BIPV建筑一體化設(shè)計(jì)方案

BIPV建筑一體化設(shè)計(jì)方案1.1BIPV建筑一體化設(shè)計(jì)要點(diǎn)光電建筑一體化的設(shè)計(jì)首先也必須滿足整體區(qū)域的建筑設(shè)計(jì)原則，光電建筑一體化將太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)/組件作為建筑的一部分，對(duì)建筑物的建筑效果與建筑功能帶來(lái)一些新的影響，作為與建筑結(jié)合或集成的建筑新產(chǎn)品，光電建筑一體化對(duì)光伏系統(tǒng)及組件提出了如下新的要求：光伏陣列的布置要求光伏陣列的布置應(yīng)盡可能地朝向太陽(yáng)光入射的方向；光伏陣列的布置要方便設(shè)備選型，使其接近標(biāo)準(zhǔn)組件的電學(xué)性能，滿足電學(xué)要求；建筑的美學(xué)要求光電建筑一體化首先是一個(gè)建筑，是建筑師的藝術(shù)品，應(yīng)滿足一定的美學(xué)要求，用于光電建筑一體化的光伏組件，由于其安裝朝向與部位的要求，在不可能作為建筑外裝飾主要材料的前提下，光伏組件的顏色與質(zhì)感需與整座建筑協(xié)調(diào)；光伏陣列的力學(xué)要求當(dāng)光伏組件與建筑集成使用時(shí)，光伏組件是一種建筑材料，需滿足建筑的安全性與可靠性，不僅要通過(guò)IEC61215的檢測(cè)，滿足抗冰雹沖擊的要求，還要有一定的抗風(fēng)壓要求，具有一定的韌性，在風(fēng)荷載作用時(shí)能有一定的變形，特別是用作玻璃幕墻面板和采光頂面板的光伏組件，有更高的力學(xué)性能；建筑隔熱隔聲的要求普通光伏組件一般只有4mm厚，不能滿足隔熱隔聲的要求，可以將普通光伏組件作成中空低輻射隔聲節(jié)能玻璃；建筑采光的要求為了提高效率，將電池片間距縮小到2～5mm，但光電建筑一體化要考慮到室內(nèi)的采光要求，調(diào)整電池片間距到25mm左右，使其透光率在30%左右；安裝方便的要求光電建筑一體化組件的安裝要求要比普通組件的安裝難度大很多，安裝高度較高、安裝空間較小，可以將光伏組件與結(jié)構(gòu)作成單元式結(jié)構(gòu)，進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)；壽命的要求普通光伏組件的封裝用的膠一般為EVA，使用壽命不到50年，不能與建筑同壽命，EVA發(fā)黃會(huì)影響建筑的美觀與光伏系統(tǒng)的發(fā)電量，所以設(shè)計(jì)時(shí)選擇PVB封裝的光伏組件，PVB已經(jīng)成熟應(yīng)用于建筑用來(lái)夾膠玻璃的制作；由于光電建筑一體化系統(tǒng)中的連接線大多在幕墻立柱、橫梁等密閉結(jié)構(gòu)中，溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于環(huán)境溫度，不能采用普通的聚氯乙烯銅線，而應(yīng)該選用光伏專用電線（雙層交聯(lián)聚乙烯銅線），電線的直徑也要比普通系統(tǒng)大一些。1.2BIPV建筑設(shè)計(jì)方案本項(xiàng)目以非晶硅光伏組件+采光中空夾層玻璃部分取代屋頂原有材料，使其與屋面原有未被替換的屋面之間相結(jié)合，不需要建造支架基礎(chǔ)，使其在發(fā)揮太陽(yáng)能發(fā)電功效的同時(shí)，又能起到屋頂防水、保溫、采光等作用。:生產(chǎn)廠房綜合研發(fā)樓:生產(chǎn)廠房綜合研發(fā)樓位置可鋪設(shè)面積（㎡）綜合研發(fā)樓A4800綜合研發(fā)樓B4800生產(chǎn)廠房A9000生產(chǎn)廠房B9000合計(jì)236001.3電池組件的總體布置本期申報(bào)的1MWp項(xiàng)目，其中兩座生產(chǎn)廠房平面尺寸為150m*60m，面向?yàn)闁|西向，長(zhǎng)軸南北走向；兩座綜合研發(fā)樓平面尺寸為80m乘60m，面向?yàn)槟媳毕颍L(zhǎng)軸東西走向。1、綜合研發(fā)樓電池組件的總體布置80m*60m綜合研發(fā)樓頂部光伏電池組件陣列布置示意圖按以上布置示意圖，組件排列為6串280并，80m*60m綜合研發(fā)樓共安裝6*7=42排光伏電池組件，每排安裝40塊光伏電池組件，其東西長(zhǎng)度約為56.8米，每排均留維修過(guò)道和兩側(cè)墻邊留出步道。兩座廠房共計(jì)可安裝42*40*2=3360塊光伏電池組件，安裝容量為500.4kWp。2、生產(chǎn)廠房電池組件的總體布置150m*60m廠房頂部光伏組件陣列布置示意圖按以上布置示意圖，組件排列為6串280并，圖中灰框里為6*1410mm串連.35*1110并連的組件排列，150m*60m廠房共可安裝6*8=48排光伏電池組件，每排安裝35塊光伏電池組件，每塊組件間隔10mm，其東西方向?qū)挾葹?9.70米，東西兩側(cè)墻邊留出步道。共計(jì)可以安裝8排，其南北方向長(zhǎng)度為150米，南北側(cè)墻邊留陰影距離和過(guò)道。如此設(shè)計(jì)，兩座廠房共計(jì)可安裝48*35*2=3360塊光伏電池組件，安裝容量為504.0kWp。