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建筑一体化设计范文1
Abstract: At present, low-carbon lifestyle is advocated. And low-carbon buildings is the a considerable element in architectural design, which must be the mainstream of world architecture of 21st century. How to inject the low-carbon concept into architectural design is a long-term task before architects. While the low-carbon buildings is rich in content, with different standards of international evaluation, the reasonable and efficient use of clean energy, especially the solar energy must be the important content of low-carbon buildings. In the long decades of using, reducing its carbon emissions, lowing the use of cost, contributing to energy saving are theimportant part of the low carbon buildings.
Key words: BIPV; energy-saving
中图分类号：TU201.5文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
光伏建筑一体化（BIPV）提出了”建筑物产生能源“的新概念，即通过建筑物与光伏发电集成起来，使建筑物自身利用绿色环保的太阳能资源产生电力。光伏建筑一体化以其独有的优势必将成为低碳建筑和建筑节能技术的发展趋势。本文将从太阳能光伏建筑的基本概念，光伏建筑的优势以及光伏与建筑如何实现一体化这三个方面对太阳能在建筑中的应用进行介绍。
太阳能光伏建筑的基本概念
太阳能光伏建筑发电是新世纪的一种最重要的可再生能源，同时又是高科技在建筑中的创新应用。作为一名建筑师，大家应该了解它，熟悉它和运用它。随着社会的发展，能源需求量的不断增加，所有的传统能源（如煤碳、石油和天然气等矿物化石燃料）有诸多缺点。首先，他会对环境产生极其严重的污染；其次，温室效应也对环境有难以估量的影响；第三就是在不久的将来传统能源可能会消失殆尽。因此，我们必须研究和发展可再生能源，特别是必须研究和发展无穷无尽的自然界清洁能源--太阳能。要想将太阳能转换为电能，提供给人们使用，必须通过产生光伏效应的装置-太阳能电池来实现太阳能的光电装换。在这里，我们就需要了解一些基本概念。
1.1 什么是光伏
光伏就是光转变成电即光生伏特的意思。在光照条件下，光伏材料吸收光能后，在材料吸收光能后，在材料两端产生电动势，这种现象叫光伏效应。人们很早就已经发现了光伏效应这种物理现象，但光伏的实际应用经历了漫长的探索过程。为使光伏获得广泛地应用，各国的科学家们仍在努力探索与提高。
1.2 光伏元件 、光伏板、光伏材料以及半导体是怎么分类的
太阳能电池本质上就是一个二级管，这种二级管具有光伏效应，能把光能直接转变成电能，因此，太阳能电池又称为光伏元件；一个太阳能电池就是一个小型发电机。为了增大功率输出，要把许多个太阳能电池连接起来，装配成一大块的太阳能电池板，简称光伏板；有一种材料，在低温下是绝缘体，但这种材质加入杂质得到能量或是加热时就变成导体，这种材料叫做半导体。现在使用的太阳能电池都是由半导体组成的；用于太阳能的半导体材料有单晶体，多晶体和非晶体三种形式。单晶体：整块晶片只有一个晶粒，晶粒内的原子有序的排列着，不存在晶粒边界，单晶体要求严格的精致技术。多晶体：多晶体的制备不要求那么严格的精致技术，一块晶片含有许多晶粒，晶粒之间存在边界，由于晶粒之间存在很大的电阻，晶粒边界会阻止电流流动。非晶体：原子结构没有长序，材料含有未饱和的或悬浮的键。非晶体材料不能用扩散的方法改变材料导电类型。但加入氢原子会使非晶体中一部分悬浮键饱和，改善材料的质量。
1.3 太阳能电池的分类
从材料分，有硅太阳电池，砷化镓太阳电池，铟镓磷太阳能电池，铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉电池。从内部材料体型分，有大块晶片太阳能电池和薄膜太阳能电池。从材料的晶体结构来分，有单晶太阳能电池，多晶太阳能电池和非晶太阳能电池。从内部和外部结构来分，有普通太阳能电池，聚光型太阳能电池和级联太阳能电池。
