顺德区建筑太阳能光伏系统规划与建筑设计导则试行本.docx

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顺德区建筑太阳能光伏系统规划与建筑设计导则试行本

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shundedaoze@）。

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

目次

1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solarphotovoltaic（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buildingintegratedphotovoltaic（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PVcomponents

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PVmodulesasbuildingcomponents

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ConventionalPVcomponents

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PVcell

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PVmodule

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PVarray

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tiltangleofPVcell

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

0°

0.980

0.980

0.980

0.980

0.980

0.980

0.980

17°

1.000

0.998

0.994

0.988

0.980

0.972

0.961

20°

0.997

0.995

0.990

0.982

0.972

0.960

0.946

30°

0.980

0.976

0.971

0.958

0.943

0.930

0.907

45°

0.926

0.919

0.906

0.894

0.874

0.860

0.828

60°

0.830

0.827

0.815

0.804

0.782

0.764

0.730

75°

0.711

0.710

0.702

0.686

0.670

0.651

0.632

90°

0.585

0.584

0.582

0.569

0.560

0.544

0.524

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

1198×807×35/

1590×1060×35

12.1

黑色

（均匀）

不透光

当为夹层玻璃光伏组件时可以透光

144.9

TPT/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

1457×677×35/

1956×992×50

13.9

蓝色

（晶体纹）

不透光

当为夹层玻璃光伏组件时可以透光

144.3

TPT/钢化玻璃

非晶硅光伏组件

1300×1100×50/

2600×2200×50

39.8

深棕色

（均匀）

透光率

0～50

25～65

（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12V或24V，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。

4.3.13

4.1.9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》JGJ102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》JGJ145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》JGJ16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/T5044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》GB50303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》GB50168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》GB50169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》（GB50016）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045）、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067）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》GB50009

2《建筑设计防火规范》GB50016

3《高层民用建筑设计防火规范》GB50045

4《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067

5《建筑物防雷设计规范》GB50057

6《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168

7《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229

8《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303

9《民用建筑电气设计规范》JGJ16

10《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102

11《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145

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