2011顺德区建筑太阳能光伏系统规划与建筑设计导则(试行本).doc

顺德区建筑太阳能光伏系统规划与建筑设计导则（试行本）2011年4月前 言根据顺德区推广使用太阳能光伏系统的要求，导则编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参照有关国际标准和国内先进标准，反复讨论修改，制定本导则。本导则的主要技术内容是：1 总则；2 术语；3 规划设计；4建筑设计； 5 结构设计；6 建筑电气设计；7 消防设计。本导则由佛山市顺德区国土城建和水利局负责组织编制和管理，由中国建筑设计研究院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送中国建筑设计研究院（地址：北京市西城区车公庄大街19号，邮编：100044，邮箱）。本导则主编部门：佛山市顺德区国土城建和水利局本导则批准部门：广东省住房和城乡建设厅佛山市顺德区人民政府本导则主编单位： 中国建筑设计研究院中国可再生能源学会太阳能建筑专委会本导则参编单位： 华南理工大学建筑学院广东省建筑科学研究院本导则主要起草人：仲继寿 曾 雁 杨仕超 孟庆林 梁咏华 班 焯 周 荃 刘 芳 鞠晓磊 鲁永飞 本导则主要审核人：范长英 欧阳杞 刘力行 何喜军 杨 权 肖 俊廖启行 韩金萍 郭天宇 许弟春 吕剑虹 张 磊 刘树军 周彝馨 徐佩清 黄 芳 李 享 龚正宇 黄 钢 蔡锦辉 陈小琼 邹雯莉 左英志 郑永民 曾祖勤 何湛邦 黄家宽 本导则主要审定人：杨小晶 陈仲贤 徐守堂 黄杰光32目 次前 言11 总则12 术语23 规划设计33.1 规划设计依据33.2 规划要求33.3 光伏组件特性及分类43.4 经济技术评价方法64 建筑设计74.1 一般规定74.2 屋面安装74.3 墙面与幕墙95 结构设计115.1 一般规定115.2 支架及基础116 建筑电气设计137 消防设计14本导则用词说明15引用标准名录18附：条文说明171 总 则1.0.1 为指导太阳能光伏系统（以下简称光伏系统）在顺德区建筑中的应用，促进光伏系统与建筑的结合，规范光伏系统的规划与建筑设计，保证工程质量，制定本导则。1.0.2 本导则适用于顺德区新建、改建和扩建的建筑光伏系统工程，以及在既有建筑上安装或改造的光伏系统工程的规划与建筑设计。1.0.3 采用光伏系统的建筑，其光伏系统的设计应纳入建筑工程设计，统一规划，同步设计、施工、监理、验收。1.0.4 应针对光伏系统的类型、规模、服务范围与建筑形式进行设计。1.0.5 光伏系统各组成部分的组件，应选用发电效率和质量均能满足国家相关技术标准的产品。1.0.6 顺德区建筑光伏系统的规划与建筑设计，除应遵循本导则规定的要求，还应符合国家和广东省有关技术的规定。2 术 语2.0.1 太阳能光伏系统 solar photovoltaic (PV) system利用太阳能电池的光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。简称光伏系统。 2.0.2 光伏建筑一体化 building integrated photovoltaic (BIPV)在建筑上安装光伏系统，并通过专门设计，实现光伏系统与建筑的良好结合。2.0.3 光伏构件 PV components工厂模块化预制的，具备光伏发电功能的建筑材料或建筑构件，包括建材型光伏构件和普通型光伏构件。2.0.4 建材型光伏构件 PV modules as building components 太阳能电池与建筑材料复合在一起、成为不可分割的建筑材料或建筑构件。2.0.5 普通型光伏构件 Conventional PV components 与光伏组件组合在一起、维护更换光伏组件时不影响建筑功能的建筑构件，或直接作为建筑构件的光伏组件。2.0.6 光伏电池 PV cell将太阳辐射能直接转换成电能的一种器件。2.0.7 光伏组件 PV module具有封装及内部联结的、能单独提供直流电流输出的，最小不可分割的光伏电池组合装置。2.0.8 光伏方阵 PV array由若干个光伏组件或光伏构件在机械和电气上按一定方式组装在一起并且有固定的支撑结构而构成的直流发电单元。2.0.9 光伏电池安装倾角 tilt angle of PV cell光伏电池所在平面与水平面的夹角。3 规划设计3.1 规划设计依据3.1.1顺德区是广东省内太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为1412.55kwh/。根据顺德区的纬度和平均日照时间，光伏组件宜朝南向，组件与水平面的最佳安装倾角为17。