1.4 关于光伏一体化的建筑
太阳能光伏建筑一体化（BIPV）系统，是应用太阳能发电的一种新概念。简单地讲就是将太阳能光伏发电阵列与建筑的维护结构相结合，并提供电力的建筑新形势。光伏建筑一体化系统目前在世界上有着巨大的市场潜力，一些发达国家正将光伏建筑一体化作为重点项目进行推广。近年来，国外推行在用电密集的城镇建筑物上安装光伏系统，并采用与公共电网并网的方式，极大地推动了光伏并网系统的发展。光伏建筑一体化已经占据了整个太阳能发电量的最大比例。
太阳能光伏建筑的优势
光伏并网发电和建筑一体化的发展，是个标志性的进步。意味着光伏发电将由边远地区向城市过度，由补充能源向替代能源过度。太阳能光伏发电将作为最具可持续发展特征的能源技术进入能源体系，其比例将越来越大并成为能源主体。
从建筑学，光伏技术和经济效应几方面看来，光伏建筑一体化的优点是显而易见的，主要由以下几个方面：
1）节地：能有效利用建筑的屋顶，墙面，甚至雨棚，遮阳板，大大的解决了土地资源，这点在人口密集，土地昂贵的城市显得尤为重要。
2）节能：光伏系统不仅能提供电力，还能降低墙面与屋顶的内表面温度，从而降低了建筑物本身的能耗。
3）节约投资：建筑物光伏板既可以发电，又可以用作建筑的护材料，起了双重作用，因而减少了光伏系统成本的回收期。原地发电，原地用电，在一定距离范围内可节省电站送电网的投资。对于连网户用系统，光伏阵列所发电力即可供给本建筑使用，也可送入电网。
4）美观：建筑物光伏板可以提供创新方式改善建筑外观。采用光伏板作为建筑外立面的构成元素，展现建筑的高科技的美。
建筑一体化设计范文2
关键词：一体化设计；参数；分析；外部形体；内部功能
Abstract: with the development of digital technology, architectural form under the influence is quite deep, constantly from the fuzziness, static sex gradually turned to can transcend visual imaginative, dynamic, digital design has been able to put the modern architecture in all kinds of incredible became a fact may, this article through to the digital building design patterns in the integration design patterns analysis, and combined with the architecture examples, it analyses can be more intuitive to the interpretation of the architectural form present so the reason of its changes.
Keywords: integration design; Parameters; Analysis; External form; Internal functions
中图分类号：TU2 文献标识码：A文章编号：
作为一个新的高速铁路网的一部分，意大利政府已经制定了一个包含大量新车站建设的车站改造主体工程。佛罗伦萨火车站的设计通过一条新的电车轨道为已有的圣塔玛丽亚诺维拉车站提供便利。源于对这座宏伟城市的建筑深深的崇敬感，以及对乘客运动透明感的寻求，该设计方案既是一个进入佛罗伦萨的值得称贺的经验，也是一个减少现代旅行复杂性的尝试。
一、建筑概念
新博物馆像一个珊瑚礁，中空，外表面坚硬而多孔。建筑用一种与外界连续渗透交换的方式，在一个活泼变幻的环境中容纳各种文化活动。建筑既与地面形成一道新的景观，又获得强大的体量来定义新的天际线。开放和动感的形状同样也是建筑内部所追求的，根据游客经过展示、信息和商业等道路决定空间的几何形态。侵蚀作用在建筑内部结合处形成了大洞穴，一连串洞穴中的体积可以用作开放的展览空间、集合场地以及放置当代艺术品的位置。从多角度来看，这样的一些空间满足了当代艺术和Nuragic 艺术之间易懂的美学对话。内部的洞穴允许两个连续表面的源头互相融合和包容。
二、一体化设计概念引入
博物馆的形态呈现出如此“液态”的状态并非扎哈的“随心所欲”而是运用了一体化设计理论作为支撑的。
