_民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范_要点

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《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》要点

□ 中国建筑设计研究院 张磊 曾雁

编制背景与适用范围

太阳能光伏发电技术,因其具有安装简便、使用过程中无

污染、无噪声、易于与建筑结合等优点,已经在日本、德国、

美国等发达国家得到产业化的推广应用。这些国家均颁布了相

关的光伏建筑设计指南,并制定了一系列激励政策。近年来,

我国的光伏技术也得到了长足的发展。但是产品与系统的标

准、规范不健全,尤其是光伏建筑设计、验收规范的欠缺,是

限制光伏系统在建筑中应用的主要因素之一。

为了规范太阳能光伏系统在民用建筑中的推广应用、促进

光伏系统与建筑结合而制订的《民用建筑太阳能光伏系统应用

技术规范》(以下简称《规范》),适用于新建、改建和扩建

的民用建筑光伏系统工程,以及在既有民用建筑上安装或改造

已安装的光伏系统工程的设计、安装、验收和运行维护。通过

《规范》指导建筑行业主动、正确的建设光伏建筑。

主要内容

《规范》围绕太阳能光伏系统在建筑应用中所涉及的选

用、设计、安装、验收全过程,编制了总则、术语、 规划和建

筑设计、太阳能光伏系统设计、太阳光伏系统安装、工程验收

六部分内容。

《规范》指出,民用建筑光伏系统设计应有专项设计或作为建筑电气工程设计的一部分。光伏组件或方阵的选型和设

计应与建筑结合,在综合考虑发电效率、发电量、电气和结构

安全、适用美观的前提下,优先选用光伏构件,并与建筑模数

相协调,满足安装、清洁、维护和局部更换的要求。应用光伏

系统的民用建筑,其规划设计应根据建设地点的地理、气候及

太阳能资源条件,确定建筑的布局、朝向、间距、群体组合和

空间环境,满足光伏系统设计和安装的技术要求。应结合建筑

功能、建筑外观以及周围环境条件进行光伏组件类型、安装位

置、安装方式和色泽的选择,使之成为建筑的有机部分。

《规范》要求,安装在建筑各部位或直接构成建筑围护结

构的光伏组件,应具有带电警告标识及相应的电气安全防护措

施,应满足该部位的建筑围护、建筑节能、结构安全和电气安

全要求。这是因为安装在建筑屋面、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。不能因为光伏组件的安装,而影响该部位原有建筑

