绿色土木工程与建筑节能课件.pptx

1、 6.16.1 概概 述述 第六章第六章 绿色土木工程与建筑节能绿色土木工程与建筑节能 6.16.1 概概 述述 在全寿命期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的土木工程则称为绿色土木工程。1 6.1 6.1 概概 述述 6.16.1 概概 述述2 6.1 6.1 概概 述述1.应尽量采用天然材料3.要求在工程使用中节约能源2.应尽量采用可再生的材料 随着全球气候的变暖，节能建筑成为建筑发展的必然趋势，绿色建筑也应运而生。绿色土木工程的绿色土木工程的 三大要求三大要求 6.16.1 概概 述述3 6.1.1

2、6.1.1 绿色土木工程对室内环境的要求绿色土木工程对室内环境的要求 绿色建筑之所以强调室内环境，因为空调界的主流思想是想在内外部环境之间争取一个平衡的关系。室内环境的要求1.温度问题2.日光照明、声问题 3.空气质量问题 6.16.1 概概 述述 二、管路的连接 管路的连接包括管子与管子、管子与各种管件、阀门及设备接口等处的连接。目前比较普遍采用的有：承插式连接、螺纹连接、法兰连接及焊接。6.16.1 概概 述述 1承插式连接 铸铁管、耐酸陶瓷管、水泥管常用承插式连接。管子的一头扩大成钟形，使一根管子的平头可以插入。环隙内通常先填塞麻丝或石棉绳，然后塞入水泥、沥青等胶合剂。它的优点是安装方便

3、，允许两管中心线有较大的偏差，缺点是难于拆除，高压时不可靠。6.16.1 概概 述述 2螺纹连接 螺纹连接常用于水、煤气管。管端有螺纹，可用各种现成的螺纹管件将其连接而构成管路。螺纹连接通常仅用于小直径的水管、压缩空气管路、煤气管路及低压蒸汽管路。用以连接直管的管件常用的有管箍和活络管接头。6.16.1 概概 述述 3法兰连接 法兰连接是常用的连接方法。优点是装拆方便，密封可靠，适用的压强、温度与管径范围很大。缺点是费用较高。铸铁管法兰是与管身同时铸成，钢管的法兰可以用螺纹接合，但最方便还是用焊接法固定。法兰连接时，两法兰间需放置垫圈起密封作用。垫圈的材料有石棉板、橡胶、软金属等，随介质的温度

4、压强而定。6.16.1 概概 述述 4焊接连接 焊接法较上述任何连接法都经济、方便、严密。无论是钢管、有色金属管、聚氯乙烯管均可焊接，故焊接连接管路在化工厂中已被广泛采用，且特别适宜于长管路。但对经常拆除的管路和对焊缝有腐蚀性的物料管路，以及不允许动火的车间中安装管路时，不得使用焊接。焊接管路中仅在与阀件连接处要使用法兰连接。6.16.1 概概 述述 三、管路的热补偿 管路两端固定，当温度变化较大时，就会受到拉伸或压缩，严重时可使管子弯曲、断裂或接头松脱。因此，承受温度变化较大的管路，要采用热膨胀补偿器。一般温度变化在32以上，便要考虑热补偿，但管路转弯处有自动补偿的能力，只要两固定点间两臂的

5、长度足够，便可不用补偿器。化工厂中常用的补偿器有凸面式补偿器和回折管补偿器。6.16.1 概概 述述 1凸面式补偿器图2-11 凸面式补偿器 凸面补偿器可以用钢、铜、铝等韧性金属薄板制成。图2-11表示两种简单的形式。管路伸、缩时，凸出部分发生变形而进行补偿。此种补偿器只适用于低压的气体管路（由真空到表压为196kPa）。6.16.1 概概 述述图2-11 凸面式补偿器图2-12 回折管补偿器 6.16.1 概概 述述 2回折管补偿器 回折管补偿器的形状如图2-12所示。此种补偿器制造简便，补偿能力大，在化工厂中应用最广。回折管可以是外表光滑的如图2-12（a）所示，也可以是有折皱的如图2-1

6、2（b）所示。前者用于管径小于250mm的管路，后者用于直径大于250mm的管路。回折管和管路间可以用法兰或焊接连接。6.16.1 概概 述述 四、管路布置的基本原则 化工厂的管路为了便于安装、检修和操作管理，多数是明线敷设的。管路布置应考虑到减少基建投资、保证生产操作安全，便于安装和检修、节约动力消耗，美观整齐等。6.16.1 概概 述述6.1.6.1.2 2 绿色土木工程对室绿色土木工程对室外外环境的要求环境的要求 绿色建筑创造的居住环境，既包括人工环境，也包括自然环境。室外环境的要求1.绿色环境的地域主义2.自然通风4 6.16.1 概概 述述6.1.6.1.3 3 绿色土木工程统筹低碳