因此，本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)安裝容量為504+504=1008.kWp≈1MWp位置功率（kWp）實(shí)際安裝面積(m2)電池種類綜合研發(fā)樓A2522587非晶硅綜合研發(fā)樓B2522587非晶硅生產(chǎn)廠房12522587非晶硅生產(chǎn)廠房22522587非晶硅合計(jì)1004103491.4BIPV結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)本項(xiàng)目為光電建筑一體化（BIPV）工程，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻鋼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。場(chǎng)地自然條件為基本風(fēng)壓值0.35kN/m2。主要校核在屋頂安裝光伏發(fā)電組件。本工程光伏發(fā)電組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)工藝及建筑專業(yè)的條件，考慮結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)的布置，確定光伏發(fā)電板及鋼結(jié)構(gòu)支撐組架的布置，對(duì)結(jié)構(gòu)材料、耐久性、安裝部位的構(gòu)造及強(qiáng)度，以及與結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造等進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，滿足結(jié)構(gòu)安全性及耐久性的要求。光伏發(fā)電板支撐構(gòu)架采用鋼結(jié)構(gòu)支架，由鋼柱、主龍骨及次龍骨組成。豎向鋼桿件、系桿及主龍骨構(gòu)成榀鋼架，傳遞豎向荷載；各鋼架通過(guò)次龍骨連接，組成整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)支架，傳遞水平荷載。鋼結(jié)構(gòu)支架與結(jié)構(gòu)屋面板通過(guò)鋼筋混凝土支墩連接，將豎向荷載及水平荷載傳遞給原結(jié)構(gòu)屋面板。光伏發(fā)電板及鋼結(jié)構(gòu)支撐組架荷載如下：恒載標(biāo)準(zhǔn)值：1）標(biāo)準(zhǔn)電池板及組件重一塊標(biāo)準(zhǔn)板及組件重G=22.5kg=0.45kN折算均布面荷載0.45/(1.4x1.1)=0.154kN/m22）龍骨及支撐構(gòu)架自重折算成均布面荷載q2=13kg/m2=0.13kN/m23）鋼筋混凝土構(gòu)造柱自重G1=0.18x0.18x0.5x25=0.405kN4）風(fēng)荷載計(jì)算P風(fēng)荷載：地面粗糙度可分為A、B、C、D四類一A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；一B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；一C類指有密集建筑群的城市市區(qū)；—D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。按照維護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算地面粗糙度為：D數(shù)層高度為：9米、6米太陽(yáng)能板尺寸：長(zhǎng)=1560寬=15602高=46風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk=βgzμslμzωoWk=0.34KN/M2（風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值）βgz=1（高度Z處的陣風(fēng)系數(shù)）μsl=1（局部風(fēng)壓體型系數(shù)）μz=0.62（風(fēng)壓高度變化系數(shù)）高度z處的陣風(fēng)系數(shù)βgz，參照《GB50009-2006》附表7.5.1陣風(fēng)系數(shù);局部風(fēng)壓體型系數(shù)μsl，參照《GB50009-2006》附表7.1.1風(fēng)荷載體型系數(shù);風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz，參照《GB50009-2006》附表7.2.1風(fēng)壓高度變化系數(shù);基本風(fēng)壓ωo,參照《GB50009-2006》附錄D全國(guó)各城市的50年。;計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωk=βgzμslμzωo=0.35kN/m25）雪荷載計(jì)算P雪荷載：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk=μrSoSk——雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；μr=1屋面積雪分布系數(shù)So=`0.2基本雪壓(kN／m2)。屋面積雪分布系數(shù)μr,參照《GB50009-2006》附表6.2.1屋面積雪分布系數(shù);基本雪壓So,參照《GB50009-2006》附錄D全國(guó)各城市的50年一遇雪壓和風(fēng)壓值計(jì)算雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk=μrSo=0.2kN/m26）荷載