太阳能光伏建筑一体化协同设计研究

【摘要】：基于当今世界环境破坏和能源危机的现状,本文从太阳能光伏发电重要性的角度,讨论光伏发电系统与建筑相结合,并提出太阳能光伏建筑一体化在建筑设计中存在的光伏系统设计与建筑设计相脱离等问题而展开了本文的研究。从光伏发电的基本原理入手,分析研究太阳能光伏发电的原理、系统和影响因素,基于太阳能光伏建筑一体化的应用标准和结合形式,主要按照光伏系统在建筑屋顶、墙面、玻璃幕墙以及遮阳、雨篷等部位的不同结合形式进行分类,对其构造和设计手法进行研究,为光伏建筑一体化设计提供理论及构造基础。以产生于上个世纪20年代的系统科学理论为理论基础,结合协同学等学科的相关知识,探讨了协同设计的涵义以及基于信息技术的建筑协同设计,为协同设计理念与方法引入太阳能光伏建筑一体化设计领域提供必要的理论准备。 文章重点阐述了光伏建筑一体化协同设计理念和方法,从太阳能光伏建筑一体化协同设计的准则、前提、基础与工作机制四个层面,深入剖析数字信息技术支持的建筑设计多学科联动,建筑协同设计的计算机二位和三维数字信息平台。同时针对太阳能光伏建筑一体化设计中信息流的本质,从信息的关联性、阶段的连续性、组织的灵活化、对象的集成化四个方面的分析中提出协同设计工作机制。基于吐鲁番示范区建筑一体化并网型光伏发电试点项目中控楼设计这一个典型实际案例,通过大量技术分析图、数据以及构造详图,详细研究了太阳能光伏建筑一体化设计协同设计理念和方法在光伏建筑设计中的运用。最后对太阳能光伏建筑一体化协同设计研究进行总结并得出结论,展望发展前景。 【关键词】：太阳能 光伏建筑一体化 协同设计
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU201.5
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 序8-9
• 目录9-12
• 1 绪论12-25
• 1.1 研究背景12-16
• 1.1.1 当今世界环境污染与能源危机12-13
• 1.1.2 太阳能光伏发电技术的应用与发展13-15
• 1.1.3 当前我国光伏产业的低谷以及光伏与建筑结合的发展方向15-16
• 1.2 研究内容、目的及意义16-18
• 1.2.1 研究内容16-17
• 1.2.2 研究目的17
• 1.2.3 研究意义17-18
• 1.3 国内外相关研究成果及发展现状18-22
• 1.3.1 国外太阳能光伏建筑的发展情况及研究现状18-19
• 1.3.2 国内太阳能光伏建筑的发展情况及研究现状19-21
• 1.3.3 当前太阳能光伏建筑发展存在的问题21-22
• 1.4 研究方法22-23
• 1.5 研究的技术路线图23-25
• 2 太阳能光伏建筑基础技术25-36
• 2.1 太阳能光伏建筑定义25
• 2.2 太阳能光伏发电原理25-26
• 2.3 太阳能光伏建筑发电系统26-32
• 2.3.1 太阳能光伏发电系统的分类26-28
• 2.3.2 光伏发电系统组成及主要设备分类28-32
• 2.4 太阳能光伏建筑发电的影响因素32-36
• 2.4.1 全年太阳能辐射量32-33
• 2.4.2 太阳能光伏板的安装方位33-34
• 2.4.3 太阳能电池板的倾角34-35
• 2.4.4 太阳能光伏电池的运行温度35
• 2.4.5 遮挡阴影的影响35-36
• 3 建筑协同设计理论36-45
• 3.1 协同设计理论背景36-38
• 3.2 建筑设计的协同性38-40
• 3.2.1 协同设计的涵义38-39
• 3.2.2 建筑设计的协同性39-40
• 3.3 基于信息技术的建筑协同设计研究40-45
• 3.3.1 计算机技术平台下的协同设计40-42
• 3.3.2 三维建筑信息协同设计平台：建筑信息模型(BIM)42-45
• 4 太阳能光伏与建筑一体化应用45-66
• 4.1 光伏建筑一体化设计要点45-46
• 4.1.1 建筑所处地理位置和气候条件45
• 4.1.2 建筑方位布局及用地周边环境45
• 4.1.3 建筑功能、外形和负荷要求45-46
• 4.1.4 光伏系统选型与计算46
• 4.1.5 配套专业设计46
• 4.2 太阳能光伏建筑一体化应用形式46-66
• 4.2.1 太阳能光伏建筑一体化结合标准46-48
• 4.2.2 太阳能光伏建筑一体化结合形式48-66
• 5 太阳能光伏建筑一体化协同设计66-83
• 5.1 光伏建筑一体化协同设计准则66-67
• 5.2 光伏建筑一体化协同设计的前提67-69
• 5.2.1 建筑设计多学科协同联动67-68
• 5.2.2 广泛的设计参与68-69
• 5.3 光伏建筑一体化协同设计的基础69-74
• 5.4 光伏建筑一体化协同设计的工作机制74-83
• 5.4.1 信息的关联性74-76
• 5.4.2 阶段的连续性76-78
• 5.4.3 组织的灵活化78-79
• 5.4.4 对象的集成化79-83
• 6 太阳能光伏建筑一体化协同设计实例分析——吐鲁番示范区建筑一体化并网型光伏发电试点项目中控楼设计83-103
• 6.1 项目背景83-85
• 6.1.1 地理位置83-84
• 6.1.2 气候特征84-85
• 6.1.3 民族宗教85
• 6.2 建筑方案85-92
• 6.3 技术分析92-100
• 6.3.1 日照分析92-93
• 6.3.2 太阳能建筑一体化设计93-100
• 6.4 协同设计分析总结100-103
• 7 结语103-106
• 7.1 研究成果与主要结论103-104
• 7.2 研究展望104-106
• 参考文献106-110
• 附录110-114
• 图索引114-118
• 表索引118-120
• 作者简历120-124
• 学位论文数据集124

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