7、城市新发展绿色土木工程统筹低碳城市新发展 为应对全球气候变化、资源能源短缺、生态环境恶化的挑战，人类正在遵循碳循环的概念，以低碳为导向，发展循环经济、建设低碳生态城市、推广普及低碳绿色土木工程。1.节约能源2.节约资源53.回归自然绿色建筑设计理念 6.16.1 概概 述述 建筑节能，指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗。6 6.2 6.2 建筑节能建筑节能 6.16.1 概概 述述 全面的建筑节能，就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。全面的建筑节能是一项系统工程，必须由国家立法、政府主导，对建筑节能作出全面的、明确的政策

8、规定，并由政府相关部门按照国家的节能政策，制定全面的建筑节能标准。还须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节，严格按照国家节能政策和节能标准的规定，全面贯彻执行各项节能措施。7 6.6.2 2.1 1 建筑节能有涵义建筑节能有涵义 6.16.1 概概 述述8 6.2.2 6.2.2 建筑节能的重要性建筑节能的重要性 世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭，而我国的能源问题更加严重。我国能源发展的 四大问题1.人均能源拥有量、储备量低2.能源结构依然以煤为主3.能源资源分布不均4.能源利用效率低 6.16.1 概概 述述 建筑能耗约占社会总能耗的1/3我国

9、建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%，上升到27-45%。高耗能建筑比例大，加剧能源危机。9 6.2.3 6.2.3 我国建筑节能的现状我国建筑节能的现状 6.16.1 概概 述述1.能够在不同季节、不同区域控制接收或阻止太阳辐射3.能够使室内实现必要的通风换气2.能够在不同季节保持室内的舒适性10 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径 理想的节能建筑 应满足的 三个条件 6.16.1 概概 述述111.尽量减少不可再生能源的消耗，提高能源的使用效率3.降低建筑设施运行的能耗2.减少建筑围护结构的能量损失 6.2.4 6

10、.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径 建筑节能的 主要途径 6.16.1 概概 述述12 建筑节能的具体途径如下：（1）建筑规划与设计 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径具体措施可 归纳为所示 三个方面1.合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计3.通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔实现合理的建筑形体设计（图6.1、6.2）2.合理设计建筑形体，以改善既有的微气候 6.16.1 概概 述述13 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径图6.1 综合建筑节能设计方案 6.16.1 概概 述述14

11、6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径图6.2 建筑综合节能技术 6.16.1 概概 述述15 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径（2）减少能源消耗，提高能源的使用效率 从节能的角度讲，应提高供暖（制冷）系统的效率。供暖系统节能的三种新技术（图6.1 6.2）1.利用计算机、平衡阀及其专用智能仪表对管网流量进行合理分配3.采用新型的保温材料包敷送暖管道2.在用户散热器上安设热量分配表和温度调节阀 6.16.1 概概 述述16 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径（3）减少建筑围护结构的能量损失 建筑

12、物围护结构的能量损失主要来自三部分：外墙；门窗；屋顶。减少围护结构 能量损失的 构造技术1.外墙节能技术3.屋顶节能技术（图6.1、6.8）2.门窗节能技术 6.16.1 概概 述述17 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径（4）降低建筑设施运行的能耗 采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分，降低这部分能耗将对节能起着重要的作用，如英国建筑研究院（英文缩写：BRE）的节能办公楼便是一例（图6.9、6.10）。（5）新能源的开发利用 在建筑上不仅能利用太阳能采暖，太阳能热水器还能将太阳能转化为电能，并且将光电产品与建筑构件合为一体（图6.11）6.16.1 概概 述

13、述18 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径前文涉及的建筑节能新技术图片一览：图6.3 建筑夹心保温墙体 图6.4采用外附发泡聚苯板的保温墙体 6.16.1 概概 述述19 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径 图6.5 建筑窗体节能技术 图6.6 建筑窗体构造截面 6.16.1 概概 述述20 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径 图6.7 建筑节能窗的构造做法 6.16.1 概概 述述21 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径 图6.8 绿色建筑节能屋顶和外墙 6

14、.16.1 概概 述述22 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径 图6.9 英国建筑研究院办公楼 图6.10英国建筑研究院办公楼外墙格子窗 6.16.1 概概 述述23 6.2.4 6.2.4 实现建筑节能的技术途径实现建筑节能的技术途径 图6.11建筑与可再生能源应用 6.16.1 概概 述述246.3 6.3 可再生能源在土木建筑中的应用可再生能源在土木建筑中的应用建筑与太阳能一体化建筑与太阳能一体化 太阳能是最为方便、最有前途、可再生的建筑能源。我国太阳能资源极为丰富，年太阳能辐照总量大于502万kJ/、年日照时数超过2200h的地区占国土面积2/3以上，

