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武汉地区BIPV气候适应性策略研究

作　者: 赵森辉
导　师: 刘晖
学　校: 华中科技大学
专　业: 建筑设计及其理论
关键词: 气候适应性 BIPV PV墙 PV屋顶 PV遮阳
分类号: TU18
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 96次
引　用: 1次
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内容摘要

21世纪,能源利用是地球环境可持续发展的关键内容。长期以来,与人们生活密切相关的建筑一直是最大的“能耗体”,但在太阳能光伏发电应用于建筑中后,建筑终于可以作为“供能体”来供给工作、生活的能源需求。为了在建筑中充分发挥光伏发电的生态性,提出了BIPV设计理念。BIPV设计受到气候因素的影响,会导致PV系统发电效率和建筑室内物理环境的改变。在不同的地区,不同的气候条件对BIPV设计产生不同的影响。本论文研究对象为武汉地区BIPV设计的气候适应性策略,主要分为四部分进行论述:第一部分首先阐释了PV板的倾斜角度、方位角,阵列间距等与PV发电效率的关系。然后探讨了太阳能辐射、温度、风和雨雪等对BIPV设计的影响。并初步分析了在不同的气候分区下BIPV设计中应考虑的气候因素。在此基础上,第二部分分析了对武汉地区BIPV设计影响最关键的气候因素。结合武汉地区独特的气候特征,对本地区太阳辐射、温度等与PV系统的姿态角度、PV板安装位置、安装方式的相互关系进行了研究。分析了武汉地区的电力负荷曲线与年PV发电负荷曲线的对应关系。论文的第四章“策略研究”属于第三部分,主要是探讨在武汉地区BIPV设计中,PV板角度(倾斜角、方位角)的最佳取值范围;PV阵列最适宜间距。并通过对几种形式的PV墙、PV屋顶的发电性能和建筑性能进行比较,确定最适合武汉地区气候条件的形式。PV遮阳板是本论文重要讨论的内容,综合了遮阳、采光、发电三方面的要求,对武汉地区PV遮阳板的安装位置和安装尺寸、角度进行了策略研究。第四部分为应用设计部分,在系馆屋顶加建BIPV项目的设计中,探讨了PV屋顶、PV墙体、PV遮阳的具体方案应用,并在项目建成后,进行了数据实测。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 选题背景  8-10
  1.2 研究目的和意义  10-11
  1.3 BIPV 国内外相关研究和发展现状  11-14
  1.4 论文框架  14-15
2 BIPV 设计原则和方法  15-30
  2.1 BIPV 设计准则  15-17
  2.2 BIPV 设计效率与设计方法  17-23
  2.3 气候特征与BIPV 设计  23-30
3 武汉地区BIPV 设计的气候影响因素  30-40
  3.1 武汉地区日照辐射影响  30-33
  3.2 武汉地区气温、风速、室内热环境等与PV 性能的相互关系  33-35
  3.3 武汉地区雨雪因素对BIPV 设计的影响  35-37
  3.4 武汉地区用电负荷与PV 发电  37-40
4 武汉地区BIPV 设计的气候适应性策略研究  40-78
  4.1 BIPV 设计初期的生态综合策略  40-41
  4.2 布局和方位  41-52
  4.3 外围护体系设计  52-66
  4.4 遮阳设计  66-72
  4.5 规划设计与建造细节  72-78
5 武汉地区 BIPV 应用设计（以华中科技大学建规学院系馆屋顶加建BIPV 设计为例）  78-98
  5.1 项目光电“一体化”生态设计策略分析  78-81
  5.2 BIPV 外围护结构  81-89
  5.3 遮阳设计  89-91
  5.4 案例数据收集、分析  91-98
6 结论与启示  98-100
  6.1 结论  98-99
  6.2 本文的创新点  99
  6.3 展望  99-100
致谢  100-102
参考文献  102-107
附录1 攻读硕士期间所发表论文  107

武汉地区BIPV气候适应性策略研究

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