3.1.2光伏组件各个朝向不同的效率见表3.1-2：表3.1-2光伏组件安装倾角与朝向修正系数表 朝向水平倾角正南南偏东15南偏西15南偏东30南偏西30东南西南东偏南30西偏南30东偏南15西偏南15正东正西00.9800.9800.9800.9800.9800.9800.980171.0000.9980.9940.9880.9800.9720.961200.9970.9950.9900.9820.9720.9600.946300.9800.9760.9710.9580.9430.9300.907450.9260.9190.9060.8940.8740.8600.828600.8300.8270.8150.8040.7820.7640.730750.7110.7100.7020.6860.6700.6510.632900.5850.5840.5820.5690.5600.5440.524注：设定正南向且与水平面成17夹角时光伏组件接受的太阳辐射量为1。 3.2 规划要求3.2.1 规划设计应综合顺德区的地理纬度、气候特征、场地条件及周围环境，在确定建筑布局、朝向、间距、群体组合和空间环境时，在满足建筑整体功能前提下，要充分满足光伏系统设计和安装的技术要求。3.2.2 安装光伏系统的建筑，其主要朝向宜为南向或接近南向。3.2.3 应根据建筑物的实际条件选择安装位置及系统类型。安装位置宜优先选择屋面，系统宜优先选择并网系统。3.2.4 应避免建筑物周围的景观与乔木绿化对光伏组件造成遮挡；建筑的外部体形和空间组合应考虑与光伏系统结合，为接收较多的太阳能创造条件。3.2.5 在建筑群体组合及空间环境的规划中，应用光伏系统的建筑，其日照间距应满足1:1，同时通过计算机进行模拟，保证光伏组件在冬至日9:00-15:00间有连续3h以上的日照时数。（在建筑设计部分）3.2.6 在既有建筑上安装光伏系统后，不应降低建筑本身或相邻建筑的建筑日照标准；不应影响建筑物的结构安全、通风，并且不能引起建筑物的能耗增加；不应影响原有排水系统的正常运行。如立面安装，还要考虑下雨时落水的变化对街道行人或下部建筑物造成的影响。3.2.7 对光伏组件可能引起的二次辐射宜进行预测，避免造成光污染。3.2.8 光伏组件结合景观小品进行安装时，小品的造型除满足景观的要求外，还应满足光伏组件的日照要求。3.2.9在小品设置位置的选择上应注意周围的环境设施与绿化种植不应对投射到光伏组件上的阳光形成遮挡。3.2.10 安装光伏组件的景观小品，其结构体系、使用寿命除满足景观小品的使用要求外，还应满足光伏组件的相关要求。3.2.11 光伏组件结合景观小品进行安装时，在满足作为建筑构件所需的强度、刚度等功能外，还应采取保护人身安全的防护要求。3.3 光伏组件特性及分类表3.3.1 各种电池组件的分类与特性：类型外观特征产品尺寸(常用/最大)(mm)重量（kg/)颜 色透光率(%)单位面积组件的功率(W/)背板材料备注晶体硅光伏组件单晶硅光伏组件119880735/159010603512.1黑色（均匀）不透光当为夹层玻璃光伏组件时可以透光144.9TPT/钢化玻璃对光线要求高，受光影遮挡后发电效率大幅下降。透光率是通过调整晶硅片之间的间距来进行调整。多晶硅光伏组件145767735/19569925013.9蓝色（晶体纹）不透光当为夹层玻璃光伏组件时可以透光144.3TPT/钢化玻璃非晶硅光伏组件1300110050/260022005039.8深棕色（均匀）透光率0502565（功率与透光率成反比）钢化玻璃对光线要求低，受光影遮挡后发电效率下降少1）晶体硅光伏组件电压一般为12 V或24 V，但是建材型可具有特殊规格。组件功率与其转换效率、尺寸相关，单位为“Wp”（峰瓦）表3.3.2 各类光伏组件常用部位：组件类型安装部位 普通型光伏构件建材型光伏构件夹层玻璃光伏构件中空玻璃光伏构件瓦式光伏构件卷材型光伏构件墙体阳台屋面采光顶遮阳雨篷护栏幕墙门窗3.4 经济技术评价方法3.4.1 光伏系统的经济技术评价方法采用增效投资回收比较的方法。3.4.2 光伏系统投入的回收年限= （光伏系统的总投资+其他费用-地方财政补贴）/（光伏系统平均年发电量上网电价）。1 光伏系统的总投资包括：光伏组件费用、光伏系统逆变和输配电费用、光伏系统安装费用、资源使用费、设计费等；2 其他费用包括：总贷款利息、总通货膨胀费、光伏系统的总维护费用等；光伏系统年发电量=光伏系统装机功率光伏系统日均发电时数365天修正系数。（修正系数是根据组件安装角度与最佳安装倾角的差距进行折算后，结合系统效率得出的修正值）3 上网电价为当地收购光伏系统所发电的单价（若没有相关政策，则根据所发电的使用性质按照白天的电价计算）。4 建筑设计4.1 一般规定4.1.1 光伏系统设计应与建筑单体设计有机结合，并满足相应的刚度、强度、稳定性以及抗风、抗震、防雷等方面的要求。4.1.2 建筑设计时，应合理确定光伏系统各组成部分在建筑中的位置，便于施工安装及运行管理，并应满足其所在部位的建筑防水、排水和系统的检修、维护与更换的要求。 4.1.3 安装于建筑屋面、墙面、阳台等部位的光伏组件，应充分考虑光伏组件的外观特性，使其与建筑功能、建筑外观以及周围环境相互协调。4.1.4 建筑体形及空间组合应为光伏组件接收更多的太阳能创造条件。