15、国家已将太阳能热利用纳入了建筑节能范畴，为太阳能热水系统建筑一体化奠定了重要的政策基础（见图6.12）。6.16.1 概概 述述25 6.3 6.3 可再生能源在土木建筑中的应用可再生能源在土木建筑中的应用建筑与太阳能一体化建筑与太阳能一体化图6.12 中国太阳能资源年辐射分布图 6.16.1 概概 述述266.3 6.3 可再生能源在土木建筑中的应用可再生能源在土木建筑中的应用建筑与太阳能一体化建筑与太阳能一体化 我国西部地区，特别是西北地区，地域辽阔，光照充足，光能资源丰富，年日照时数为17003300h，自东南向西北增多，各地区资源分类见表1.1。大多太阳能光伏发电厂建于甘肃河西走廊、新

16、疆、宁夏和内蒙古地区，到目前为止，甘肃新增太阳能光伏发电装机578万千瓦，由于敦煌和河西走廊地区地广人稀，戈壁沙漠较多，为光伏发电厂建设提供了很好的条件（图6.13）。6.16.1 概概 述述27 6.3 6.3 可再生能源在土木建筑中的应用可再生能源在土木建筑中的应用建筑与太阳能一体化建筑与太阳能一体化类型地区年照时间数年辐射总量千卡/cm2年1西藏西部、新疆东南部、青海西部、甘肃西部28003300 1602002西藏东南部、新疆南部、青海东部、宁夏南部、甘肃中部、内蒙古、山西北部、河北西北部30003200 1401603新疆北部、甘肃东南部、山西南部、山西北部、河北东南部、山东、河南、

17、吉林、辽宁、云南、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部22003000 1201404湖南、广西、江西、浙江、湖北、福建北部、广东北部、山西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江14002200 1001205四川、贵州10001400 80100表表1.1 1.1 我国各地区太阳能资源分类我国各地区太阳能资源分类 6.16.1 概概 述述286.3 6.3 可再生能源在土木建筑中的应用可再生能源在土木建筑中的应用建筑与太阳能一体化建筑与太阳能一体化图图6.136.13 甘肃敦煌太阳能光伏发电厂甘肃敦煌太阳能光伏发电厂 6.16.1 概概 述述29 6.3 6.3 可再生能源在土木建筑中的应用可再

18、生能源在土木建筑中的应用建筑与太阳能一体化建筑与太阳能一体化 目前家用的太阳能热水器主流产品真空管太阳热水器由于集热采用热虹吸循环，用水采用落水式，结构采用水箱高置、真空管直插式，热水器只能高高地架在屋顶或楼顶，摆放非常零乱，破坏了建筑美观（如图6.14）。显然，现有常规产品自身的结构缺陷已经成为太阳能热水器大规模推广的技术瓶颈，要想从根本上突破，必须开发分体式系列新产品，实现太阳能与建筑一体化。6.16.1 概概 述述306.3 6.3 可再生能源在土木建筑中的应用可再生能源在土木建筑中的应用建筑与太阳能一体化建筑与太阳能一体化图图6.14 6.14 无一体化设计的建筑太阳能热水器无一体化设

19、计的建筑太阳能热水器 6.16.1 概概 述述31 6.3 6.3 可再生能源在土木建筑中的应用可再生能源在土木建筑中的应用建筑与太阳能一体化建筑与太阳能一体化太阳能光伏发电建筑一体化太阳能光伏发电建筑一体化优点优点:1.造型美观，适应建筑风格，与建筑完美结合。2.可单户使用，也可集中供电,分撒使用 3.可实现自动控制，安装、操作、使用方便。6.16.1 概概 述述326.3 6.3 可再生能源在土木建筑中的应用可再生能源在土木建筑中的应用建筑与太阳能一体化建筑与太阳能一体化太阳能与建筑一体化应用技术太阳能与建筑一体化应用技术适用对象适用对象：1.适用于城建较严格，要求安装规范、美观、不损害市

20、容市貌的单位、集体、小区等。2.适用于在建筑设计之初，就将太阳能作为建筑的一部分考虑在内，与建筑一同设计。3.适用于各种形式的建筑，例如：住宅小区、高层楼群、别墅等等。6.16.1 概概 述述33 6.3.1 6.3.1 建筑与太阳能一体化的实现途径建筑与太阳能一体化的实现途径 随着我国可再生能源法的正式施行，太阳能与建筑一体化被推到了重要的战略高度。因此，尽快开发出与建筑很好结合的太阳能产品及其应用系统，加速太阳能产业与建筑的有机结合、太阳能与建筑一体化的新产品研究、开发和生产，是实现太阳能在建筑应用的最佳途径。6.16.1 概概 述述34 6.3.1 6.3.1 建筑与太阳能一体化的实现途

