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近年来，光伏技术已在建筑工程中得到广泛应用。目前，我国光伏产业正迅速发展，加之国家出台了一系列鼓励采用光伏技术和产品的政策，建筑幕墙行业在工程中采用光伏技术和产品的积极性不断提高，光伏技术在建筑中的应用必将前景广阔。 目前，我国在建筑幕墙中主要采用了两种光伏技术，一种是分离式光伏建筑，另一种是合一式光伏建筑，两种光伏技术各有所长。 分离式光伏建筑节能效果显著 在分离式光伏建筑中，光伏板阵列设置在主体建筑或屋顶上，虽然它是整个建筑的有机组成部分，但它有自身的支承结构体系，光伏板仅仅作为产能装置，不作为建筑的围护结构，建筑物还要另设建筑幕墙、门窗和屋面。 采用这种体系设计和施工都比较简单方便，避免了幕墙和采光顶的建筑功能受到干扰。设计光伏板系统时只需考虑光电系统本身的要求，不用考虑光学、热工、防水、密封等问题，可以采用更为合理的朝向，最大限度地发挥其发电功能，达到最佳的光电转换效果。光伏系统容易维护，修理更换不用担心影响建筑幕墙和采光顶；而建筑幕墙和采光顶破损时只要更换普通板块，与光伏系统无关，不会影响房屋的供电。加之光伏板与各个建筑关系不紧密，可以实现标准化，成批量生产，成本较低。其缺点是分离的光伏阵列有时还要占用额外的建筑面积。 北京净雅大酒店的光伏多媒体幕墙就是节能幕墙应用的一个典型案例。该酒店正面由光伏板阵遮盖，白天发出的电能储存在电池内，晚上对多媒体幕墙的LED光源供电。该酒店的一幅幕墙面积达2200平方米，由2300块光伏板组成。竖向布置的钢架单独支撑面板，离开主体建筑，面板无须密封，所以可按照建筑设计要求成叠瓦状布置，开放板缝。这种光伏幕墙在我国台湾地区也有应用，如台湾电力公司的开敞式展览馆，四周无墙，屋面是独立的发电采光顶。再如台湾高雄世界运动会会场采用了光伏屋顶，共使用了8800块光伏板，输出功率1兆瓦。 合一式光伏建筑可提高建筑使用率 合一式光伏建筑与分离式光伏建筑设置不同，光伏板本身就兼作围护结构的面板。由于只有一层面板、一套支承结构，施工简化，材料节省，提高了建筑物的使用率。但这样一来，玻璃夹层板就要具有两重功能：一方面作为幕墙板和采光顶板件，要具有透光、遮阳、防水、密封、隔音和热工性能；另一方面，作为光伏板，要满足超白、小变形和电工方面的要求。有时候这两方面的要求互相矛盾，就会产生设计或施工方面的困难。例如，当保温要求采用中空玻璃采光顶时，从安全方面考虑，内侧（下方）玻璃应为夹层玻璃，单片钢化玻璃放在外侧（上方）；而作为光伏板，夹有光电池的夹层玻璃应放在外侧（上方）。这样一来，只能采用双夹胶中空玻璃同时满足两者的要求，幕墙造价要增加。而且，如果要更换损坏的幕墙、采光顶板块，就会牵涉到电路上的一些问题，比较麻烦。此外，光电板的遮挡、美观等问题要与建筑设计方面协调，光伏板的布置和朝向不能随意选取，无法发挥最大的光电转换效果。由于和具体的建筑外观设计联系在一起，光伏板型号、规格很多，难以批量生产，成本较高，生产周期较长。 现在，合一式光伏建筑在国内应用迅速增长，幕墙厂家也在大力推广这种形式。如深圳方大幕墙公司办公楼、汕头金刚光伏公司办公楼都采用了这种形式。 在工程具体应用过程中，我国的合一式光伏建筑有所创新，如长沙中建大厦（高度99.4米）的光电池是安装在玻璃百叶上，把发电与遮阳功能有机地结合在一起，很有创意。光伏玻璃总面积2000平方米，年发电量22万千瓦时。玻璃百叶后玻6毫米镀膜，总厚度36毫米。百叶45度斜放，间隔20毫米。 广州电视塔将光伏幕墙设置到了世界最高——460米。在最高的第5段幕墙顶部标高为450米至460米的区段，布置了1078平方米的光伏板，共360块，总功率为18千瓦。由于是环形布置，只有1/3的光伏板受到阳光照射，加之外围柱子遮挡，同一时刻直接受阳光照射的光伏板并不多。此工程采用非晶硅薄膜电池，弱光下也有一定的电力输出。虽然总功率不是很大，但这个工程为特殊、超高、极端气候条件下工作的光伏幕墙提供了新经验。 我国光伏建筑刚刚起步，有着广阔的发展前景。对于各种形式的光伏建筑系统，还需要一个深化认识、不断探索的过程。我们还应在工程实践中不断总结经验，创造出符合我国国情的光伏建筑设计施工成套技术，为绿色节能建筑作出贡献。 |