应满足光伏组件冬至日9:00-15:00之间有连续3小时以上的日照时数。4.1.5 建筑设计应为光伏系统提供安全的安装和使用条件，并应在安装光伏组件的部位采取安全防护措施。人员容易接近的光伏发电系统组件除应满足相应的结构安全和电气安全外，还应考虑防盗措施。4.1.6 光伏组件不应跨越建筑变形缝设置。4.1.7 光伏组件的安装不应影响所在部位的保温、隔热、防水性能以及雨水排放等功能。4.1.8 光伏系统的控制机房宜采用自然通风，当不具备条件时应采取机械通风措施。.9 光伏组件的安装应采取通风降温措施，且通风降温措施不能对周围建筑物及本建筑物造成不利影响。 4.1.10 应用光伏系统的建筑，应根据光伏系统安装位置及与建筑结合的形式，在建筑物外墙或其它明显位置放置光伏系统指示牌。 4.1.11 设置于建筑物内部的光伏系统各种配电及控制线路应与建筑物其它管线综合设计，统筹安排，满足便于安装、检修、维护及管理的要求。4.2 屋面安装4.2.1 平屋面上安装光伏组件应符合下列规定：1 光伏组件安装宜按最佳光伏电池安装倾角进行设计，并应设置维修、人工清洗的设施与通道；（国内行业标准中指出小于10度倾角才需要应设后的内容）2 光伏组件安装支架宜采用自动跟踪型或手动调节型的可调节支架； 3 采用支架安装的光伏方阵中光伏组件的间距应满足冬至日9:00-15:00之间有连续3小时以上的日照时数；4 在建筑平屋面上安装光伏组件，其基座不得影响屋面排水功能；5 光伏组件基座与结构层相连时，防水层应铺设到基座和金属埋件的上部，并应在地脚螺栓周围作密封处理；6 在平屋面上安装光伏组件时，其支架基座下部应增设附加防水层； 7 对直接构成建筑屋面面层的建材型光伏构件，除应保障屋面排水通畅外，安装基层还应具有一定的刚度和相应的耐火等级要求；8 光伏组件周围的屋面、检修通道、屋面出入口和光伏方阵之间的人行通道应为上人屋面；9 光伏组件的引线穿过平屋面处应预埋防水套管，并应做防水密封处理；10 平屋面安装光伏系统时，光伏组件最低点距屋面完成面不宜小于300mm，当组件下方需要人员通过时光伏组件最低点距屋面完成面不宜小于2200mm，安装光伏组件的支架应对其承载力和稳定性进行结构计算，并对原屋面承载力进行核算；11 在建筑平屋面上设计安装光伏系统时，不应影响建筑物的消防通道，并根据消防疏散和保护人身安全等方面的需要，安装必要的照明设施。不应影响该建筑物及相邻建筑物的日照、通风及采光，并避免对相邻建筑物产生眩光污染。4.2.2 坡屋面上安装光伏组件应符合下列规定： 1 坡屋面坡度宜按光伏组件全年获得太阳能最多的倾角设计；2 光伏组件根据建筑造型要求和屋面结构、构造形式，宜选择顺坡镶嵌或顺坡架空安装方式；3 设置在坡屋面上的光伏组件支架应与埋设在屋面板上的预埋件连接牢固，并应采取防水构造措施；4 光伏组件与坡屋面结合处的雨水排放应通畅；5 光伏组件采用顺坡镶嵌安装方式时，其与周围屋面材料连接部位应做好防水构造处理，不得影响屋面整体的保温、隔热、排水、防水、防雷、抗风及抗震等功能； 6 坡屋面上太阳能光伏组件的各类电气管线需穿过坡屋面时，应做防水密封处理；7顺坡架空安装的光伏组件与屋面之间的垂直距离应满足安装和通风散热间距的要求，通风散热间距不宜小于100mm；8 应在屋面设置用于安装及维护的相关设施。4.3 墙面与幕墙等安装4.3.1 在墙面上安装光伏组件应符合下列规定：1 安装在墙面上的光伏组件宜有适当的倾角，具体角度应充分考虑最佳日照角以及建筑外观造型等因素来综合确定； 2 设置在墙面的光伏组件支架应与建筑承重结构或墙面上的预埋件连接牢固，并应满足节能、防水、防锈、防腐以及结构性能等方面的要求； 3 对设置在墙面上的光伏组件，引线穿过墙面处应预埋防水套管并应做防水密封处理，穿墙管线不宜设在结构梁柱等部位；4 光伏组件镶嵌在墙面时，宜与墙面装饰材料、色彩、分格等协调处理； 5 对安装在窗上提供遮阳功能的光伏构件，应满足室内采光、通风和日照的要求； 6 应采取保护人身安全的防护措施。4.3.2 利用建筑的阳台、空调栏板、露台、遮阳挑板等功能性构件设置光电板，应与建筑立面统一协调。在阳台或平台上安装光伏组件应符合下列规定：1 安装在阳台或平台栏板上的光伏组件应有适当的倾角，具体角度应充分考虑最佳日照角以及栏板外观造型等综合因素来确定；2 设置在阳台（露台）上的太阳能光伏组件，其支架应与阳台（露台）地面预埋件连接牢固，并应在地脚螺栓周围做防水密封处理；3 挂在阳台栏板上的太阳能光伏组件，其支架应与阳台栏板上的预埋件连接牢固；4 构成阳台或平台栏板的光伏构件，应满足高度、刚度、强度、防护功能和电气安全等方面的要求，并应采取保护人身安全的防护措施；5 嵌入阳台栏板的太阳能光伏组件，本身构成阳台栏板或栏板的一部分，应满足其刚度、强度及防雷、抗风、抗震等围护和防护功能要求。