太陽(yáng)能建筑光伏設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范一、總則1.1目的與意義為規(guī)范太陽(yáng)能建筑光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)行為，確保系統(tǒng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、與建筑功能及外觀協(xié)調(diào)統(tǒng)一，促進(jìn)太陽(yáng)能資源在建筑領(lǐng)域的合理利用，特制定本規(guī)范。本規(guī)范旨在為建筑光伏項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供技術(shù)指導(dǎo)，保障工程質(zhì)量，推動(dòng)綠色建筑與可再生能源應(yīng)用的深度融合。1.2適用范圍本規(guī)范適用于新建、改建和擴(kuò)建的民用建筑與工業(yè)建筑上安裝的光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括建筑屋面、墻面、遮陽(yáng)設(shè)施、幕墻等不同安裝形式的光伏系統(tǒng)。既有建筑加裝光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可參照本規(guī)范執(zhí)行。1.3基本原則太陽(yáng)能建筑光伏設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：1.安全第一：系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須滿足建筑結(jié)構(gòu)安全、消防安全及電氣安全的各項(xiàng)要求，確保在全生命周期內(nèi)無(wú)安全隱患。2.因地制宜：結(jié)合建筑所在地的氣候條件、太陽(yáng)能資源稟賦、建筑功能特點(diǎn)及周邊環(huán)境，選擇適宜的光伏技術(shù)方案與安裝形式。3.建筑協(xié)調(diào)：光伏組件的布置、色彩、造型應(yīng)與建筑整體風(fēng)格相協(xié)調(diào)，避免對(duì)建筑外觀造成負(fù)面影響，注重建筑美學(xué)的整體性。4.高效利用：在保證安全和建筑功能的前提下，力求提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率，優(yōu)化系統(tǒng)配置，實(shí)現(xiàn)較好的能源產(chǎn)出與投資回報(bào)。5.經(jīng)濟(jì)合理：綜合考慮初期投資、運(yùn)行維護(hù)成本、能源收益及環(huán)境效益，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇性價(jià)比優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。6.綠色環(huán)保：光伏系統(tǒng)材料的選用應(yīng)符合環(huán)保要求，避免對(duì)環(huán)境造成污染，系統(tǒng)廢棄后應(yīng)考慮材料的回收與再利用。1.4引用標(biāo)準(zhǔn)本規(guī)范的設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家及行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。凡本規(guī)范未涉及的內(nèi)容，應(yīng)遵守相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。二、術(shù)語(yǔ)與定義2.1太陽(yáng)能建筑光伏系統(tǒng)（BIPV系統(tǒng)）將太陽(yáng)能光伏組件集成到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)（如屋面、墻面、幕墻等）或作為建筑構(gòu)件一部分，直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的系統(tǒng)。2.2光伏組件具有封裝及內(nèi)部聯(lián)結(jié)的、能單獨(dú)提供直流電輸出的、最小不可分割的太陽(yáng)能電池組合裝置。2.3逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備。2.4建筑一體化光伏（BIPV）組件專門設(shè)計(jì)用于替代建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分功能（如采光、遮陽(yáng)、防水等）的光伏組件，其外觀、物理性能和安裝方式需與建筑設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。2.5光伏方陣由若干個(gè)光伏組件按一定方式排列、連接而成的直流發(fā)電單元。三、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與前期準(zhǔn)備3.1基礎(chǔ)資料收集設(shè)計(jì)前應(yīng)收集以下基礎(chǔ)資料：1.建筑資料：建筑總平面圖、各樓層平面圖、立面圖、剖面圖、屋面結(jié)構(gòu)圖、墻體結(jié)構(gòu)圖、建筑使用功能及負(fù)荷特性。2.