光电玻璃与幕墙技术及其结合(2)

2020-02-21 01:46

⑴抗风压变形 ⑵雨水渗漏(水密性) ⑶空气渗透(气密性) ⑷平面

内变形(抗震性) ⑸热工(保温性) ⑹隔声 ⑺防雷 ⑻防火

⑼环保 ⑽节能

6、优点

⑴质量轻; 在相同面积的比较下,玻璃幕墙的质量约为粉刷砖墙的1/10~1/12,

是大理石、花岗岩饰面湿工法墙的1/15,是混凝土挂板的1/5~1/7。一般建筑,内、外墙的质量约为建筑物总重量的1/4~1/5。采用幕墙可大大的减轻建筑物的重量,从而减少基础工程费用。

⑵设计灵活;艺术效果好,建筑师可以根据自己的需求设计各种造型,可呈现不

同颜色,与周围环境协调,配合光照等使建筑物与自然融为一体,让高楼建筑减少压迫感。

⑶抗震能力强; 采用柔性设计,抗风抗震能力强,是高建筑的最优选择。 ⑷

系统化施工 ;系统化的施工更容易控制好工期,且耗时较短。

⑸现代化 ;可提高建筑新颖化、科技化,如光伏节能幕墙,双层通风道呼吸幕

墙等与智能科技配套的设计。

⑹更新维修方便;由于是在建筑外围结构搭建,方便对其进行维修或者更新。

7、分类

(1)按镶嵌材料可分为:玻璃幕墙、金属板幕墙、石材幕墙、组合幕墙等。 (2)按构造可分为:明框、隐框、半隐框(横明竖隐和横隐竖明)。 (3)按幕墙工厂加工程度可分为:元件式、元件单元式、单元式、嵌板式、包柱式。

三、光电幕墙玻璃

1、光电幕墙玻璃的出现

随着观念的改变及政府的推动作用,人们越来越关注健康,绿色环境意识日益增强,科技发展进步已将光电模板装入幕墙中变为可能,使用光电幕墙的时候到了。

进入90年代后,随着常规发电成本的上升和人们对环境保护的日益重视,

一些国家纷纷实施、推广太阳能屋顶计划,并提出了“建筑物产生能源”的新概念,由此推动了光电技术的大规模开发与应用。美国、日本、德国、意大利、印度等许多国家都已建有太阳能屋顶或外墙的建筑。

在1991年慕尼黑最大的建筑行业展览会上,德国的旭格公司首先展出了光电幕墙,这是一个发展项目,也是将光能应用于建筑装饰业的开始,引起了专业人士的关注。光电幕墙还提供了一种与众不同的造型,因为这是科技发展进步的标志,也是企业文化不可或缺的一个要素。

现代建筑物提倡节能和环保的概念,而作为主要外装饰项目的玻璃幕墙,也就相应的产生了新的体系—原理:太阳光照射在光电幕墙的玻璃面板内的太阳能电池板上,太阳能电池板组件方阵所产生的直流电,通过导线传输到并网逆变器,输出单相或三相交流电进入城市电网,也可提供建筑自身用电的需求,达到原地发电,原地用电的目的,同时对城市电网也有“削峰填谷”的作用。

2、介绍

光电玻璃幕墙与普通玻璃幕墙的唯一区别是其面板材料为太阳能光电玻璃。光电幕墙技术是一种集发电、隔音、隔热、装饰等功能于一身的新型建筑幕墙,充分体现了建筑智能化的特点。它大大减轻了环境的负担,同时也满足建筑的物理需求,比如阻燃、保暖、隔热等。光电幕墙装了光电模板后, 可节省传统的建筑材料,比如,光电模板可代替抛光的自然建材,并且光电幕墙的生产、使用直至报废都可以实现对环境的无污染。光电板成分中没有有毒物质,不会在建筑物起火时出现任何诸如释放有毒气体等危险。重要的是光电幕墙在具有普通幕墙功能的同时,还可以把光能转换成电能,这种能源生产型幕墙是幕墙技术发展的最新代表。目前,世界上最大的太阳能屋顶光电系统安装在新慕尼黑贸易展览中心。该系统由7812 块西门子单晶硅组件组成方阵, 每块功率130W,总容量超过1MW,所发电力与20kV 电网相联,每年能发电100 万千瓦时,足够340 户德国家庭使用。光电幕墙技术可用于建筑物外表装饰的许多方面,安装时要放置在建筑物中受阳光照射时间较长的部位,例如建筑物面朝南方向的幕墙,采光棚及遮阳棚等部位,以保证太阳能电池的效率。光电幕墙的经济效益是显而易见的。光电幕墙虽然具有较强的节能功效,但由于造价昂贵,尚未被广泛使用。相信,在不久的将来,这种优异的节能建筑装饰形式必将在未来建筑中放出异彩。

3、光电幕墙的工作原理

简单一点的说光电幕墙,即用特殊的树脂将太阳电池粘贴在玻璃上,镶嵌于两片玻璃之间,通过电池可将光能转化成电能.这就是--太阳能光电幕墙。它是用光电池、光电板技术,把太阳光转化为电能,它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量,使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动,从而产生电压,这称为光电效应。

设计光电幕墙需考虑电池、模板、导线和变压器各个因素,各电池组成模板,各模板组成小分格,并通过导线连接,所有导线又组成一个PV变压器。一个PV变压器是一个封闭的幕墙部分,每套光电设备可由一个或多个变压器组成。每套光电设备都先产生直流电,再由直流电转变成交流电,并由电压网传输,逆整流器再将230/400伏的电压转变成频率通常为50赫兹的电能。