4.3.3 建筑幕墙上安装光伏组件应符合下列规定： 1 安装在建筑幕墙上的光伏组件宜采用建材型光伏构件； 2 光伏组件尺寸宜符合幕墙设计模数，光伏组件表面颜色、质感与幕墙协调统一； 3 光伏幕墙的性能应满足所安装幕墙整体物理性能的要求，并应满足建筑节能的要求； 4 对有采光和安全双重性能要求的部位，应使用夹层玻璃光伏幕墙，其使用的夹胶层应为PVB或其它满足安全玻璃要求的夹胶，并应满足建筑室内对视线和透光性能的要求；5 光伏玻璃幕墙的结构性能和防火性能应满足现行行业标准玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102的要求；6 建筑幕墙的防火设计应符合现行国家标准建筑设计防火规范GB50016-2006第7.2.7条的要求。5 结构设计5.1 一般规定5.1.1 结构设计应与光伏系统设计和建筑设计等其他专业进行专业配合, 合理确定光伏系统在建筑中的位置；确认光伏构件的相关结构性能指标。5.1.2 在既有建筑上增设光伏系统，应对既有建筑的结构设计、结构材料、耐久性、安装部位的构造及强度等进行复核验算，并应满足建筑结构及其他相应的安全性能要求。5.1.3 安装光伏系统的建筑主体结构及结构构件如屋面、阳台、外墙体及悬臂梁（板）等，应符合相关的工程施工质量验收规范的要求；应能承受光伏系统传递的荷载和作用，具有相应的承载力以确保安全。5.1.4 承受光伏系统的结构及其构件应能抵御强风、雷电、暴雨及地震等自然灾害的影响。5.1.5 应为光伏系统的安装预先设计承载构件、预埋件或连接件。预埋件的设计使用年限应与主体结构相同。支架的设计使用年限应与光伏构件的使用年限相同，达到使用年限后应及时拆除。5.1.6 当安装在屋面、阳台、墙面的太阳能光伏组件与建筑主体结构通过预埋件连接时，预埋件应在主体结构施工时埋入，预埋件的位置应准确；当没有条件采用预埋件连接时，应采用其他可靠的连接措施，并通过试验确定其承载力。5.1.7 不应在轻质填充材料上安装太阳能光伏组件。5.1.8 选用建材型光伏构件时，应符合建材构件的相关性能要求。 5.2 支架及基础5.2.1 支架、基础及其连接节点，应能承受系统自重、风荷载、检修荷载和地震作用的能力，并进行抗滑移和抗倾覆等稳定性验算。5.2.2 光伏组件或方阵的支架，应由埋设在钢筋混凝土基座中的钢制热浸镀锌连接件或不锈钢地脚螺栓固定。钢筋混凝土基座的主筋应锚固在主体结构内；当不能与主体结构锚固时，应设置支架基座。同时应采取提高支架基座与主体结构间附着力的措施，满足风荷载与地震荷载作用的要求。5.2.3 连接件与基座的锚固承载力设计值应大于连接件本身的承载力设计值。5.2.4 当光伏方阵与主体结构采用后加锚栓连接时，应符合下列规定：1 锚栓产品应有出厂合格证；2 碳素钢锚栓应经过防腐处理；3 应进行锚栓承载力现场试验，必要时应进行极限拉拔试验；4 每个连接节点不应少于2个锚栓；5 锚栓直径和锚固深度应通过承载力计算确定，锚栓直径不应小于10；6 不宜在与化学锚栓接触的连接件上进行焊接操作；7 顺德区是地震设防区，必须使用抗震适用型锚栓；8 应符合现行行业标准混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145的相关规定。5.2.5 光伏系统结构、构件的设计荷载应满足现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009的要求。6 建筑电气设计6.0.1 光伏系统电源机房、光伏系统电网接入点等房间，应符合低压配电机房的相关规定。6.0.2 光伏系统储能装置室的设计应符合普通蓄能装置室的相关规定6.0.3 光伏系统机房的形式，宜根据光伏方阵规模、布置形式、建筑物(群)分布、周围环境条件和用电负荷的密度等因素确定，并应符合下列要求：1 逆变器安装位置应靠近光伏方阵；2 配电装置和控制柜的布置，应便于设备的操作、搬运、检修和实验。机房的设计应符合现行行业标准民用建筑电气设计规范JGJ 16的相关规定。3 储能光伏系统宜设置独立的蓄电池室，并靠近控制器。蓄电池应布置在无高温、无潮湿、无震动、少灰尘、避免阳光直射、通风的场所，并应符合现行行业标准电力工程直流系统设计技术规程DL/T 5044的相关规定。4 既有建筑设置光伏系统时，光伏系统的电缆通道宜暗装，并满足建筑结构安全、电气安全，以保持建筑物外观整齐。6.0.4 电气装置安装应符合现行国家标准建筑电气工程施工质量验收规范 GB 50303的相关规定。6.0.5 电缆线路施工应符合现行国家标准电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB 50168的相关要求。6.0.6 电气系统接地应符合现行国家标准电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB 50169的相关要求。6.0.7 光伏系统直流侧施工时，应标识正负极性，并宜分别布线。6.0.8 带储能装置的光伏系统，蓄电池的上方和周围不得堆放杂物，并应保障蓄电池的正常通风，防止蓄电池两极短路。6.0.9 在并网逆变器等控制器的上方和周围，不得设置其他电气设备和堆放杂物，并应保证设备的通风环境。