一体化设计是一种新型的设计模式，它又被称作是“衍生式多重性能驱动式设计”。一体化设计包括了“造型与性能的一体化”和“多重建筑系统一体化”，“造型与性能的一体化”很好理解，就是既满足造型要求又满足功能要求；“多重建筑系统一体化”简单的解释就是影响建筑的制约条件有许多，例如建筑所受的风力、光照、降水等多方面条件的影响，每一个制约条件都称为是一个系统，那么“一体化设计模式就是设法解决多方面问题的一种设计方法。
理论例子：（一体化大厦）假设一高层建筑，输入其主要数据，例如场地长度、宽度和建筑物的几何形态，包括它的高度、平面形状以及核心筒大小等。然后通过一些随机选用的，诸如旋转、移动以及拉伸在内的一些空间形体变化过程，程序脚本生成了一个随机的方案群体，最后由使用者来选择决定。评估运算的结果是按照由好到差进行排列的。
扎哈在设计时就充分的运用了“一体化”设计理念，通过借能驱动式设计原理对影响建筑的日照角度、降水、风力以及径流等自然参数进行调整和分析，生成符合设计要求的原始曲面，同时达到最为合理有效的建筑使用功能，最终将设计者的主观感觉与计算机的精确控制结合起来，形成了最终令人惊叹的艺术效果。
三、定格——空间的拓扑异形
在这个作品中，扎哈对空间的处理不再是对点、线、面构成的模数化空间的追求，传统欧几里德几何概念在这里也不再是引领建筑空间灵魂的主线，建筑空间以一种拓扑的空间姿态展现，空间形态不再单一、均质，空间话语呈现多元、复杂化的趋向，时间因素在这里得到空间回应，多视点的表达给予空间更强烈的流动感、漂浮感，视觉转换出现无间隔、即时态。空间就像拓扑异形过程中被瞬时定格取样，让观者始终处于一种动态行进之中而无法想象其前一格或者后一帧的空间变换形态。这是她对自己“动态构成”空间设计语言进一步提炼、演化的结果，传达的是一种动态的视觉张力和流动的空间反重力。
四、 生成——随机的视觉形态
这里用“生成”一词而不用“建造”或者“建构”，在于表达哈迪德这种设计语言的独特性。作品中呈现的建筑形态是一种“流体式”的物质存在，具有了黏稠性、流动感，建筑形态削弱物质“固性”的同时 “液态”则明显强化，如同熔岩的自由流动形态被瞬时冻结。因此，我们用自然界中的“生成”更能反映这种自由、随机、不规则的客体视觉形态。作品呈现出的随机视觉形态带来了一场前所未有的视觉冲击，传统的美学标准在它面前显得毫无生机，古典透视美学中的比例、尺度、韵律、对称被彻底击碎，基座、柱、窗、屋檐构成的传统意义上的立面被转换成一张由均质材质构成的表皮，以往的投影法已经不能全面展现建筑的形态构成，因为多曲面的表皮有了更大的延展度和方向感。“重力”这一建筑最大对立因素也被相对减弱，形态更具漂浮感，观者视点的移动随着动感的表皮流线更显流畅，多画面的构成让人产生一种连续非固化的视觉感受。
五、 结语
扎哈作为当今先锋派建筑师之一，其设计语言一直在随着时代的发展而变化，唯一不变的就是其对于建筑创作的探索热情，正如普林斯顿大学Sara Whiting 教授所言，“扎哈•哈迪德有无畏的探索和坚持的精神，所以她的风格才没有在传统的口诛笔伐里被淹没，并最终脱颖而出!”这个作品反映了她对“纯艺术建筑”前卫性、原创性的把握，集中体现了“一体化设计模式”中的各种设计语汇。
一体化设计模式使创作思维由原本的线性思维理性思维逐渐转向了更为自由化的混沌思维模式；同时能够更好地满足建筑本身、环境、安全、经济等各方面的要求；对于建筑设计人员来说，数字化设计模式能够更有效的帮助建筑师实现自己的设计方案，完成自己的梦想。 当然，万物都是有其双面性的，比起人类漫长的文明历史来说，它的出现似乎显得太过轻率，它的最终设计成果能否经得住使用者或者是时间的检验，我们只能拭目以待。
参考文献：
[1] 杨姝扬. 数字化建筑模式与应用[J]. 辽宁工程技术大学学报（自然科学版）.2011.06
[2] 俞传飞. 想象•增值•质变——数字化技术应用在建筑领域的阶段性划分[J].华中建筑.2001,19(4):45-46.
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[4] 李大夏.陈寿恒.数字营造[M]. 北京:中国建筑工业出版社.2009.
建筑一体化设计范文3
关键词：光伏发电；建筑；一体化；设计
Abstract: This paper introduces the photovoltaic power generation system, expounds the basic principles of the construction and photovoltaic energy integration system, focusing on the analysis of the integration design principle of (pv) power and building roof, metope, pervious to light component, curtain wall, sunshade component.
