罗多-零能耗建筑的光伏建筑一体化设计分享

中国水发兴业能源集团有限公司 China Shuifa Singyes Energy Holdings Limited 中国水发兴业能源集团研究院 珠海中建兴业绿色建筑设计研究院 罗多 2020.8.27 中国建筑节能发展趋势 零能耗建筑 比最新的节能标准降低50 省能耗标准引导值 比最新的节能标准降低6075 超低能耗建筑 近零能耗建筑 零能耗新加坡国立大学设计学 院 近零能耗兴业研发楼 多种技术集成，平均每个案例采用12种以上的节能技术； 偏好应用自然采光及自然通风等被动技术，案例表明自然通风技术可有效降低80的空调能耗； 有效的运行管理可实现建筑的高效运营，如降低建筑基本负荷以提高峰值-非峰值比率； 大多数NZEB的单位平米能耗强度（Energy Use Intensity -EUI，不计 可 能 低 100 2 ， 建筑 实 案例的 大 EUI 21 2 ； （ 能耗建筑 节能建筑， 案例的EUI200 2 ； 建筑⁄有低EUI，ƒcurrency1空“有，‹›fifl 多的可 能 –†‡可 （ ‚ 案例 大 的„明”通空调的EUI‰ 2 8”12 0 2 ， 建筑 能耗的8”； ˆ‚案例的„明”通空调的EUI‰1 ”2 1 2 ， 建筑 能耗的1˜” 0 ƒ ˘˙的可 能 技术； 实现NZEB ，提高可 能 高˚建筑的及率，光 建筑˝˛ˇ（BIƒ 的计非˘ l2009年11月，中美两国政府签署了关于中美清洁能源联合研究中心合作议定书,中美双方同意 在未来5年内共同出资1.5亿美元，支持清洁煤、清洁能源汽车和建筑节能等三个优先领域产学研联 盟的合作研发。 l2011年1月18日，中美清洁能源联合研究中心在华盛顿举行揭牌仪式。 l2011年1月18日，中美双方代表签署了中美清洁能源联合研究中心建筑节能联盟 CERC 清洁煤炭 建筑节能 BEE 清洁汽车 13 建筑占地面积2149.59平米 建筑总面积23546.08 建筑层数17层 建筑高度67.2米 建筑屋顶传热系数 0.8W/m 2 ∙K 建筑外窗传热系数 1.98W/m 2 ∙K 建筑外墙传热系数 0.45W/m 2 ∙K 建筑综合遮阳系数 0.198 玻璃遮阳系数 0.5 光伏系统全年发电量为108383 kWhGreenYES 年度光伏发电量 GreenYES 分项光伏发电占比 注黑色框内部分因为台风“山竹”过后，各区域光伏存在不同程度的故障，立面部分截止到年底一直 未得到完全修复。共影响100天，少发4万度电。 基准建筑 节能建筑 GB50189 兴业研发楼 （设计） 兴业研发楼 （ 2018 运营） 总年能耗 *10 4 kWh/年 454.90227.45118.3283.26 年能耗（减数据机房） *10 4 kWh/年 454.90192.4596.3259.42 ⾯积能耗 kWh/m 2 *年 193.2596.6250.2628.92 光伏发电量 *10 4 kWh/年 / 0.00 15.8110.84 总净年能耗 *10 4 kWh/年 / 192.4580.5148.58 净⾯积能耗 kWh/m 2 *年 / 96.6234.1923.65 发电量占⽐ / / 0.16 0.18 节能率（相对于基准建筑） 0.00 0.50 0.78 0.88 节能率（节能建筑） / / 0.65 0.76 节⽔率 / / 0.55 0.58 单位⾯积增量成本 元 /㎡ / / 498.00362.00 总增量成本 万元 / / 1172.29852.15 预计年回收 万元 / / 124.13160.19 增量成本分析 建筑面积 2.354 万平米，实际使用面积 2.054 万平米 电价按 1 元 /kWh 计算 光伏按每年 15 万元计 水价按 2.43 元 / 立方米计算 全年节水量为系统节水量 3788m ，雨水回用量 1656m ，年总节水量 5444m 。 5.32年可回收 零能耗建筑设计⽬标 1、最大程度的利用建筑外表面 2、满足建筑效果 3、最高效的光伏电池 4、最大的系统效率及系统发电量 2、单晶硅光伏不透光屋面 3、透光薄膜电池采光顶 4、三层哑光银灰色薄膜光伏格栅 1、单晶硅光伏透光屋面 √ 光伏系统发电量计算 屋面光伏 南立面光伏 北立面光 伏 NASA气象参数 逐月气象图 1064314.7 123808.150 1, 10 32140.8249 6, 3 屋面立面 数量 单块组件 功率W 单块组件 面积㎡ 总面积 ㎡ 装机总功率 W 组件转换效率 （kW/㎡） 水平面年辐射 量kWh/㎡ 倾斜面辐射量 kWh/㎡ 总辐射量 kWh 系统 效率 全年发电量 每瓦年发 电量 屋面双玻 13404102.03 2717.6 54940020.2216861686 4581847.2 0.815 755026.1 1.37 屋面双玻透明 9263182.03 1878.0 29446815.6816861686 3166261.5 0.815 404679.7 1.37 南立面薄膜 29545 0.72212.4 132756.2516861517 322295.8 0.815 16419.1 1.24 东立面薄膜 55445 0.72398.9 249306.2516861248 497658.6 0.815 25352.9 1.02 西立面薄膜 55445 0.72398.9 249306.2516861248 497658.6 0.815 25352.9 1.02 采光顶透明薄膜 16096.92.16345.6 155044.4916861349 466145.3 0.820 17147.7 1.11 合计 5606907003 NASA 1243978.4 1.20 1、立面薄膜组件未定样，45W效率为估算； 2、在珠海薄膜电池比叠瓦半片的晶硅电池年发电量高9，但在大同 并未有具体数据比较，薄膜电池的系统效率估计计算偏保守； 3、并未充分考虑直流对光伏系统效率提升的影响。 4、实现组件的高效率应有严格的 0.0 20000.00 40000.00 60000.00 80000.00 100000.0 120000.0 140000.0 160000.0 一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月 十一月十二月 逐月发电量 屋面南面东面西面 0.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月 十一月十二月 典型日发电量 屋面南面东面西面 Thanks for atention