太陽能熱、電系統(tǒng)與建筑的集成設計及能效評估.pdf

1、為論證如何提高太陽能在建筑能源結構中的地位，本文對用于洗浴和采暖的太陽能熱水系統(tǒng)、用于并網(wǎng)饋電的光伏系統(tǒng)與建筑的混合集成進行了研究。首先，根據(jù)不同的集成程度將已有的具體集成方式歸納為加層、支架、架空、疊合和復合這五類，對具體的集成方式進行了聚類分析，就太陽能系統(tǒng)對建筑在安全、熱工性能和景觀方面的影響，以及建筑對太陽能系統(tǒng)在能效、可靠性和維護檢修方面的影響進行了重點闡述，明確了建筑和太陽能系統(tǒng)在各種集成方式中的相互影響與集成后果，并根據(jù)結

2、論給出了適合不同建筑部位的優(yōu)化集成方案。第二，通過對太陽能系統(tǒng)的用途、集光器的材料特性、安裝姿態(tài)和建筑環(huán)境的分析，完整地提出了太陽能系統(tǒng)與建筑墻面的集成設計方法，拓展了集成部位，并詳細分析了不同用途的太陽能系統(tǒng)在建筑部位、姿態(tài)、材料選擇、系統(tǒng)組成、與建筑及建筑其它設備的連接方式、外部效果等方面的集成設計區(qū)別。第三，在太陽能系統(tǒng)用途與集光器選用、太陽能系統(tǒng)與建筑部件的尺寸匹配設計、連接固定方式以及設備間、檢修管井和通道設計方面給出了規(guī)范化

3、的設計建議，為平屋面、坡屋面、女兒墻、窗間墻、陽臺欄板和遮陽擋板的基本集成方案提供了詳細的構造設計圖，為集成設計明確了由方案階段到構造圖階段的方法、步驟乃至于各階段的具體工作如何分工。第四，基于對部分夏熱冬冷地區(qū)城市不同用途和集光器姿態(tài)的太陽能系統(tǒng)的有效能量輸出值、單位能量成本現(xiàn)值和天然氣、不同用途電力的單位能量成本現(xiàn)值的計算和比較，給出了各用途太陽能系統(tǒng)對天然氣和不同用途電力的替代效益計算方法和結果，及各子系統(tǒng)經濟規(guī)模的確定方法。第五

4、，對居住建筑方案的設計進行了探索。研究表明，通過拓展太陽能系統(tǒng)在建筑中的用途和集成部位，可顯著提高太陽能在建筑能源結構中的地位。 本論文創(chuàng)新之處主要有： 1)提出了“集成程度”的概念并根據(jù)集成程度對具體集成方式進行了聚類分析，修正了將太陽能系統(tǒng)部件與建筑的“集成”簡單等同于“一體化”的片面之見，便于太陽能系統(tǒng)供應商和建筑師面對眾多具體集成方式時進行優(yōu)劣判斷、正確選擇和優(yōu)化組合。 2)拓展了集成部位，豐富了集成設計

5、的類型與范式，給出了太陽能系統(tǒng)與建筑關于構造設計兼容的規(guī)范化建議、集成設計由方案階段到構造圖階段的方法步驟和基本集成方案的詳細構造圖，并明確了不同用途的太陽能系統(tǒng)在不同建筑部位的集成設計區(qū)別，使太陽能系統(tǒng)成為建筑的常規(guī)設備和新的景觀表達手段。 3)對夏熱冬冷地區(qū)的不同用途和建筑部位的太陽能系統(tǒng)能效進行了比較，給出了各用途太陽能系統(tǒng)對天然氣和不同用途電力的替代效益計算方法。 4)提出了根據(jù)總替代效益凈現(xiàn)值確定各子系統(tǒng)經濟規(guī)