6.0.10 安装光伏系统的建筑，应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求确定防雷类别，满足现行国家标准建筑物防雷设计规范GB50057中的相关规定。防雷类别不应低于三类。6.0.11 光伏系统的电缆暗装通道注意防止老鼠、白蚁的破坏。7 消防设计7.0.1 光伏系统安装应符合建筑设计防火规范（GB 50016）、高层民用建筑设计防火规范（GB 50045）、汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB 50067）等现行国家法律法规的规定。7.0.2 建材型光伏构件，应符合建筑相应部位对建筑材料的耐火等级的要求。7.0.3 在既有建筑和新建建筑上安装或改造光伏系统工程，其光伏系统的各组件部分的安装，不得对建筑物本身的消防疏散、防火间距、消防登高面、消防车道、消防扑救和消防设施造成影响。本导则用词说明1 为便于在执行本导则条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1) 表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；2） 表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；3) 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合的规定”或“应按执行”。引用标准名录1 建筑结构荷载规范 GB500092 建筑设计防火规范 GB 50016 3 高层民用建筑设计防火规范 GB 500454 汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB 500675 建筑物防雷设计规范 GB 500576 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB 501687 火力发电厂与变电站设计防火规范 GB 502298 建筑电气工程施工质量验收规范 GB 503039 民用建筑电气设计规范 JGJ 1610 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102 11 混凝土结构后锚固技术规程 JGJ 145顺德区建筑太阳能光伏系统规划与建筑设计导则（试行本）条文说明 制 订 说 明 顺德区建筑太阳能光伏系统规划与建筑设计导则（试行本），经单位年月日以第号公告批准发布。本导则制订过程中，编制组进行了广泛、深入的调查研究，总结了国内主要的太阳能光伏系统优秀工程以及国外有代表性的太阳能光伏系统工程的实践经验，同时参考了德国、日本相关民用建筑太阳能光伏系统的设计指南。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本导则时能正确理解和执行条文规定，顺德区建筑太阳能光伏系统规划与建筑设计导则（试行本）编制组按章、节、条顺序编制了本导则的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。目 次1 总 则192 术 语203 光伏系统设计223.1规划设计依据223.2 规划要求224 建筑设计245 结构设计285.1 一般规定285.2支架及基座296 建筑电气设计307 消防设计311 总则1.0.1 目前在顺德区建筑能耗具有以下特点：1）民用建筑能耗以电力消耗为主。各类建筑能耗中，电力消耗占总能耗的48.70%92.51%；2）民用建筑用电量占全区总用电比例大且增速快。根据顺德区2008年建筑能耗统计数据，顺德区民用建筑用电量为291336.68万kWh，占全区总用电1028141.28万kWh的28.3%，已经超过普通工业的用电量（占全区总用电量的比例为21.78%）；根据顺德区2006年2008年全区用电量统计数据，计算出近三年全区总用电量的年均增长率为8.30%，民用建筑用电量的年均增长率为25.17%，是全区总用电量年均增长率的3倍，如果以2008年全区总用电量和建筑用电量为基数，按全区总用电量年均增长率8.30%和建筑用电量年均增长率25.17%来推算建筑用电量占全区总用电量比例的变化，则在2011年，建筑用电量占全区总用电量的比例将超过40%，达到发达国家目前的建筑用电量占社会总用电量的水平，到2013年将会达到顺德区的电力极限负荷量；3）顺德区可再生能源利用率特别是太阳能的利用率较低。调查数据中，只有部分学校、医院和酒店娱乐建筑类型采用了太阳能光热设备，太阳能光热利用面积比分别为：0.1%、0.15%、0.025%。目前民用建筑工程中利用太阳能光伏发电技术正在成为建筑节能的新趋势。广大工程技术人员，尤其是建筑工程设计人员，只有掌握了光伏系统的规划与建筑设计等方面的工程技术要求，才能促进光伏系统在建筑中的应用，并达到与建筑结合。