氣象資料：當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能輻射數(shù)據(jù)（年總輻射量、月均輻射量）、日照時(shí)數(shù)、主導(dǎo)風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、降水量、積雪厚度、冰雹等極端天氣情況。3.電網(wǎng)資料：接入點(diǎn)的電壓等級(jí)、容量、相數(shù)、短路電流、繼電保護(hù)方式及并網(wǎng)要求。4.相關(guān)法規(guī)與規(guī)劃：當(dāng)?shù)仃P(guān)于太陽(yáng)能利用、建筑節(jié)能、電網(wǎng)接入等方面的政策法規(guī)及規(guī)劃要求。3.2現(xiàn)場(chǎng)勘查應(yīng)對(duì)建筑場(chǎng)地進(jìn)行詳細(xì)勘查，主要內(nèi)容包括：1.場(chǎng)地條件：建筑朝向、周邊遮擋物（如樹(shù)木、相鄰建筑）的位置、高度及對(duì)光伏組件采光的影響，場(chǎng)地地形地貌。2.建筑條件：屋面類型（平屋面、斜屋面、金屬屋面、混凝土屋面等）、屋面坡度、屋面荷載能力、屋面現(xiàn)有設(shè)施（如通風(fēng)口、排氣管、冷卻塔、廣告牌等）的位置及尺寸；墻面材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、可利用面積。3.電氣條件：現(xiàn)有配電室位置、容量，電纜敷設(shè)路徑，接地系統(tǒng)狀況。4.安裝條件：施工吊裝條件、運(yùn)輸通道、組件安裝空間及維護(hù)操作空間。四、光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)類型選擇：根據(jù)建筑負(fù)荷特性、電網(wǎng)條件及用戶需求，選擇并網(wǎng)光伏系統(tǒng)或離網(wǎng)光伏系統(tǒng)。并網(wǎng)系統(tǒng)宜優(yōu)先采用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的運(yùn)行模式。2.容量確定：綜合考慮建筑可利用面積、當(dāng)?shù)靥?yáng)能資源、建筑用電負(fù)荷、電網(wǎng)接入容量限制及投資效益等因素，合理確定光伏系統(tǒng)的安裝容量。3.系統(tǒng)布置：光伏組件的布置應(yīng)充分利用建筑表面可利用空間，保證足夠的采光時(shí)間和光照強(qiáng)度。應(yīng)避免或減少陰影遮擋，組件排列應(yīng)整齊有序，與建筑立面或屋面協(xié)調(diào)美觀。4.2光伏組件選型與布置1.組件選型：應(yīng)根據(jù)安裝位置（屋面、墻面等）、氣候條件、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求選擇合適類型（如晶體硅組件、薄膜組件）和規(guī)格的光伏組件。組件的電性能參數(shù)、機(jī)械性能、耐候性能應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于BIPV組件，還需考慮其建筑功能（如透光率、隔熱性、裝飾性）和安裝兼容性。2.組件布置：朝向與傾角：光伏組件的最佳朝向?yàn)檎希ū卑肭颍?，可根?jù)實(shí)際情況在一定范圍內(nèi)調(diào)整。傾角應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥?、冬至日太?yáng)高度角及屋面坡度綜合確定，以獲取最大年發(fā)電量。間距設(shè)計(jì)：為避免前后排組件在冬至日前后上午和下午時(shí)段相互遮擋，應(yīng)根據(jù)組件高度、傾角及當(dāng)?shù)鼐暥扔?jì)算最小間距。排列方式：組件可采用橫向或縱向排列，應(yīng)結(jié)合建筑尺寸、逆變器輸入?yún)?shù)及安裝便利性進(jìn)行優(yōu)化。4.3逆變器選型與布置1.逆變器選型：根據(jù)光伏方陣的輸出特性（電壓、電流、功率）、系統(tǒng)容量、電網(wǎng)電壓等級(jí)及控制保護(hù)要求，選擇技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定、效率高、具備必要通信功能的逆變器。集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器的選擇應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)規(guī)模和安裝條件綜合確定。2.逆變器布置：逆變器應(yīng)安裝在通風(fēng)良好、干燥、陰涼、便于維護(hù)且遠(yuǎn)離火源的位置。應(yīng)避免陽(yáng)光直射和雨水浸泡。安裝位置應(yīng)考慮散熱需求，確保設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度在其允許范圍內(nèi)。對(duì)于組串式逆變器，宜靠近光伏方陣安裝，以減少直流電纜損耗。4.4匯流箱與直流配電柜設(shè)計(jì)（若有）對(duì)于較大容量的光伏系統(tǒng)，當(dāng)組件串?dāng)?shù)量較多時(shí)，可設(shè)置匯流箱對(duì)多路組件串進(jìn)行匯流。匯流箱應(yīng)具備過(guò)流保護(hù)、防雷保護(hù)功能，其額定電流、電壓應(yīng)與光伏方陣輸出匹配。直流配電柜用于將匯流后的直流電分配給逆變器，應(yīng)配置直流斷路器、浪涌保護(hù)器等器件，確保直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行。