21、径建筑与太阳能一体化的实现途径 欧盟在太阳能与建筑一体化的研究及应用方面处于世界领先地位。主流产品是平板式太阳能热水系统，以分体式双循环承压运行为主。集热器的安装实现了太阳能与建筑的完美结合。平板集热器板芯采用真空溅射选择性涂层，吸收率高，发射率低，耐久可靠，性能好；双循环系统以防冻液为介质，保证高寒地区冬季正常使用，辅助能源可用燃气炉、壁炉或电加热器，一般通过换热器间接加热，确保全天候热水供应（见图6.15）。欧盟15国太阳能热水器集热面积正以每年35%的速度递增，2010年分体式太阳能热水系统总面积将达到815510000万m2（见图6.16）。6.16.1 概概 述述35 6.3.1 6

22、.3.1 建筑与太阳能一体化的实现途径建筑与太阳能一体化的实现途径0.480.895.4244.58.5261000204060801001201994199920052010annually installedtotal installed图6.15建筑一体化的分体式太阳能热水系统示意图6.16 欧盟1994-2010欧盟安装有集热器建筑的比例 6.16.1 概概 述述36 6.3.1 6.3.1 建筑与太阳能一体化的实现途径建筑与太阳能一体化的实现途径 研究太阳能与建筑一体化的高效供暖和供热水技术、屋顶太阳能光伏发电和季节储能系统研究与应用，为建筑与太阳能一体化设计提供完整的设计标准、标准

23、图集，使建筑与太阳能一体化设计与应用标准化和规范化，实现太阳能在建筑中广泛使用，降低建筑能源消耗具有重大意义。6.16.1 概概 述述37 6.3.2 6.3.2 建筑与太阳能一体化的设计方法建筑与太阳能一体化的设计方法 我国经过多年的研究创新，太阳能光热产业的自有技术已超过95%。1.太阳能热水系统2.集热系统3.发电产业我国太阳能技术应用重点研究和发展方向 6.16.1 概概 述述38 6.3.2 6.3.2 建筑与太阳能一体化的设计方法建筑与太阳能一体化的设计方法 目前，我国最为广泛的利用太阳能能源的方式就是太阳能热水系统。太阳能热水系统的组成 热收集器 储存热能装置 循环管路 6.16

24、.1 概概 述述39 6.3.2 6.3.2 建筑与太阳能一体化的设计方法建筑与太阳能一体化的设计方法常用设计方法如下：常用设计方法如下：1.1.分户集热分户集热-分户水箱分户水箱-强制循环系统强制循环系统分户集热-分户水箱-强制循环系统系统，本方案特点是系统性能稳定，安全可靠；分户计量便于物业管理，可随住随用无计费纠纷。解决了屋面集热面积不够的难题。用户使用方便，管线较短，节约用水。保证用水的舒适度和卫生。用产品为分体式太阳能热水中心。6.16.1 概概 述述40 6.3.2 6.3.2 建筑与太阳能一体化的设计方法建筑与太阳能一体化的设计方法2.2.分户集热分户集热-分户水箱分户水箱-自然

25、循环系统自然循环系统分户集热-分户水箱-自然循环系统，系统方案特点：集热与储热分离，易于实现系统与建筑立面结合安装；储热水箱壁挂式安装，不占阳台空间；每户一套独立系统，分户计量，可实现无线控制；集热循环管路就近布置，结构简洁；适用于小户型建筑。使用产品为自然循环系统。6.16.1 概概 述述41 6.3.2 6.3.2 建筑与太阳能一体化的设计方法建筑与太阳能一体化的设计方法自然循环系统自然循环系统产品的特点：集热器与水箱分离，集热器放置在阳台、建筑外立面等位置，可与建筑完美结合，系统传热通过自然热力循环，系统的集热循环为开放式运行，易于安装、维护，初始投资相对较低（见图6.17），另外，还可

26、以在阳光照射条件较好的高层建筑实现建筑与太阳能一体化。6.16.1 概概 述述42 6.3.2 6.3.2 建筑与太阳能一体化的设计方法建筑与太阳能一体化的设计方法图图6.176.17集热器可放置在屋面、阳台和建筑外立面集热器可放置在屋面、阳台和建筑外立面 6.16.1 概概 述述43 6.3.2 6.3.2 建筑与太阳能一体化的设计方法建筑与太阳能一体化的设计方法3.3.集中集热集中集热-分户计量分户计量-直接换热系统直接换热系统 集中集热-分户计量-直接换热系统方案特点是系统性能可靠，技术成熟；住户用水采用热水表计量收费，能源浪费较少；能充分利用太阳能，系统利用效率高；一次性投资较为经济，