为指导光伏系统在顺德区民用建筑中的应用，促进光伏系统与建筑的结合，规范光伏系统的规划与建筑设计，保证工程质量，制定本导则。1.0.2 在我国，除了在新建、扩建、改建的民用建筑工程中设计安装光伏系统的项目不断增多外，在既有建筑中安装光伏系统的项目也在增多。编制导则时对这两个方面的适用性进行了研究，使导则在两个方面均可适用。1.0.3 新建民用建筑安装光伏系统时，光伏系统设计应纳入建筑工程设计；如有可能，一般建筑设计应为将来安装光伏系统预留条件。1.0.5 顺德区纬度较低，太阳照射角较高，最佳安装角度为17。所以安装在屋面比安装在墙面效率要高。2 术 语2.0.1 “太阳能光伏系统”为本规范主要用语，规范给出了英语的全称。在以下条文中简称为“光伏系统”。2.0.2 光伏建筑一体化在光伏系统与建筑或建筑环境的结合上，具有更深的含义和更高的技术要求，也是当前人们努力追求的较高目标。这里的建筑环境除建筑本体环境外，还包括建筑小品、围墙、喷泉和景观照明等。2.0.3 在民用建筑中，光伏构件包括建材型光伏构件和普通型光伏构件两种形式。建材型光伏构件是指将光伏电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起、成为不可分割的建筑材料或建筑构件。建材型光伏构件的表现形式为复合型光伏建筑材料（如光伏瓦、光伏砖、光伏卷材等），或复合型光伏建筑构件（如光伏幕墙、光伏窗、光伏雨篷、光伏遮阳板、光伏阳台板、光伏采光顶等）。建材型光伏构件的安装形式包括：在平屋面上直接铺设光伏卷材或在坡屋面上采用光伏瓦，并可替代部分或全部屋面材料；直接替代建筑幕墙的光伏幕墙和直接替代部分或全部采光玻璃的光伏采光顶等。普通型光伏构件是指与光伏组件组合在一起、维护更换光伏组件时不影响建筑功能的建筑构件，或直接作为建筑构件的光伏组件。普通型光伏构件的表现形式为组合型光伏建筑构件或普通光伏组件。对于组合型光伏建筑构件，由于光伏组件与建筑构件仅仅是组合在一起，可以分开，因此，维护更换时只需针对光伏组件，而不会影响构件的建筑功能；当采用普通光伏组件直接作为建筑构件时，光伏组件在发电的同时，实现相应的建筑功能。比如，采用普通光伏组件或根据建筑要求定制的光伏组件直接作为雨篷构件、遮阳构件、栏板构件、檐口构件等建筑构件。普通型光伏构件安装方式一般为支架式安装。为了实现光伏建筑一体化，支架式安装形式包括：在平屋面上采用支架安装的通风隔热屋面形式（如平改坡）；在构架上采用支架安装的屋面形式（如遮阳棚、雨篷）；在坡屋面上采用支架顺坡架空安装的通风隔热屋面形式（坡屋面上的主要安装形式）；在墙面上采用支架或支座与墙面平行安装的通风隔热墙面形式等。2.0.6 目前已经商业化生产和规模化应用的光伏电池包括晶体硅光伏电池、薄膜光伏电池和硅异质结光伏电池（HIT）。晶体硅光伏电池是使用晶体硅片制造的光伏电池，包括单晶硅光伏电池和多晶硅光伏电池等。其中，使用单晶硅片制成的光伏电池称单晶硅光伏电池（mono-silicon PV cell），具有较高的光电转化效率和价格；使用多晶硅片制成的光伏电池称多晶硅光伏电池（multi-silicon PV cell）,其光电转换效率和价格一般稍低于单晶硅光伏电池。薄膜光伏电池是以薄膜形态的半导体材料制造的光伏电池。主要有硅薄膜和化合物半导体薄膜等。其优点是消耗半导体材料少，制造成本较低，输出功率受温度影响小，电池组件易于设计成不同的形态。HIT电池是以晶体硅和薄膜硅为原料制造的光伏电池。外形和封装工艺更像晶体硅光伏电池。由于其兼有晶体硅和薄膜硅两类光伏电池的优点，光电转换效率较高，价格也较高。2.0.8 光伏方阵通过对组件串和必要的控制元件，进行适当的串联、并联，以电气及机械方式相联形成光伏方阵，能够输出供变换、传输和使用的支流电压和电功率。光伏方阵不包括基座、太阳跟踪器、温度控制器等类似的部件。如果一个方阵中有不同结构类型的组件，或组件的连接方式不同，一般将结构和连接方式相同的部分方阵称为子方阵。光伏方阵可由几个子方阵串并联组成。2.0.9 光伏电池安装倾角和光伏组件的方位角唯一地决定了光伏电池的朝向。光伏组件的方位角指光伏组件向阳面的法线在水平面上的投影与正南方向的夹角。水平面内正南方向为0度，向西为正，向东为负，单位为度（）。3 规划设计3.1 规划设计依据3.1.1 顺德区在我国属于太阳能资源“”类地区，年日照时数为1843小时，年太阳辐射总量为1412.55kwh/。最佳倾角是根据本地的太阳辐射情况，选择使得光伏阵列能够在全年中获得的太阳辐射能量最多而得出的安装角度。太阳的总辐射包括直射辐射和散射辐射，由于场地反射条件差异、气候变化、甚至湿度不同所引起的空气中水汽的折射率变化都会导致太阳辐照量不同；因此，即使是纬度相同的两个地方，其太阳辐照量的大小及组成往往相差很大，其最佳安装倾角也不同，如拉萨和重庆纬度基本相同（仅差0.05），而水平面上的太阳辐照量却要相差一倍以上，最佳的安装倾角相差15。