晶体电池通过导线相互连通,并被接在大表面的模板上,这些电池被嵌入坚硬的树脂玻璃中,导线可接在模板背面或玻璃边缘。作为模板一个组成部分的非晶体是一个完整的平面,相互连通,被嵌入两块玻璃和透明度高的树脂中。所有模板都可作为幕墙的建筑材料使用,这些模板极为坚固,电绝缘性好,符合二级安全标准。采取这些措施后,即使发生失误,在可触摸部位也不会出现危险的电压。光电模板具备抵御外界环境侵扰的能力,或在臭氧,或在酸雨,或在零下50至90℃的环境中,光电模板仍可使用几十年,而且是极为美观的造型材料。

4、光电幕墙玻璃的优缺点及特点

1、优点

它不需燃料,不产生废气,无余热,无废渣,无噪音污染,可用来发电。由于能发电,可少交电费,在国外还可将多余的电卖给电业局。由此可见,光电幕墙本身就是效益。光电幕墙加装光电模板后,可节省传统的建筑材料,比如光电模板可代替抛光的自然建材。光电幕墙也大大减轻了环境的负担,因为它保护自然资源免受损失。

在传统的发电厂内,最常见的是用化石类燃料发电,而用光电模板发电100千瓦时,可省油26升或省煤50千克,这也意味着少排放57千克的二氧化碳、71克的二氧化硫和75克氮的氧化物。 2、缺点

光电幕墙先不要说光伏电池的价格,只是外侧的高透光率的玻璃的价格就很贵。而且现在大多还依赖进口。

太阳能电池的价格现在也很昂贵,而且转换效率很低,一般的都不到20%,而且是阳光直射,阴天的时候就发挥不出作用,并且墙面每天日照时间一般不会很长,而且大部分时间都不是直射,这样一来,效率几乎达不到2%,花很高的成本做成很不实用的东西,这就是光电幕墙不能推广的原因。 3、特点

1)节约能源——由于光电幕墙作为建筑外围护体系,并直接吸收太阳能,避免了墙面温度和屋顶温度过高,可以有效降低墙面及屋面温升,减轻空调负荷,降低空调能耗。

2)保护环境——光电幕墙通过太阳能进行发电,它不需燃料,不产生废气,无余热,无废渣,无噪音污染。

3)新型实用——舒缓白天用电高峰期电力需求,解决电力紧张地区及无电少电地区供电情况。可原地发电、原地使用,减少电流运输过程的费用和能耗;同时避免了放置光电阵板的额外占用宝贵的建筑空间,与建筑结构合一省去了单独为光电设备提供的支撑结构,也介于了昂贵的外装饰材料,减少建筑物的整体造价。 4)特殊效果——光电幕墙本身具有很强的装饰效果。玻璃中间采用各种光伏组件,色彩多样,使建筑具有丰富的艺术表现力。同时光电模板背面还可以衬以设计师喜欢的颜色,以适应不同的建筑风格。

5、光电幕墙的发展实例

国外案例

1、新慕尼黑贸易展览中心

世界上最大的太阳能屋顶光电系统安装在新慕尼黑贸易展览中心。该系统由7812块西门子单晶硅组件组成方阵,每块功率130W,总容量超过IMW,所发电力与20KV电网相联,每年能发电100万KWH,足够340户德国家庭使用。 2、MarinaPinnacle

该项目坐落于中东迪拜,为一幢250米高、全单元式幕墙的酒店式公寓。

3、证大喜玛拉雅艺术中心

该项目坐落于上海浦东,由日本著名建筑大师矶崎新设计。包括酒店、办公楼、异形体等建筑。 整个幕墙面积超过6万平米。 国内案例

1、江西天工开物国际论坛会址

该项目坐落于江西新余,为一全木结构外加全玻璃幕墙及采光顶建筑,造型新颖。

2、江苏东台磊达国际大酒店(五星级)

该项目坐落于东台市中心,包括酒店主体楼、康体楼、娱乐楼、餐厅、会所等建筑。由香港著名建筑师巴马丹拿(P&T)设计。 3、宁波联盛国际商业广场

该项目坐落于宁波鄞州中心区,包括一幢异形高层办公楼和大型绳索状商业裙楼。

4、上海陆家嘴时代金融中心

该项目坐落于中国上海的浦东开发区,包括一幢47层楼的办公楼,和一座6层高的裙楼,主入口建上海第一幅单层索网幕墙。主要幕墙系统包括单元式玻璃幕墙、石材幕墙、铝板幕墙、玻璃肋系统、拉索幕墙等。

总结:我国是世界上首要的太阳能电池出口国家,太阳能电池技术对于我们来说已经相当成熟,但是转化效率还有待提高。对于光电幕墙在我国并不多见,因为造价昂贵,即使具有较强的节能功效。不过我们相信,在不久的将来,这种优异的节能建筑装饰形式必将在未来建筑中放出异彩。 参考文献:

【1】徐美君.《太阳能玻璃的开发与应用 》[N]. 中国建材报.2001-08-24 【2】李淼,李轶群.《太阳能光电玻璃幕墙浅析》[J].沈阳远大铝业工程有限公司.2009-12-20

【3】刘升华.《光电幕墙技术及应用 》[J].中国建筑金属结构.2013-05-23 【4】黄小坤; 赵西安; 刘军进; 刘刚.《我国建筑幕墙技术30年发展》[J]建筑科学.2013-11-20

【5】赵西安.《幕墙技术研究进展》[J].居业.2014-05-10


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