27、易于推广；可尽量与建筑设计效果统一，可以个性化的与建筑进行结合，坡屋顶或平屋顶分体安装，与建筑物屋顶完美结合，家电化室内水箱设计，易于维护（见图6.18，图6.19）。6.16.1 概概 述述44 6.3.2 6.3.2 建筑与太阳能一体化的设计方法建筑与太阳能一体化的设计方法图图6.186.18集中集热集中集热-分户计量分户计量-直接换热系统直接换热系统图图6.196.19太阳能与建筑一体化系统布置图太阳能与建筑一体化系统布置图 6.16.1 概概 述述45 6.3.2 6.3.2 建筑与太阳能一体化的设计方法建筑与太阳能一体化的设计方法4.4.集中集热集中集热-直接换热系统直接换热系统 集

28、中集热-直接换热系统方案特点是系统性能可靠，技术成熟；适用于宾馆等公共建筑，供应热水量大，能源浪费较少；能充分利用太阳能，系统利用效率高；一次性投资较为经济，易于推广；可做到与建筑设计效果统一，可以个性化的与建筑进行结合，坡屋顶或平屋顶分体安装，与建筑物屋顶完美结合，系统统一设计，可设计成分体或集中水箱，易于维护（见图6.20）。6.16.1 概概 述述46 6.3.2 6.3.2 建筑与太阳能一体化的设计方法建筑与太阳能一体化的设计方法图图6.20 6.20 济南奥体中心游泳馆、网球馆太阳能热水工程济南奥体中心游泳馆、网球馆太阳能热水工程 6.16.1 概概 述述47 6.3.3 6.3.3

29、 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化太阳能光伏发电与建筑一体化应用系统主要解决了以下几方太阳能光伏发电与建筑一体化应用系统主要解决了以下几方面的问题：面的问题：1.造型美观，适应建筑风格，与建筑完美结合；2.可单户使用，也可集中供电,分撒使用；3.可实现自动控制,安装、操作、使用方便。6.16.1 概概 述述48 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化太阳能光伏发电与建筑一体化应用系统太阳能光伏发电与建筑一体化应用系统适用对象适用对象为：为：1.适用于城建较严格，要求安装规范、美观、不损害市容市貌的单位、集体、小区等；2.适用于在建筑设计

30、之初，就将太阳能作为建筑的一部分考虑在内，与建筑一同设计；3.适用于各种形式的建筑，例如：住宅小区、高层楼群、别墅等等。6.16.1 概概 述述49 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化 太阳能建筑一体化的基本风格是隐入式，把太阳能有机地融入建筑物，包容于传统的建筑美学之中，既得其功能又不破坏传统美学。建筑与太阳能一体化建筑与太阳能一体化光伏与屋顶相结合光伏发电与幕墙相结合光伏发电与遮阳装置的一体化设计 6.16.1 概概 述述50 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化（1 1）光伏与屋顶相结合）光伏与屋顶相结合

31、建筑物屋顶作为吸收太阳光部件有其特有的优势，日照条件好，不易受遮挡，可以充分接受太阳辐射，系统可以紧贴屋顶结构安装，减少风力的不利影响，并且，太阳电池组件可替代保温隔热层遮挡屋面。此外与屋面一体化的大面积太阳电池组件由于综合使用材料，不但节约了成本，单位面积上的太阳能转换设施的价格也可以大大降低，有效的利用了屋面不再局限于坡屋顶，利用光电材料将建筑屋面做成的弧形和球形可以吸收更多的太阳能。6.16.1 概概 述述51 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化 与屋顶相结合的另外一种光伏系统，太阳能瓦。太阳能瓦是太阳能光电池与屋顶瓦板结合形成一体化的产品，这一

32、材料的创新之处在于使太阳能与建筑达到真正意义上的一体化，该系统直接铺在屋面上，不需要在屋顶上安装支架，太阳能瓦由光电模块的形状、尺寸、铺装时的构造方法都与平板式的大片屋面瓦一样，这种形式在欧洲意大利、瑞士、德国非常常见（图6.21，图6.22），我国由于像欧洲一样的别墅较少，太阳能与建筑一体化设计主要应用在公共建筑上，太阳可以和机场、车站、工业厂房等有机结合（图6.23，图6.24，图6.25，图6.26）。6.16.1 概概 述述52 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化图图6.21 6.21 光伏发电与屋顶相结合（意大利）光伏发电与屋顶相结合（意大利