顺德地区目前没有太阳辐射数据，顺德地处广州与中山之间，编制组根据这两地所提供的气象数据，采用广东省建筑科学研究院开发的太阳辐射计算软件综合分析得出顺德地区的最佳倾角为17。3.1.2 根据广东省建筑科学研究院用日照软件计算所得，在夏季组件为正南与水平面夹角17时太阳辐照量最大，所以设定此方向的太阳辐照量为1，而其他相邻方向的太阳辐照量则根据表中数字的系数进行插值计算。广东省建筑科学研究院开发的太阳辐射计算软件是采用太阳实际的年轨迹计算的，软件中采用了编制夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准所使用的标准年气象数据库。由于顺德没有太阳辐射数据，所以本导则采用了广州市的太阳辐射数据替代，而纬度仍然采用顺德的纬度。由于广州夏季的太阳辐射较冬季强烈，所以计算全年的太阳辐射投射最高的倾角较纬度要小。3.2 规划要求3.2.1 本条是太阳能建筑设计应遵循的基本原则。光伏系统设计应由建筑设计单位和光伏系统产品供应商相互配合共同完成。建筑师要根据建筑类型和使用要求确定光伏系统的类型、安装位置、色调、构图要求，并向建筑电气工程师提出对电力的使用要求；电气工程师进行光伏系统设计、布置管线、确定管线走向；结构工程师在建筑结构设计时，应考虑光伏系统的荷载，以保证结构的安全性，并埋设预埋件，为光伏构件的锚固、安装提供安全牢靠的条件。光伏系统产品供应商需向建筑设计单位提供光伏组件的规格、尺寸、荷载，预埋件的规格、尺寸、安全位置及安全要求；提供光伏系统的发电性能等技术指标及其检测报告；保证产品质量和使用性能。3.2.2 根据顺德的地理条件，建筑单体或建筑群体朝南可为光伏系统接收更多的太阳能创造条件。3.2.3 光伏系统的选型是建筑设计的重点内容，设计者不仅要创造新颖美观的建筑立面、设计光伏组件安装的位置，还要结合建筑功能及其对电力供应方式的需求，综合考虑环境、气候、太阳能资源、能耗、施工条件等因素，比较光伏系统的性能、造价，进行技术经济分析。3.2.4 在进行建筑周围的景观设计和绿化种植时，要避免对投射到光伏组件上的阳光造成遮挡，从而保证光伏组件的正常工作。3.2.6 安装光伏系统的建筑，建筑间距应满足所在地区日照间距要求，且不得因布置光伏系统而降低相邻建筑的日照标准。3.2.7 建筑上安装的光伏组件应优先选择光反射较低的材料，避免自身引起的太阳光二次辐射对本栋建筑或周围建筑造成光污染。应通过优化建筑群体空间组合以及利用建筑周边的其他条件，对该建筑或周围建筑造成光污染的影响采取相应的措施，减低光污染的影响。在圆弧型建筑物的外墙光伏系统设计时，注意因自身引起的太阳反射光形成光聚焦对周边环境带来的影响。3.2.8 景观小品大多设置于地面，因此很容易受到周边的建筑物和绿化树木的遮挡，从而影响发电效率。3.2.11 安装在景观小品上的光伏组件，除发电功能外，还是小品的建筑构件，因此还应具备建筑构件所应具备的各项性能要求。由于景观小品与人员活动空间十分紧密，因此还应采取措施保护人身安全，同时也保护光伏组件本身。4 建筑设计 4.1.2 建筑设计应与光伏系统设计同步进行。建筑设计根据选定的光伏系统类型，确定光伏组件形式、安装面积、尺寸大小、安装位置方式；了解连接管线走向；考虑辅助能源及辅助设施条件；明确光伏系统各部分的相对关系。然后，合理安排光伏系统各组成部分在建筑中的位置，并满足所在部位防水、排水等技术要求。建筑设计应为光伏系统各部分的安全检修、光伏构件表面清洗等提供便利条件。4.1.3 安装在建筑屋面、阳台、墙面、窗面或其它部位的光伏组件，应满足该部位的承载、保温、隔热、防水及防护要求，并应成为建筑的有机组成部分，保持与建筑和谐统一的外观。4.1.4 光伏组件安装在建筑屋面、阳台、墙面或其他部位，不应有任何障碍物遮挡太阳光。光伏组件总面积根据需要电量、建筑上允许的安装面积、当地的气候条件等因素确定。安装位置要满足冬至日全天有3h以上日照时数的要求。有时，为争取更多的采光面积，建筑平面往往凹凸不规则，容易造成建筑自身对太阳光的遮挡。除此以外，对于体形为L型、型的平面，也要注意避免自身的遮挡。4.1.5 建筑设计时应考虑在安装光伏组件的墙面、阳台或挑檐等部位采取必要的安全防范措施，防止光伏组件损坏而掉下伤人，如设置挑檐、入口处设置雨篷或进行绿化种植等，使人不易靠近。 4.1.6 建筑主体结构在伸缩缝、沉降缝、抗震缝等变形缝两侧会发生相对位移，光伏组件跨越变形缝时容易遭到破坏，造成漏电、脱落等危险。所以光伏组件不应跨越主体结构的变形缝，或应采用与主体建筑的变形缝相适应的构造措施。4.1.7 光伏组件不应影响安装部位建筑雨水系统设计，不应造成局部积水、防水层破坏、渗漏等情况。4.1.8 光伏系统控制机房，一般会布置较多的配电柜（箱）、逆变器、充电控制器等设备，上述设备在正常工作中都会产生一定的热量；当系统带有储能装置时，系统中的蓄电池在特定情况下可能对空气产生一定的污染。因此，控制机房应采取通风措施。4.1.9 保证晶体硅光伏电池组件工作时的温度不高于85。