湯姆森舊房改造中建築光伏一體化技術應用案例

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湯姆森舊房改造中建築光伏一體化技術應用案例建築領域的節能減碳是實現我國碳達峰、碳中和目標的關鍵一環。2018年全國建築全過程能耗總量為21.47億tce，占全國能源消費總量比重為46.5%；為了解決建築帶來的巨大碳排，有力支持我國減碳行動，近一段時間以來，國家相關部委密集出台了多項支持綠色建築發展的相關措施。

目錄

一、 背景

建築領域的節能減碳是實現我國碳達峰、碳中和目標的關鍵一環。2018年全國建築全過程能耗總量為21.47億tce，占全國能源消費總量比重為46.5%；為了解決建築帶來的巨大碳排，有力支持我國減碳行動，近一段時間以來，國家相關部委密集出台了多項支持綠色建築發展的相關措施。同時，北京、廣州、浙江、江蘇、山東等十餘個省市已經出台了對於綠色建築尤其是BIPV產品的支持和補貼政策，以不同形式給予採用光伏產品的綠色建築相關補貼。全國多個地市也已經開展了建設BIPV試點城市的相關工作。

據此，建築光伏一體化是建築減碳最有效途徑：

1.降低建築全生命周期碳排：根據中國建築節能協會的研究表明，建材生產和建築運行階段的能耗和碳排占到建築全生命周期總量的95%以上，使用BIPV產品可以有效降低建材生產和日常運行的電力需求。

2.高效利用建築資源：目前我國既有建築面積達600億平米以上，可安裝BIPV產品1500GW左右；每年新增建築面積20億平米以上，可安裝BIPV產品18GW以上；

3.減排效應明顯：通過BIPV產品使建築生產清潔電力，是有效的減排措施，每建設1MW的分布式光伏電站，每年可減少碳排約1000噸。

二、應用案例

1.項目概述

1）項目名稱：西安湯姆森電氣改建型屋面200.14KW BIPV項目

2）項目位置：陝西省西安市灃渭新區創新二路湯姆森電氣工業園

3）工廠信息：西安湯姆森電氣有限公司內建築（輕鋼廠房），屋頂建築面積約為4560㎡。 輕鋼廠房高度7m左右，屋面坡度為5%。 廠房內部為高低壓配電櫃、變壓器裝配；該項目共1棟廠房，建設時間約為2014年。廠房均為門式剛架彩鋼瓦屋面形式，彩鋼瓦屋面做法為外層彩鋼板+保溫棉。屋面外板為PE彩塗板，屋面瓦型為T型瓦；屋頂年久失修，室內漏雨情況嚴重

4）關鍵實施步驟、主要功能與創新點：

A、金屬屋面深化設計：改造廠房，在金屬屋面設計前期一定要現場踏勘覆核屋面尺寸和搞清楚詳細節點做法；

B、加固：廠房加固前期一定考慮加固的作業條件和其他管線的干擾；

C、拆除、外板安裝

問題一：三條粘接肋高差偏大

• 原因：保溫棉厚度和船型支座高度不匹配；

• 短期解決方法：支座選用時，在實驗室測試選擇合適支座高度；

• 長期結局方案：引入中間支座，從構建設計端解決中間肋不平；

問題二：瓦肋寬幅偏差過大

• 原因：安裝BIPV對於金屬屋面按照要求較高（建築和光伏的衝突—產品設計需要更好的兼容性）

•解決方法：屋面板安裝過稱中定期覆核安裝偏差，階段性校正

D、細部節點安裝：

問題：圍護系統使用壽命和光伏系統使用壽命偏差：

• 解決方案：通過實驗挑選符合要求的金屬鋼板和緊固件、連接件，研究節點腐蝕條件，避免節點腐蝕

E、組件粘接

問題：鋼板和結構膠粘接可靠性問題；

解決方案1：研究鋼板和結構膠之間粘接的搭配問題

解決方案2：通過鋼板表面活性劑，增加鋼板表面活性，實現粘接可靠性；

F、接線

問題一：組件和組件之間接線存在跨直立鎖邊，存在外觀和影響後期運維；

解決辦法：改變傳統BAPV組件左右接線方式，加大組件長度（998—2089），修改組件排版，實現組件上下接線；

問題二：組串出現和橋架安裝方式，沿用BAPV方式，可能存在陰影

解決辦法：重新開發光伏系統節點做法，降低安裝高度，避免陰影；

5）主要實施單位：西安隆基綠能建築科技有限公司

2.主要效益

1）經濟效益

A、總裝機容量226千瓦，25年總發電量約660萬度，25年共節省電費支出508.97萬元；

B、原業主屋面因失去防水、防火、抗風揭等建築基本功能，大風及雷雨天氣影響車間的正常生產活動，因此必須重新換瓦，但是因業主選擇使用BIPV 建築光伏一體化系統，故而為業主減少了屋面系統的二次投入成本約45.6萬元；

C、隆頂的模塊化施工措施，在不影響下面正常生產的過程中完成的屋面圍護及光伏系統安裝，為業主減少了停工損失預計500萬元；

D、業主前期使用的維護系統，受材質影響，每年屋面打理費用為3000元，因業主使用隆頂BIPV，25年免維護，因此直接為業主減少支出共7.5萬元；