33、）6.16.1 概概 述述53 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化图图6.22 6.22 光伏发电与屋顶相结合（美国）光伏发电与屋顶相结合（美国）图图6.23 6.23 光伏发电与公共建筑装饰相结合光伏发电与公共建筑装饰相结合 6.16.1 概概 述述54 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化图图6.246.24光伏发电与工业厂房屋面相结合光伏发电与工业厂房屋面相结合图图6.25 6.25 光伏发电与候机楼屋面相结合光伏发电与候机楼屋面相结合 6.16.1 概概 述述55 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏

34、发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化图图6.266.26光伏发电与剧场屋面相结合图光伏发电与剧场屋面相结合图 6.16.1 概概 述述56 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化（2 2）光伏发电与幕墙相结合）光伏发电与幕墙相结合 对于多、高层建筑来说，外墙是与太阳光接触面积最大的外表面。太阳能光电玻璃也可以作为建筑物的外围护构件，太阳能光电玻璃将光电技术融入玻璃，突破了传统玻璃幕墙单一的围护功能，同时这种复合材料不多占用建筑面积，而且优美的外观具有特殊的装饰效果，更赋予建筑物鲜明的现代科技和时代特色（图6.27，图6.28）。6.16.1 概概 述述57

35、 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化 图图6.276.27光伏发电与玻璃幕墙系统结合（英国）光伏发电与玻璃幕墙系统结合（英国）6.16.1 概概 述述58 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化 图图6.28 6.28 光伏发电与玻璃幕墙系统结光伏发电与玻璃幕墙系统结合合图图6.29 6.29 光伏发电与建筑遮阳板结合光伏发电与建筑遮阳板结合 6.16.1 概概 述述59 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化（3 3）光伏发电与遮阳装置的一体化设计）光伏发电与遮阳装置的一体化

36、设计 将太阳能电池组件与遮阳装置构成多功能建筑构件，一物多用，既可有效的利用空间，又可以提供能源，在美学与功能两方面都达到了完美的统一，建筑遮阳板与太阳能发电一体化，既起到遮阳的效果有能发电（图6.29，图6.30，图6.31）。6.16.1 概概 述述60 6.3.3 6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化建筑与太阳能光伏发电一体化图图6.306.30光伏发电与开启式遮阳板结合光伏发电与开启式遮阳板结合 图图6.316.31光伏发电与固定遮阳板结合光伏发电与固定遮阳板结合 6.16.1 概概 述述61 6.3.4 6.3.4 构筑物与太阳能光伏发一体化构筑物与太阳能光伏发一体化构筑物与太阳能

37、光伏发一体化构筑物与太阳能光伏发一体化光伏发电与停车棚相结合太阳能发电与汽车充电桩结合太阳能光伏发电与候车厅相结合太阳能光伏发电与隧道口和边坡结合 6.16.1 概概 述述62 6.3.4 6.3.4 构筑物与太阳能光伏发一体化构筑物与太阳能光伏发一体化（1 1）光伏发电与停车棚相结合）光伏发电与停车棚相结合 将太阳能电池组件与停车棚结合，实现白天遮阳发电，晚上照明，太阳能电池组件装置构成停车棚的遮阳板，一物多用，既可有效的利用空间，又可以提供能源，在美学与功能两方面都达到了完美的统一，既起到遮阳的效果又能发电的功能，如意大利高速公路服务区就有大量的太阳能停车棚等（图6.32），我国某建筑边为

38、停车棚（图6.33）。6.16.1 概概 述述63 6.3.4 6.3.4 构筑物与太阳能光伏发一体化构筑物与太阳能光伏发一体化图图6.32 6.32 光伏发电与停车场遮阳棚结合（意大利）光伏发电与停车场遮阳棚结合（意大利）图图6.336.33光伏发电与停车场遮阳棚结合光伏发电与停车场遮阳棚结合 6.16.1 概概 述述64 6.3.4 6.3.4 构筑物与太阳能光伏发一体化构筑物与太阳能光伏发一体化（2 2）太阳能发电与汽车充电桩结合）太阳能发电与汽车充电桩结合 新能源汽车的广泛使用为太阳能停车棚与汽车充电桩结合开辟了一条新路，一体化设计可做到场地环境美化和环境协调的问题，做的绿色环保减少环

