如何把太阳能与建筑技术美学融为一体？

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1、如何把太阳能与建筑技术美学融为一体？　　导读：能源危机和环境恶化的不断加剧，让中国和世界各国一样面临着资源与环保的双重压力。太阳能是一种无污染的能源，也是人类可利用的最丰富的能源，如何把太阳能利用纳入建筑与环境的总体设计，使太阳能设施成为建筑物的有机整体，让建筑、技术和美学相互有机结合，取代传统利用太阳能的简单叠加模式，是我们做为建筑师需要研究的问题。　　　　一、建筑应用太阳能的三种主要形式　　　　先简单介绍太阳能建筑利用常见模式。目前在建筑上应用太阳能主要有光电、光热、光导三种形式。　　　　太

2、阳能光电系统：　　　　光伏建筑一体化（BIPV）是将太阳能发电（光伏）产品集为建筑构件或者建筑部件系统，如太阳能幕墙、太阳能窗、太阳能屋顶等。光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种可再生能源利用形式。光伏建筑一体化安装与建筑构造优化设计是以不损害和影响建筑效果，保证结构安全可靠，构件的防雷、防水、抗风、隔热、保温等指标满足建筑营造标准，其功能和寿命均不受影响前提下，把传统的仅耗散能量的建筑构件（屋顶、墙面、阳台板、遮阳系统等）转换为能够吸收太阳能并转化为电能的建筑构件，以节约建筑用能。　

3、　　　在实际应用中，光伏组件需要与建筑互适结合，既满足其发电条件：光伏组件本身是由玻璃、太阳电池、高分子胶膜和铝合金框架组成的板式发电器件，有隔热、防水、防潮、强度、刚度等要求，其光电转换效率受地域气象条件、建筑方位、部位、构造连接方式等影响；同时作为一种建筑构件，还必须具备可承受一定荷载、防雷、防水、抗风、隔热、通风功能以及满足建筑对构件结构安全、工业化施工、造价合理等规范要求；这些条件需要有特殊的构造措施来满足，因此需要创新与产品相适应、有别于传统建筑构造的光伏建筑构造技术。　　　　所以，在

4、建筑物的外围护结构上布设太阳光伏阵列产生电力即建筑物与光伏发电集成化，形成一种集发电、隔音、隔热、安全和装饰功能为一身的新型功能性建筑，与传统建筑的最大区别它不是选择以减少能量损失为主的传统建筑消极节能模式，而是采取利用光伏技术把通常被当作有害因素被屏蔽掉的太阳光，转化为可被人们利用的电能的积极节能模式，并且它提供的是一种洁净的能源，符合我国节能减排的能源利用标准。　　　　光伏建筑实际应用需要研究的技术有很多：　　　　1）包括不同建筑形式、不同安装部位和不同安装方式的光伏组件与建筑功能的可靠、合

5、理的协调解决方案、建筑构造设计；　　　　2）包括光伏建筑构件和组件的支撑配件或支架的强度计算与材料选择；光伏构件和建筑构件在不同安装形态下荷载参数的选择与计算方法；　　　　3）包括光伏构件和建筑构件连接节点、配件的标准化设计；　　　　4）同时还涉及光伏电气布线系统的安装构造设计、防雷电及电磁辐射、防渗漏、防水、隔热等构造技术。　　　　光伏建筑需要标准化的性能指标：　　　　1）光伏建筑构件在各类建筑上的安装方式、节点构造措施应能保障光伏器件的最佳的发电效果；　　　　2）光伏集成构件及组件的荷载计算

6、、防雷电及电磁辐射、防渗漏、防水、建筑热工指标、维护检修便利性应达到现行建筑相关规范标准。　　　　3）光伏建筑构件、组件的安装构造设计符合现行建筑相关规范标准规定的热工、物理指标和光伏系统并网技术标准。（摘自：中国绿色建筑研究院）　　　　4）光伏建筑构件和组件的支撑配件或支架的强度计算与材料选择；光伏构件和建筑构件连接节点、`配件的标准化设计。光伏建筑构件和组件的使用寿命超过30年，长期裸露在室外的支撑配件或支架，其材料选择和强度计算非常重要，在日本等国家，都已经制定了“太阳能电池阵列用支撑物设

7、计标准”，我国目前还没有，实际应用极易发生因恶劣气象、环境条件下支撑体受破坏导致光伏系统和建筑受损事故。　　　　5）光伏构件及组件在不同安装形态下设计荷载参数的选择和计算方法（摘自：中国绿色建筑研究院）　　　　为了保证光伏系统及其安装设施在各种极端条件下的安全和免使建筑遭受损坏，必须对光伏系统及其安装设施在不同安装形态下的设计荷载参数进行研究，以提供建筑工程师进行荷载计算。　　　　需要研究的技术单元：　　　　1）固定荷载的荷载条件与组合；荷载条件：要分别考虑长期与短期状态，在广东地　　　　区要考

8、虑台风、暴雨和地震状态；　　　　2）风压荷载的荷载条件与组合；荷载条件：除了通常应考虑的风压、风速、风力系　　　　数外，还要研究用途系数、环境系数、高度修正系数的选择等因素；　　　　3）材料及其允许应力计算。　　　　光伏系统及其安装设施在不同安装形态下的设计荷载，在不同建筑气候区，不同荷载条件下，其组合系数是不同的，需要纳入的系数因素也不同。目前我国还没有制定关于光伏系统及其安装辅件荷载计算的相关规范与规定，需要进行创新研究。　　　　6、根据功能必要、技术可行、经济合理的原则，研究光伏构件及组件