五、建筑一體化設(shè)計(jì)5.1屋面光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.平屋面：可采用支架固定式安裝或配重式安裝（需驗(yàn)算屋面荷載）。支架設(shè)計(jì)應(yīng)考慮風(fēng)荷載、雪荷載等作用，確保安裝牢固。組件陣列下方應(yīng)預(yù)留足夠的通風(fēng)散熱空間和維護(hù)通道。屋面防水應(yīng)妥善處理，支架基礎(chǔ)或配重塊不得破壞原屋面防水層，必要時(shí)進(jìn)行防水加強(qiáng)處理。2.斜屋面：宜采用與屋面坡度相適應(yīng)的支架安裝，或選用與屋面瓦型匹配的BIPV組件直接替代屋面瓦。安裝應(yīng)與屋面結(jié)構(gòu)可靠連接，確?？癸L(fēng)掀能力。對(duì)于瓦片屋面，組件安裝不應(yīng)影響屋面排水。5.2墻面光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.安裝方式：可采用依附式安裝或嵌入式安裝。依附式安裝通過(guò)支架固定在墻面外側(cè)；嵌入式安裝則將BIPV組件作為墻面圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分。2.結(jié)構(gòu)安全：墻面光伏系統(tǒng)的荷載應(yīng)納入建筑結(jié)構(gòu)整體計(jì)算，確保墻體結(jié)構(gòu)安全。連接件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和耐久性。3.建筑功能：墻面光伏組件的選擇應(yīng)考慮建筑的保溫、隔熱、隔聲、防水、防火及裝飾要求。對(duì)于有采光要求的墻面，可選用半透明BIPV組件。4.通風(fēng)散熱：組件與墻面之間應(yīng)預(yù)留適當(dāng)?shù)目諝鈱?，以利于組件散熱，提高發(fā)電效率，并防止墻面內(nèi)部結(jié)露。5.3其他部位光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑的遮陽(yáng)板、雨篷、陽(yáng)臺(tái)欄板、采光頂?shù)炔课?，可結(jié)合其功能要求設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)。此類光伏系統(tǒng)應(yīng)與建筑構(gòu)件有機(jī)結(jié)合，兼顧美觀、實(shí)用與發(fā)電功能。采光頂光伏系統(tǒng)應(yīng)特別注意透光率、防眩光、防火及結(jié)構(gòu)安全。5.4建筑外觀與協(xié)調(diào)光伏組件的顏色、尺寸、排列方式應(yīng)與建筑的整體風(fēng)格相協(xié)調(diào)。BIPV組件的邊框、接線盒等外觀細(xì)節(jié)應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免對(duì)建筑立面效果造成負(fù)面影響。在歷史建筑或風(fēng)貌保護(hù)區(qū)內(nèi)安裝光伏系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采取更為審慎的設(shè)計(jì)方案，確保不破壞建筑原有風(fēng)貌。六、電氣設(shè)計(jì)6.1直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.電纜選擇：直流電纜應(yīng)根據(jù)光伏方陣的最大工作電流和敷設(shè)長(zhǎng)度進(jìn)行選擇，確保電纜載流量滿足要求，并考慮一定的裕量。電纜的絕緣等級(jí)、耐候性、阻燃性應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2.電纜敷設(shè)：直流電纜應(yīng)采用穿管、橋架或線槽敷設(shè)，路徑應(yīng)短捷，避免與強(qiáng)電電纜并行敷設(shè)，以減少電磁干擾。在屋面、墻面等露天場(chǎng)所敷設(shè)的電纜應(yīng)采取防曬、防水、防老化措施。3.連接與保護(hù)：組件之間、組件串與匯流箱之間、匯流箱與逆變器之間的連接應(yīng)牢固可靠，接觸良好。直流回路應(yīng)設(shè)置過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)裝置。6.2交流系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.電纜選擇：交流電纜的選擇應(yīng)根據(jù)逆變器輸出電流、系統(tǒng)容量及敷設(shè)長(zhǎng)度確定，其載流量、絕緣等級(jí)應(yīng)滿足要求。2.并網(wǎng)接入設(shè)計(jì)：并網(wǎng)接入點(diǎn)的選擇應(yīng)靠近負(fù)荷中心或配電室。并網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)符合電網(wǎng)公司的并網(wǎng)技術(shù)要求，配置必要的并網(wǎng)保護(hù)裝置（如過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、頻率異常、孤島效應(yīng)保護(hù)等）。3.計(jì)量裝置：根據(jù)運(yùn)行模式要求，設(shè)置相應(yīng)的電能計(jì)量裝置，以計(jì)量光伏發(fā)電量、上網(wǎng)電量及自用電量。6.3防雷與接地設(shè)計(jì)1.防雷設(shè)計(jì)：光伏系統(tǒng)應(yīng)采取分級(jí)防雷保護(hù)措施。