39、境污染等作用，其做法和设计方法见（图6.34）和（图6.35）。6.16.1 概概 述述65 6.3.4 6.3.4 构筑物与太阳能光伏发一体化构筑物与太阳能光伏发一体化图图6.34 6.34 太阳能光伏发电遮阳棚太阳能光伏发电遮阳棚 与充电桩结合与充电桩结合图图6.35 6.35 光伏发电遮阳棚光伏发电遮阳棚 与充电桩结合示意图与充电桩结合示意图 6.16.1 概概 述述66 6.3.4 6.3.4 构筑物与太阳能光伏发一体化构筑物与太阳能光伏发一体化（3 3）太阳能光伏发电与候车厅相结合）太阳能光伏发电与候车厅相结合 将太阳能电池组件与候车厅结合，实现白天遮阳发电，晚上照明和广告灯箱使用，

40、太阳能电池组件装置构成候车厅的遮阳板，一物多用，既可有效的利用空间，又可以提供能源，如图6.36为德国太阳能候车厅，图6.37为我国某城市候车厅。6.16.1 概概 述述67 6.3.4 6.3.4 构筑物与太阳能光伏发一体化构筑物与太阳能光伏发一体化图6.37 我国某市太阳能候车厅图6.36 德国某光伏发电候车厅 6.16.1 概概 述述68 6.3.4 6.3.4 构筑物与太阳能光伏发一体化构筑物与太阳能光伏发一体化（4 4）太阳能光伏发电与隧道口和边坡结合）太阳能光伏发电与隧道口和边坡结合 将太阳能电池组件与隧道口和工程边坡结合，可解决隧道能源传输和大量能源耗费，还可以美化隧道进出口和边

41、坡环境，有效的利用空间，又可以提供能源，在美学与功能两方面都达到了完美的统一，如图6.38、图6.39为边坡与太阳能一体化设计作法。6.16.1 概概 述述69 6.3.4 6.3.4 构筑物与太阳能光伏发一体化构筑物与太阳能光伏发一体化图6.39 太阳能光伏与边坡一体化结构剖图图6.38太阳能光伏与边坡一体化结构连接图 6.16.1 概概 述述70 6.3.56.3.5光热、光伏发电一体化系统设计光热、光伏发电一体化系统设计 太阳能中央热水系统是由集热器、保温水箱、控制系统、自动上水控制箱、循环泵、管路配件等组合而成的集热供水系统。整个系统自动运行，使用安全，维护方便。同时，本系统换可以考虑

42、光伏与建筑相结合的形式主要包括与屋顶相结合，与墙面相结合，与遮阳装置相结合等方式。北京玻璃台新村太阳能路灯、采暖及热水系统就采用了光热、光伏发电一体化系统设计（图6.40）。6.16.1 概概 述述71 6.3.56.3.5光热、光伏发电一体化系统设计光热、光伏发电一体化系统设计图6.40北京玻璃台新村太阳能路灯/采暖及热水工程全景 6.16.1 概概 述述72 6.3.6 6.3.6 光热供暖与空气源热泵辅助采暖系统光热供暖与空气源热泵辅助采暖系统 利用卡诺循环的原理，将太阳能集热板制成太阳/空气能集热蒸发器，集热蒸发器中的制冷剂工质直接吸收太阳辐射能（太阳能热泵工况）和空气能（空气源热泵工

43、况）低温蒸发，经压缩机压缩排出高温高压的制冷剂蒸汽进入冷凝器冷凝放热，冷凝液在高低压差的作用下通过电子膨胀阀压降降温进入蒸发器中吸热蒸发，从而形成一个热泵工作循环，实现了花少量的电能，将大量的热能从低温向高温的输送（图6.41所示）。6.16.1 概概 述述73 6.3.6 6.3.6 光热供暖与空气源热泵辅助采暖系统光热供暖与空气源热泵辅助采暖系统图6.41太阳能热泵热水机工作原理图 6.16.1 概概 述述74 6.3.6 6.3.6 光热供暖与空气源热泵辅助采暖系统光热供暖与空气源热泵辅助采暖系统太阳能热泵太阳能热泵采暖机具的采暖机具的 八个优点八个优点4.稳定可靠3.费用超低2.绿色环

44、保6.安装便捷5.低温运行1.高效节能7.静音运行8.智能运行 6.16.1 概概 述述75 6.4.1 6.4.1 建筑工业化建筑工业化建筑工业化定义：建筑工业化定义：建筑工业化是指通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业的生产方式，来代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式。建筑工业化的主要标志建筑工业化的主要标志1.建筑设计标准化4.组织管理科学化2.构配件生产工厂化3.施工机械化 6.16.1 概概 述述76 6.4.1 6.4.1 建筑工业化建筑工业化建筑工业化主要内容建筑工业化主要内容：1.采用先进、适用的技术、工艺和装备科学合理地组织施工，发展施工专业化。2

