光伏幕墙在建筑工程中的运用探析

光伏幕墙在建筑工程中的运用探析

孙欣

本溪华润燃气有限公司  辽宁本溪  117000

摘要：随着我国生态技术的快速发展，在建筑工程中快速的使用，并且取得了不错的效果。本文在光伏建筑一体化的基础上，对光伏幕墙的内涵及分类、光伏幕墙的发展现状以及光伏幕墙在建筑工程中的应用要点进行了针对性研究，对光伏建筑一体化的进一步推广具有十分重要的理论参考意义。

关键词：光伏幕墙；建筑工程；运用

引言

在传统能源逐渐枯竭之后，世界继续开发新能源来替代传统化石能源。光伏是一种将太阳能转化为直接使用的技术。作为环保节能建筑规划的重要措施之一，合理的设计显得尤为重要。随着光伏技术的日益广泛应用，光伏建筑集成技术（BIPV）应运而生。BIPV全称是BuildingIntegratedPhotovoltaic，是在建筑物围栏的表面上安装光电元件，以作为建筑物的功能部分提供电力，取代屋顶、立面、遮阳篷等传统建筑设计。作为光伏建筑一体化的重要形式，有必要对其展开详细的分析，深入研究其在建筑光伏一体化中的应用。

1光伏幕墙的内涵及分类

光伏幕墙，是将用于光伏发电晶体硅材料，与幕墙相结合的一种新型幕墙形式。其中光伏发电元件放置在两层玻璃之间，正负极从玻璃板块上端接入，下端接出，直流电通过预埋在幕墙骨架腔体内的导线，汇聚至逆变器，经过逆变器作用，将直流电转换成交流电，后存储至蓄电池中，也可连接建筑物用电网络，自用或外接国家电网享受并网发电收益。目前，光伏外墙有2种主要的技术模型，即晶硅幕墙、非晶硅幕墙。晶硅幕墙光伏组件由多晶硅或单晶硅制成，具有光伏转换效率高、安装尺寸小、生产材料成熟、技术成熟等优点。缺点是立面的透光性差，在高温和低光条件下工作不佳。光伏幕墙早期发展是幕墙立面屋顶的延伸，立面的照明度和美学标准应高于普通幕墙，因此原始的晶体硅材料需要更高的透光率。尽管非晶硅光伏幕墙的发展相对较晚且光电转换效率低于晶硅光伏幕墙、但是其拥有良好的透光性，可在高温和低光条件下工作。

2光伏幕墙的发展现状

目前，全球都面临着能源短缺的严重问题。能源问题一直以来都是各国政府非常关注的问题。可再生、洁净的新能源，自然而然地引起了各国政府的高度重视，并优先选择了太阳能发电。许多国家通过一系列的新举措，对太阳能行业的发展做出了积极的探讨。国际上对建筑节能技术进行了广泛的研究和应用。根据数据显示，目前我国的建筑能耗增速已经极大超过了平均水平，在整个社会中，建筑能耗所占的比重大约为33%。因此，要实现可持续发展，就必须提高对能源利用的重视程度，并在此基础上推广节能建筑。这样既可减轻由于社会发展造成的能源短缺，又可降低污染排放，有效地保护环境。我国的光伏产业还远未达到经济和社会发展的要求，要想迅速赶上，就必须加大投资。近年来，国家对此进行了一系列的支持，包括财政补贴，政策支持，示范项目等。国内对光伏幕墙的研发已成为一个热门话题，并涌现出一大批示范项目。通过这些示范工程，不仅能够充分展示出我国目前太阳能技术的发展程度，也能够从中找到与发达国家的差距，这对我国今后探讨光伏技术与建筑的有机结合，将会起到积极而深远的作用。