构件所应具备的建筑性能。

《规范》提出,在既有建筑上改造或安装光伏系统应按建筑

工程审批程序进行专项工程的设计、施工和验收。这是因为在既

有建筑上改造或安装光伏系统,容易影响房屋结构安全和电气系

统的安全,同时可能造成对房屋其他使用功能的破坏。因此要求

按建筑工程审批程序,进行专项工程的设计、施工和验收。

由于在既有建筑上增设或改造的光伏系统,其重量会增加建29

政策篇标准篇

■ 保定电谷锦江酒店筑荷载。另外,安装过程也会对建筑结构和建筑功能有影响,

因此,必须进行建筑结构安全、建筑电气安全等方面的复核和

检验。因此《规范》提出,在既有建筑上增设或改造光伏系

统,必须进行建筑结构安全、建筑电气安全的复核,并满足光

伏组件所在建筑部位的防火、防雷、防静电等相关功能要求和

建筑节能要求。

《规范》要求,在人员有可能接触或接近光伏系统的位置,

应设置防触电警示标识。因为人员有可能接触或接近的、高于直

流50V或240W以上的系统属于应用等级A,适用于应用等级A的设

备被认为是满足安全等级II要求的设备,即II类设备。当光伏系统

从交流侧断开后,直流侧的设备仍有可能带电,所以,光伏系统

直流侧应设置必要的触电警示和防止触电的安全措施。

在光伏系统并网时,为保证系统及人身安全,《规范》 强

调并网光伏系统应具有相应的并网保护功能,并应安装必要的

计量装置。并网光伏系统与公共电网之间应设隔离装置。这是

由于并网光伏系统只有具备并网保护功能,才能保障电网和光

伏系统的正常运行,确保上述一方如发生异常情况不至于影响

另一方的正常运行。同时并网保护也是电力检修人员人身安全

的基本要求。另外,安装计量装置还便于用户对光伏系统的运

行效果进行统计、评估。同时也考虑到随着国家相关政策的出

台,国家对光伏系统用户进行补偿的可能。

由于光伏系统并网后,一旦公共电网或光伏系统本身出现

异常或处于检修状态时,两系统之间如果没有可靠的脱离,可

能带来对电力系统或人身安全的影响或危害。因此,在公共电

网与光伏系统之间一定要有专用的联结装置,在电网或系统出

现异常时,能够通过醒目的联结装置及时人工切断两者之间的

联系。另外,还需要通过醒目的标识提示光伏系统可能危害人

身安全。因此《规范》要求,并网光伏系统与公共电网之间应

设隔离装置。光伏系统在并网处应设置并网专用低压开关箱

(柜),并应设置专用标识和“警告”、“双电源”提示性文

字和符号。

为保证光伏系统过程中的安全,《规范》强调,施工安装人

员应采取防触电措施,并符合下列规定:

应穿绝缘鞋、戴低压绝缘手套、使用绝缘工具;

当光伏系统安装位置上空有架空电线时,应采取保护和隔离

措施;

不应在雨、雪、大风天作业。

编制原则

《规范》编制始终坚持以下原则:

1、 以建筑应用作为编制重点。

民用建筑太阳能光伏系统涉及光伏发电系统、电网技术系统

和建筑工程设计,必须作好相互之间的协调。当前,我国太阳

能发电系统和并网系统技术是较成熟的,不够成熟的是如何与

建筑工程结合的技术。本次编制工作以建筑应用为编制工作重点,从工程应用的角度出发,围绕规划、设计、施工、验收全

过程编制规范;对于太阳能光伏系统本身的技术要求不作为本

规程的编制重点,其相关内容以引用为主。

2、《规范》内容全面、技术可行,与国内的相关标准协调。

3、通过大量调研国外工程案例和设计指南,弥补国内工程

案例和经验的缺乏。

另外,由于民用建筑太阳能光伏系统涉及光伏系统、电网系

统和建筑工程等诸多方面,在光伏系统安装、维护以及既有建

筑改造过程中,均有直接涉及人民生命财产安全、人身健康、

环境保护、能源资源节约的条文。因此将相关条文申请设置为

强制性条文。

今后需解决的问题

1、国内开展的光伏建筑应用工程一般均为示范性建筑,不

仅工程数量有限,而且在建设时均由专业公司承担,缺乏设计

单位的深度参与,因此在指导工程设计方面的经验少。需要通

过编制《民用建筑太阳能光伏系统设计指南》加强宣贯引导,

并不断总结国内工程实践,为规程的完善提供基本资料。

2、目前一些关键的技术参数,如:关于“接入公用电网的

光伏系统,其总容量应控制在上级变电站单台主变压器额定容

量的30%以内”,采用的是日本相关规定,电力主管部门也可

根据中国情况研究出相关指标。一些技术参数,如应用民用建

筑光伏系统的地区年日照辐射量、年日照时数的确定还与地区

的技术经济条件相关,也有待于更多区域工程实践的总结。

丰富的太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的,并且是无污

染、廉价、人类能够自由利用的能源。在城市中,由于土地的

稀缺,建筑立面成为安装太阳能产品的主要资源,本规范从工

程应用出发对建筑的规划、设计、施工、验收全过程的各环节

提出太阳能光伏系统应用的技术要求,从而确保在合理利用建

筑资源的前提下,充分利用太阳能。推广应用光伏技术符合我

国国策,因此光伏技术在建筑中的应用前景广阔,本规范颁布

后将是国内建筑行业第一部指导光伏建筑设计、施工、验收的

规范,通过规范的研究、制定,为光伏技术在建筑中的推广应用奠定坚实的技术基础。