组件最佳工作温度宜低于40为好。因此安装光伏组件时，应采取必要的通风降温措施以抑制其表面温度升高。一般情况下，组件与安装面层之间设置50mm以上的空隙，组件之间也留有空隙，会有效控制组件背面的温度升高。4.1.10 通过该指示牌可以清楚的反映出电站的安装形式。指示牌可分为地面安装、屋顶水平安装、屋顶倾斜安装、斜屋顶安装、阳台遮阳和光伏幕墙安装等方式。4.1.11 一般情况下，建筑的设计寿命是光伏系统寿命的23倍，光伏组件及系统其他部件在构造、型式上应利于在建筑围护结构上安装，便于维护、修理、局部更换。为此建筑设计不仅要考虑地震、风荷载、冰雹等自然破坏因素，还应为光伏系统的日常维护，尤其是光伏组件的安装、维护、日常保养、更换提供必要的安全便利条件。4.2.1 在平屋顶和坡屋顶建筑上采用太阳能光电系统时，应与建筑物形成一个整体的建筑视觉效果。平屋顶建筑可采用隐蔽型的一体化形式，在不影响太阳能光电板发电效率的情况下，在建筑上通过技术处理采取加高女儿墙，在特别部位增设装饰性遮挡构筑物和修建屋顶水箱间等办法，避免或减少太阳能光电系统对建筑形象的改变和破坏。在平屋面上安装光伏组件应符合相关要求的原因：1. 在太阳高度角较小时，光伏方阵排列过密会造成彼此遮挡，降低运行效率。为使光伏方阵实现高效、经济的运行，应对光伏组件的相互遮挡进行日照计算和分析；2. 采用自动跟踪型和手动调节型支架可提高系统的发电量。自动跟踪型支架还需配置包括太阳辐射测量设备、计算机控制的步进电机等自动跟踪系统。手动调节型支架经济可靠，适合于以月、季度为周期的调节系统；3. 屋面上设置光伏方阵时，前排光伏组件的阴影不应影响后排光伏组件正常工作。另外，还应注意组件的日斑影响； 4. 在建筑屋面上安装光伏组件支架，应选择点式的基座形式，以利于屋面排水。特别要避免与屋面排水方向垂直的条形基座；5. 光伏组件支座与结构层相连时，防水层应包到支座和金属埋件的上部，形成较高的泛水，地脚螺栓周围缝隙容易渗水，应作密封处理；6. 支架基座部位由于突出屋面转角较多，容易造成漏水，故应做附加防水层。并应按设计要求做好收头处理。连接件穿过防水层应用密封材料封严。下图为附加防水层的做法之一；7. 构成屋面面层的建材型光伏构件，其安装基层应为具有一定刚度的保护层，以避免光伏组件变形引起表面局部积灰现象；8. 需要经常维修的光伏组件周围屋面、检修通道、屋面出入口以及人行通道上面应设置刚性保护层保护防水层，一般可铺设水泥砖；9. 光伏组件的引线穿过屋面处，应预埋防水套管，并作防水密封处理。防水套管应在屋面防水层施工前埋设完毕。10. 光伏组件最低点距不上人硬质屋面不宜小于300mm，是因为防止雨水溅起的污物溅到组件表面，影响发电效率。4.2.2 在坡屋面上安装光伏组件还应符合以下要求：1. 为了获得较多太阳光，屋面坡度宜采用光伏组件全年获得电能最多的倾角。一般情况下宜结合一年中太阳辐射较强时的入射角来确定屋面坡度，低纬度地区还要特别注意保证屋面的排水功能；2. 安装在坡屋面上的光伏组件宜根据建筑设计要求，选择顺坡镶嵌设置或顺坡架空设置方式； 3. 坡屋面上的光伏组件由于受自重、暴风、雷电等因素影响，容易造成脱落，因此连接固定光伏组件的各部件均应牢固可靠。4. 建材型光伏构件安装在坡屋面上时，其与周围屋面材料连接部位应做好建筑构造处理，并应满足屋面整体的保温、防水等围护结构功能要求；5. 穿越屋面的各种管线，极易造成屋面漏水，因此应特别注重此部位的防水要求。6. 顺坡架空在坡屋面上的光伏组件与屋面间宜留有100mm的通风间隙。控制通风间隙的目的有两个，一是通过加强屋面通风降低光伏组件背面温升，二是保证组件的安装维护空间。4.3.1 墙面上安装光伏组件应符合以下要求：1. 在低纬度地区，由于太阳高度角较小，因此安装在墙面上或直接构成围护结构的光伏组件应有适当的倾角，以接受较多的太阳光；2. 通过支架连接方式安装在外墙上的光伏组件，在结构设计时应作为墙体的附加永久荷载。对安装光伏组件而可能产生的墙体局部变形、裂缝等等，应通过构造措施予以防止；3. 预埋防水套管可防止水渗入墙体构造层；管线穿越结构柱会影响结构性能，因此穿墙管线不宜设在结构柱内；4. 光伏组件镶嵌在墙面时，应由建筑设计专业结合建筑立面进行统筹设计；5. 建筑设计时，为防止光伏组件损坏而掉下伤人，应考虑在安装光伏组件的墙面采取必要的安全防护措施，如设置挑檐、雨篷，或进行绿化种植等，使人不易靠近。6. 作为外围护结构的外围材料，除了应具备发电功能外，还应满足该部位建材应具备的相关功能要求。4.3.2 阳台是建筑墙面上的主要建筑构件，一般在南墙面上有较多的设置。在阳台上安装光伏组件应符合以下要求：1. 顺德区为低纬度地区，由于太阳高度角较小，安装在阳台栏板上的光伏组件或直接构成阳台栏板的光伏构件应有适当的倾角，以接受较多的太阳光；2. 对不具有阳台栏板功能，通过其他连接方式安装在阳台栏板上的光伏组件，其支架应与阳台栏板上的预埋件牢固连接，并通过计算确定预埋件的尺寸与预埋深度，防止坠落事件的发生；3. 外挂在阳台