩小到2～5mm，但光电建筑一体化要考虑到室内的采光要求，调整电池片间距到25mm左右，使其透光率在30%左右；安装方便的要求光电建筑一体化组件的安装要求要比普通组件的安装难度大很多，安装高度较高、安装空间较小，可以将光伏组件与结构作成单元式结构，进行专门的设计与生产；寿命的要求普通光伏组件的封装用的胶一般为EVA，使用寿命不到50年，不能与建筑同寿命，EVA发黄会影响建筑的美观与光伏系统的发电量，所以设计时选择PVB封装的光伏组件，PVB已经成熟应用于建筑用来夹胶玻璃的制作；由于光电建筑一体化系统中的连接线大多在幕墙立柱、横梁等密闭结构中，温度远远高于环境温度，不能采用普通的聚氯乙烯铜线，而应该选用光伏专用电线（双层交联聚乙烯铜线），电线的直径也要比普通系统大一些。1.2BIPV建筑设计方案本项目以非晶硅光伏组件+采光中空夹层玻璃部分取代屋顶原有材料，使其与屋面原有未被替换的屋面之间相结合，不需要建造支架基础，使其在发挥太阳能发电功效的同时，又能起到屋顶防水、保温、采光等作用。:生产厂房综合研发楼:生产厂房综合研发楼位置可铺设面积（㎡）综合研发楼A4800综合研发楼B4800生产厂房A9000生产厂房B9000合计236001.3电池组件的总体布置本期申报的1MWp项目，其中两座生产厂房平面尺寸为150m*60m，面向为东西向，长轴南北走向；两座综合研发楼平面尺寸为80m乘60m，面向为南北向，长轴东西走向。1、综合研发楼电池组件的总体布置80m*60m综合研发楼顶部光伏电池组件阵列布置示意图按以上布置示意图，组件排列为6串280并，80m*60m综合研发楼共安装6*7=42排光伏电池组件，每排安装40块光伏电池组件，其东西长度约为56.8米，每排均留维修过道和两侧墙边留出步道。两座厂房共计可安装42*40*2=3360块光伏电池组件，安装容量为500.4kWp。2、生产厂房电池组件的总体布置150m*60m厂房顶部光伏组件阵列布置示意图按以上布置示意图，组件排列为6串280并，图中灰框里为6*1410mm串连.35*1110并连的组件排列，150m*60m厂房共可安装6*8=48排光伏电池组件，每排安装35块光伏电池组件，每块组件间隔10mm，其东西方向宽度为49.70米，东西两侧墙边留出步道。共计可以安装8排，其南北方向长度为150米，南北侧墙边留阴影距离和过道。如此设计，两座厂房共计可安装48*35*2=3360块光伏电池组件，安装容量为504.0kWp。因此，本项目的设计安装容量为504+504=1008.kWp≈1MWp位置功率（kWp）实际安装面积(m2)电池种类综合研发楼A2522587非晶硅综合研发楼B2522587非晶硅生产厂房12522587非晶硅生产厂房22522587非晶硅合计1004103491.4BIPV结构专业设计本项目为光电建筑一体化（BIPV）工程，结构设计方案采用现浇钢筋混凝土框架剪力墙钢结构、钢结构。场地自然条件为基本风压值0.35kN/m2。主要校核在屋顶安装光伏发电组件。本工程光伏发电组件结构设计根据工艺及建筑专业的条件，考虑结构体系及构的布置，确定光伏发电板及钢结构支撑组架的布置，对结构材料、耐久性、安装部位的构造及强度，以及与结构的连接构造等进行复核验算，满足结构安全性及耐久性的要求。光伏发电板支撑构架采用钢结构支架，由钢柱、主龙骨及次龙骨组成。竖向钢杆件、系杆及主龙骨构成榀钢架，传递竖向荷载；各钢架通过次龙骨连接，组成整个钢结构支架，传递水平荷载。钢结构支架与结构屋面板通过钢筋混凝土支墩连接，将竖向荷载及水平荷载传递给原结构屋面板。光伏发电板及钢结构支撑组架荷载如下：恒载标准值：1）标准电池板及组件重一块标准板及组件重G=22.5kg=0.45kN折算均布面荷载0.45/(1.4x1.1)=0.154kN/m22）龙骨及支撑构架自重折算成均布面荷载q2=13kg/m2=0.13kN/m23）钢筋混凝土构造柱自重G1=0.18x0.18x0.5x25=0.405kN4）风荷载计算P风荷载：地面粗糙度可分为A、B、C、D四类一A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；一B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；一C类指有密集建筑群的城市市区；—D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。按照维护结构计算地面粗糙度为：D数层高度为：9米、6米太阳能板尺寸：长=1560宽=15602高=46风荷载标准值Wk=βgzμslμzωoWk=0.34KN/M2（风荷载标准值）βgz=1（高度Z处的阵风系数）μsl=1（局部风压体型系数）μz=0.62（风压高度变化系数）高度z处的阵风系数βgz，参照《GB50009-2006》附表7.5.1阵风系数;局部风压体型系数μsl，参照《GB50009-2006》附表7.1.1风荷载体型系数;风压高度变化系数μz，参照《GB50009-2006》附表7.2.1风压高度变化系数;基本风压ωo,参照《GB50009-2006》附录D全国各城市的50年。;计算风荷载标准值ωk=βgzμslμzωo=0.35kN/m25）雪荷载计算P雪荷载：雪荷载标准值Sk=μrSoSk——雪荷载标准值(kN/m2)；μr=1屋面积雪分布系数So=`0.2基本雪压(kN／m2)。屋面积雪分布系数μr,参照《GB50009-2006》附表6.2.1屋面积雪分布系数;基本雪压So,参照《GB50009-2006》附录D全国各城市的50年一遇雪压和风压值计算雪荷载标准值Sk=μrSo=0.2kN/m26）荷载