太阳能光伏建筑一体化的立面设计研究

【摘要】：光伏建筑一体化(BIPV,即Building Integrated Photovoltaic)设计是指综合考虑建筑设计的经济性、实用性和美观性,将太阳能光伏构件与建筑结构进行有机结合。它最早应用于建筑物的顶面,国内外在建筑屋顶上的应用已经有了非常多的成功实践案例。当前我国的城市建筑已经更多的是向高层建筑与竖向空间发展,而国内对于光伏建筑一体化的立面设计的研究和实践还是相对欠缺。论文从太阳能光伏建筑概念和应用出发,首先介绍了光伏建筑一体化的基本概念及其在国内外的应用现状,论述了光伏建筑一体化在杭州市的发展与应用情况以及有利条件。接着详细论述太阳能光伏建筑一体化立面设计要点,以及光伏系统在立面设计应用中的影响因素。着重分析了光伏发电系统与建筑立面结合的应用形式,归纳光伏建筑一体化立面设计的设计内容和主要考虑因素。在光伏建筑一体化立面设计中,根据杭州市的区域环境特点,利用相关计算机辅助软件建立模型进行模拟计算,得出杭州市不同朝向和倾角的太阳能光伏板接收的日照时间和太阳能辐射量；再通过数据分析和对比,研究杭州市太阳能建筑光伏面板安装最佳朝向范围及最佳倾角。最后,根据研究过程和结果,提出了相应的结论和展望。 【关键词】：光伏建筑一体化 立面设计 最佳朝向 最佳倾角
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU18
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景和意义9-11
• 1.1.1 研究的背景9-10
• 1.1.2 研究的意义10-11
• 1.2 研究现状与问题分析11-12
• 1.3 研究的方法12-13
• 1.4 本文的研究路线13-14
• 第二章 太阳能光伏建筑一体化及其在杭州地区应用14-30
• 2.1 引言14
• 2.2 光伏建筑一体化(BIPV)的设计理念14-15
• 2.3 太阳能光伏与光伏建筑一体化15-18
• 2.3.1 光伏与建筑结合形式分类15-16
• 2.3.2 太阳能光伏建筑一体化(BIPV)的优缺点16-17
• 2.3.3 国内光伏建筑一体化的发展需求17-18
• 2.4 国内外太阳能光伏建筑一体化的应用现状18-23
• 2.4.1 国外太阳能光伏建筑一体化的应用现状18-21
• 2.4.2 国内太阳能光伏建筑一体化的应用现状21-23
• 2.5 光伏建筑一体化在杭州地区的发展与应用23-28
• 2.5.1 杭州地区光伏建筑一体化的发展现状23-26
• 2.5.2 杭州地区光伏建筑一体化发展的有利条件26-28
• 2.5.2.1 自然条件26-27
• 2.5.2.2 产业条件27-28
• 2.6 本章小结28-30
• 第三章 太阳能光伏建筑一体化立面设计方法研究30-45
• 3.1 引言30
• 3.2 太阳能光伏建筑一体化立面设计概述30-31
• 3.3 太阳能光伏建筑立面设计的结合形式31-39
• 3.3.1 光伏幕墙32-36
• 3.3.1.1 外挂幕墙系统32-33
• 3.3.1.2 框架式幕墙系统33-34
• 3.3.1.3 层幕墙系统34-35
• 3.3.1.4 单元幕墙系统35-36
• 3.3.2 光伏遮阳系统36-37
• 3.3.2.1 光伏水平遮阳37
• 3.3.2.2 光伏垂直遮阳37
• 3.3.2.3 综合式遮阳37
• 3.3.2.4 光伏挡板遮阳37
• 3.3.3 光伏阳台37-38
• 3.3.4 光伏雨棚38-39
• 3.4 太阳能光伏建筑一体化立面的设计内容39-42
• 3.4.1 建筑设计39-40
• 3.4.2 光伏系统设计40-41
• 3.4.3 结构安全性与构造设计41-42
• 3.5 影响太阳能光伏建筑立面设计的因素42-44
• 3.5.1 朝向及角度因素42
• 3.5.2 温度因素42-43
• 3.5.3 阴影遮挡因素43-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第四章 建筑立面太阳能日照时间和辐射强度计算45-64
• 4.1 引言45
• 4.2 研究模型的建立及相关计算方法比较45-46
• 4.3 光伏构件的安装46-57
• 4.3.1 建筑间距的数值模拟46-47
• 4.3.2 不同建筑间距下模拟外墙太阳辐射强度及日照时间计算47-52
• 4.3.3 冬至日日照时间及日照强度计算52-57
• 4.4 不同建筑间距下模拟外墙全年太阳能辐射强度计算57-60
• 4.5 不同朝向外围护结构接受年太阳辐射量60-63
• 4.6 本章小结63-64
• 第五章 光伏面板最佳朝向及倾角研究64-72
• 5.1 引言64
• 5.2 光伏面板最佳朝向及倾角研究64-71
• 5.2.1 最佳倾角计算软件的对比研究65
• 5.2.2 光伏面板最佳安装朝向研究65-67
• 5.2.3 最佳倾角研究67-70
• 5.2.4 各朝向和不同倾角年均辐射量汇总比较70-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第六章 结论与展望72-74
• 6.1 结论72-73
• 6.2 展望73-74
• 攻读学位期间所发表的学术论文74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-80

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