太陽能熱、電系統(tǒng)與建筑的集成設(shè)計及能效評估.pdf

1、為論證如何提高太陽能在建筑能源結(jié)構(gòu)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(fù)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(jié)

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(shè)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(shè)備的連接方式、外部效果等方面的集成設(shè)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(shè)計、連接固定方式以及設(shè)備間、檢修管井和通道設(shè)計方面給出了規(guī)范化

3、的設(shè)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(gòu)造設(shè)計圖，為集成設(shè)計明確了由方案階段到構(gòu)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(jié)果，及各子系統(tǒng)經(jīng)濟規(guī)模的確定方法。第五

4、，對居住建筑方案的設(shè)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(shè)計

5、的類型與范式，給出了太陽能系統(tǒng)與建筑關(guān)于構(gòu)造設(shè)計兼容的規(guī)范化建議、集成設(shè)計由方案階段到構(gòu)造圖階段的方法步驟和基本集成方案的詳細構(gòu)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(shè)計區(qū)別，使太陽能系統(tǒng)成為建筑的常規(guī)設(shè)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(jīng)濟規(guī)