3光伏幕墙在建筑工程中的应用要点

3.1前期准备工作

⑴在决定采用光伏幕墙前，应做好前期项目规划，做到与主体设计同步进行，根据建筑外观及节能要求，可在采光要求较高部位设置薄膜光伏幕墙，在结构墙体（层间梁板、构造柱、砌体等）设置晶硅体光伏幕墙。⑵必须严格审定施工方案，提高设计和施工可行性，保证施工技术的科学应用。例如：应考虑采用单元板块装配式幕墙，作为光伏幕墙主体架构，一是便于维护更换，二是提高光伏幕墙整体质感，减少安装光伏组件造成渗漏风险。⑶充分考虑经济效益，应根据建筑物特性，采取局部或者整体加装光伏幕墙；或者采用局部光伏幕墙和分布式光伏发电站相结合的方式，做到利益最大化。⑷与开发单位充分沟通，了解对方心理预期（资金投入、发电用途、回报周期等），匹配相应的设计方案。

3.2培训施工团队

在明确设计方案后，应第一时间组织设计交底，将光伏幕墙所涉及专业知识向管理人员和施工人员详实交底，包括施工中的重难点分析及解决方案、质量保证措施、安全保证措施等，使其掌握相应施工方案，心中有数。在实际工作中执行落实，动态化常态化监管。并积极组织培训和其他活动，以促进员工的全面发展。因光伏幕墙的特殊性，其与常规幕墙设计施工团队有较大区别。这边大致将团队划分为设计团队（幕墙设计、光伏设计）、施工团队（幕墙施工、光伏施工）。光伏设计除需要掌握常规幕墙设计知识外，还需要了解不同光伏板块发电效率和散热需求，需掌握一定的强弱电知识；光伏施工团队除需要掌握必要的幕墙施工规范外，还需要掌握强弱电施工要求，了解设备基本维护和安装等专业知识。

3.3提高过程把控

⑴对于施工误差和质量要求，必须严格控制。因光伏发电板块正负极接电口需严丝合缝，因此对于施工误差要求较严格，常规幕墙误差在±10mm以内，光伏幕墙则要求在5mm以内。⑵光伏板块玻璃一般采用超透亮钢化玻璃，因此对于施工环境要求较为严苛，传统的交流弧焊容易探伤玻璃，如需焊接，建议采用氩弧焊接。⑶对于建筑材料，必须严控采购质量，减少因残次品导致的后期维修更换。对建筑材料进行分类、清点、计数。采购人员应对清单所列物资有全面了解，明确材料性能和进场所需品控资料，做好现场材料检查，对于主要材料构件，应及时抽样送检，确保其符合要求，然后才能用于项目建设。

3.4制订风险预

当发生不同安全等级的事故时，施工单位应制订相应的预防方案。⑴根据现场施工过程中发现的安全隐患，采取相应预案，消除安全事故隐患。例如，在幕墙玻璃面板和窗扇的施工阶段，可拆卸幕墙在大多数情况下是可插拔、紧凑和模块化的。然而，由于板块较重，现场作业人员较多。为防止升降玻璃单板脱落和注胶危及建筑周围施工人员的安全，施工人员必须将插入的拖车插入槽中，并用胶带将连接处粘牢，以牢固地定位玻璃面板。⑵在规划安全方案时，必须根据施工现场的实际情况制订适当的安全措施。使用电动吊篮时，必须单独编制操作手册和“吊篮安全”设计方案，并由专门机构负责对整个施工过程进行检查，发现问题并及时处理，确保施工安全有序。⑶管理和施工人员应了解事故造成的潜在安全风险，包括召开会议、发出通知、查明安全事故的原因和预防措施，提高幕墙团队的安全意识，以避免重复类似的安全问题。

结束语

光伏幕墙的应用不但提升了建筑物外观的美感，而且能减少非再生能源的消耗，提高城市的整体环境质量，达到节能、环保的目的。因此，必须重视光伏幕墙技术的研究，使其更好地在建筑工程中应用，进一步推动建筑业的可持续发展。

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