在光伏方陣匯流箱、逆變器交流側(cè)及配電柜等位置應(yīng)安裝浪涌保護(hù)器（SPD）。SPD的選型應(yīng)符合系統(tǒng)電壓等級(jí)和當(dāng)?shù)乩妆┗顒?dòng)情況。2.接地設(shè)計(jì)：光伏系統(tǒng)的防雷接地、工作接地、保護(hù)接地應(yīng)共用一個(gè)接地網(wǎng)。接地電阻應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，一般不宜大于規(guī)定數(shù)值。光伏組件金屬邊框、支架、設(shè)備外殼等均應(yīng)可靠接地。6.4監(jiān)控與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)大型光伏系統(tǒng)宜設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)光伏方陣、逆變器、匯流箱等主要設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)（電壓、電流、功率、發(fā)電量等）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并具備數(shù)據(jù)記錄、故障報(bào)警、遠(yuǎn)程通信等功能。監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)操作簡(jiǎn)便，界面友好。七、施工與驗(yàn)收7.1施工要求光伏系統(tǒng)的施工應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)施工規(guī)范的要求。施工單位應(yīng)具備相應(yīng)的資質(zhì)，施工人員應(yīng)經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)。施工過(guò)程中應(yīng)做好安全防護(hù)措施，確保施工安全。組件安裝、支架固定、電纜敷設(shè)、設(shè)備接線等工序應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。7.2驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)光伏系統(tǒng)工程驗(yàn)收應(yīng)包括施工質(zhì)量驗(yàn)收、設(shè)備性能驗(yàn)收及系統(tǒng)功能驗(yàn)收。驗(yàn)收時(shí)應(yīng)提供完整的技術(shù)資料，包括設(shè)計(jì)文件、施工記錄、設(shè)備出廠合格證及檢驗(yàn)報(bào)告等。系統(tǒng)性能測(cè)試應(yīng)包括絕緣電阻測(cè)試、接地電阻測(cè)試、系統(tǒng)效率測(cè)試等。八、運(yùn)行與維護(hù)8.1日常維護(hù)光伏系統(tǒng)投入運(yùn)行后，應(yīng)制定定期維護(hù)計(jì)劃。主要維護(hù)內(nèi)容包括：1.組件清潔：定期清除組件表面的灰塵、污垢、鳥(niǎo)糞等遮擋物，以保證組件的采光效率。清潔時(shí)應(yīng)使用柔軟的抹布或?qū)Ｓ霉ぞ撸苊鈩潅M件表面。2.檢查與緊固：定期檢查組件、支架、逆變器、電纜連接等是否松動(dòng)、銹蝕、損壞，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。3.設(shè)備檢查：定期檢查逆變器等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，查看有無(wú)異常聲響、異味、過(guò)熱等現(xiàn)象。4.雜草清除：對(duì)于地面光伏系統(tǒng)或屋面有雜草生長(zhǎng)的情況，應(yīng)及時(shí)清除雜草，避免遮擋。8.2故障處理建立故障應(yīng)急預(yù)案，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行診斷和維修，盡快恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。對(duì)于重要的故障，應(yīng)記錄故障現(xiàn)象、發(fā)生時(shí)間、處理方法及結(jié)果。8.3安全注意事項(xiàng)維護(hù)人員進(jìn)行操作時(shí)，必須遵守電氣安全操作規(guī)程，佩戴必要的安全防護(hù)用品。在進(jìn)行組件或電氣設(shè)備檢修時(shí)，應(yīng)確保相應(yīng)部分已斷電，并設(shè)置警示標(biāo)志。九、安全要求1.結(jié)構(gòu)安全：光伏系統(tǒng)的安裝不得影響建筑主體結(jié)構(gòu)的安全，支架及連接構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度應(yīng)能承受風(fēng)荷載、雪荷載、地震作用等各種荷載組合。2.電氣安全：系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝應(yīng)符合電氣安全標(biāo)準(zhǔn)，確保人身安全和設(shè)備安全。設(shè)備的帶電部分應(yīng)設(shè)置防護(hù)措施，避免觸電事故。3.防火安全：光伏系統(tǒng)所用材料應(yīng)具有良好的阻燃性能。逆變器、配電柜等設(shè)備應(yīng)安裝在非易燃材料上，并遠(yuǎn)離火源。電纜敷設(shè)應(yīng)符合