45、.发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营。3.制定统一的建筑模数和重要的基础标准，建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准、工法等，不断提高建筑标准化水平。4.采用现代管理方法和手段，优化资源配置，实行科学的组织和管理。6.16.1 概概 述述77 6.4.1 6.4.1 建筑工业化建筑工业化建筑工业化主要包含钢筋混凝土现浇结构体系（存在致命的缺陷）装配式结构体系（实现全面的工业化大生产）建筑工业化中的结构体系建筑工业化中的结构体系：6.16.1 概概 述述78 6.4.2 6.4.2 装配式建筑装配式建筑装配式建筑装配式建筑定义：定义：装配式建筑是指由预制构件通过可靠连接方式建

46、造的建筑。装配式建筑有两个主要特征：装配式建筑有两个主要特征：第一个特征是构成建筑的主要构件特别是结构构件 是预制的；第二个特征是预制构件的连接方式必须是可靠的。6.16.1 概概 述述79 6.4.2 6.4.2 装配式建筑装配式建筑按结构材料分类装配式钢结构建筑装配式钢筋混凝土建筑装配式轻钢结构建筑装配式复合材料建筑现代装配式建筑按结构材料分类：6.16.1 概概 述述80 6.4.2 6.4.2 装配式建筑装配式建筑按结构材料分类装配式石材结构建筑装配式木结构建筑古典装配式建筑按结构材料分类：6.16.1 概概 述述81 6.4.2 6.4.2 装配式建筑装配式建筑按高度分类低层装配式建

47、筑多层装配式建筑高层装配式建筑超高层装配式建筑 6.16.1 概概 述述82 6.4.2 6.4.2 装配式建筑装配式建筑按结构体系分类 框架结构框架-剪力墙结构 筒体结构 剪力墙结构 无梁板结构 预制钢筋混凝土柱单层厂房结构 6.16.1 概概 述述83 6.4.2 6.4.2 装配式建筑装配式建筑按预制率分类有高预制率（70%以上）普通预制率（30%70%）低预制率（20%30%）局部使用预制构件 6.16.1 概概 述述84 6.4.3 6.4.3 国内外装配式建筑发展现状国内外装配式建筑发展现状装配式建筑发展现状国外 美国装配式建筑 欧洲装配式建筑 日本装配式建筑新加坡装配式建筑国内

48、沈 阳 北京、上海 深 圳 江 苏 6.16.1 概概 述述85 6.4.3 6.4.3 国内外装配式建筑发展现状国内外装配式建筑发展现状 美国城市住宅结构基本上以工厂化、混凝土装配式和钢结构装配式为主，降低了建设成本，提高了工厂通用性，增加了施工的可操作性，（见图图6.41-6.44）。德国的装配式住宅主要采取叠合板、混凝土、剪力墙结构体系，剪力墙板、梁、柱、楼板、内隔墙板、外挂板、阳台板等构件采用构件装配式与混凝土结构，耐久性较好，（见图6.45-6.48）。日本通过立法来保证混凝土构件的质量，在装配式住宅方面制定了一系列的方针政策和标准，同时也形成了统一的模数标准，解决了标准化、大批量生

49、产和多样化需求这三者之间的矛盾，（见图6.49-6.52）。6.16.1 概概 述述86 6.4.3 6.4.3 国内外装配式建筑发展现状国内外装配式建筑发展现状图6.41美国艾恩德霍芬科技大学设计图 图6.42美国艾恩德霍芬科技大学吊装图 图6.43美国艾恩德霍芬科技大学拼装图图6.44美国艾恩德霍芬科技大学建成 6.16.1 概概 述述87 6.4.3 6.4.3 国内外装配式建筑发展现状国内外装配式建筑发展现状图6.48 德国别墅建成 图6.47 德国别墅拼装图 图6.46 德国别墅吊装图图6.45 德国别墅设计图 6.16.1 概概 述述88 6.4.3 6.4.3 国内外装配式建筑发

50、展现状国内外装配式建筑发展现状 图6.52 现场施工 图6.51 安装预制梁 图6.50 梁柱节点浇筑砼图6.49 构件运至现场图 6.16.1 概概 述述89 6.4.3 6.4.3 国内外装配式建筑发展现状国内外装配式建筑发展现状 沈阳：标准配套齐全，引进的技术论证严谨，结构类型品种较多，构件厂设备自动化程度高。完成了预制混凝土构件制作与验收规程等9部省级和市级地方技术标准。北京、上海：有政府出台配套优惠政策做保证，标准配套基本齐全，部分装配的剪力墙结构的技术成熟。北京出台了混凝土结构产业化住宅的设计、质量验收等11项标准和技术管理文件;上海已出台5项且正在编制4项地方标准和技术管理文件。