Key words: photovoltaic power; architecture; integration; design
中图分类号：TM6文献标识码：A 文章编号：
建筑作为人类日常生活必需的生存空间，每年消耗着大量的能源，约占一个国家总能耗的40%左右。特别是在一些严寒地区，城镇建筑能耗竟高达当地能源消费的50%左右1。开发各种新能源也成为人们考虑的重点，其中最重要的方法就是利用太阳能这一古老而永不枯竭的能源，太阳能光伏发电技术与建筑有机结合，降低对传统能源的依赖是今后一个阶段建筑设计的发展方向之一。
1.光伏发电系统
1.1太阳能电池的工作原理
太阳能发电有很多种方式其中大多数方法是通过将太阳能转化为热能，利用热能进行发电。光伏发电是比较直接的一种形式，它主要是利用一些材料受到光照后产生电流的物理原理，将这些材料制成发电原件的技术，这种技术可以将阳光直接转换为电能，使用更加便利，应用更加广泛，近些年得到了极大的发展。
1.2光伏发电系统的种类
太阳能光伏发电系统分为独立式太阳能发电系统和并网式发电系统。独立式太阳能发电系统，具有自己独立的蓄电系统，白天将多余的电能存储到蓄电池中，在夜晚或阴雨天电量少的时候从蓄电池中在提取电能，它的特点是独立性强适合没有电网的地区使用；并网式太阳能发电系统不同于独立系统，它并联入到电网中，白天发电时将电能输送到电网系统中，将电网作为蓄电池，在需要时候在从电网中提取电能，它的特点是无需蓄电系统，但是需要电网支持。
1.3光伏发电的优势
光伏发电在使用过程中具有很多优势，首先在使用过程中不产生任何污染，没有噪声，没有次生产物，且其产生的电能为高品位能源，不需二次转化，维护其运行的成本较低，不需要进行二次追加投入，是一种理想的情节能源。
2.建筑与光伏发电一体化系统
光伏发电为建筑提供能源的方式很多，目前使用量最大的是在远离城市的沙漠地区建立大型的光伏发电厂，再过高压输电技术将电能输送到用户，这种方式在输电过程中会造成大量的电能损失；还有一种形式是在能源负荷中心附近建立大型光伏发电厂，再通过电网将电能输送到用户，但能源负荷中心往往是经济中心，用地成本较高；于是目前催生出一种新的光伏发电应用形式,将光伏发电原件直接装在建筑的屋顶或墙面上，利用建筑作为光伏发电板的安装场所，在这种情况下，建筑光电一体式系统就应运而生，简称BIPV。
2.1太阳能电池板
太阳能电池板根据材料不同有很多种类，如多晶硅电池板，单晶硅电池板以及非晶硅和薄膜电池板。以单晶硅电池板发电效率最高，造价也最为昂贵，目前使用量最大的是多晶硅电池板。
2.2电池板板的安装朝向和倾角
太阳的运行轨迹每天和每时都有所不同，获得最多太阳能的方法是是使太阳能电池板永远与太阳光线保持垂直，但是这就需要有双轴跟踪系统，造价高，且构造复杂，一般情况下不采用这种形式。
目前我国太阳能发电板的安装方向通常采用正南方向，倾斜角度通常为春秋分节气正午时分的太阳高度角的互余角，这样可以使光电板在全年获得最大的能量，当然主要朝向可以根据具体情况进行调整，有时甚至可以安装在东西墙上。
3.光伏发电与建筑一体化的做法
3.1用光电设备作屋面板
屋面是光电板最理想的建筑一体化安装部位，坡屋面那是最为理想的光电板安装界面，坡屋面本身就为光电板提供了理想的倾斜角度，使其能够获得最大的能量，另外倾斜的屋面角度还可以防止冬季积雪。由于光电板在工作时其背面会产生较多热量，当光电板与屋面进行一体设计时要考虑到这种情况，在光电板与屋面之间设置空气层或太阳能热水系统给光电板降温。
平屋面安装发电板，需要进行一些构造设计来实现光电板的理想倾角，一般情况下是采用一些角钢支撑，但是这种情况下光电板与建筑一体化的效果比较差，不是理想的光电与建筑一体化设计方法。
3.2用光电设备作建筑立面
建筑立面也是光电板的理想安装界面，安装时以南立面为主，北方地区南向墙面全年可以获得40%~50%的太阳能，东西向也可以作为安装立面，在全年东西向墙面也可以获得20%~30%的太阳能辐射。需要注意的是在遮挡较为严重的立面不适合安装太阳能光电板，阴影会遮挡掉大部分太阳能辐射。
3.3透明构件光电板
随着光伏产业的发展已经出现透明光电构件，一种是半透明状的，类似茶色玻璃，另一种是将光电元件排列成具有花格的图案，花格之间是透明材料，形成斑驳的光影效果。这两种材料都有透光性能，但透光量都较为有限，因此如采光要求高的情况下不易使用，或者大面积使用获得较好的采光效果和发电效果。目前在很多建筑的中庭空间都在使用，创造出一种光影丰富的效果。
3.4光电幕墙
光电幕墙是一种新型的光电材料，它集发电与装饰为一体，能够很好的与建筑融合。它主要多个太阳能光电池经加固处理，镶嵌在特殊的透明度极高的低铁玻璃中，彼此之间经过其背面的导线相连，从而构成了一个整体的光电板。这种材料外表光洁，色彩明亮，节能效果明显，此幕墙体现了智能化特点，把太阳能光电技术集成到幕墙中不占有建筑面积，且太阳能光电板优美的外观，具有特殊的装饰效果，更赋予建筑物鲜明的现代科技色彩。
3.5光电系统与遮阳设备
建筑遮阳系统也是光电一体化主要考虑的建筑构件之一，建筑遮阳板与太阳能光伏发电两者的任务恰好有机的统一在一起。遮阳设备提供了合适的倾斜角度，而光电板则是理想的遮阳材料。
电子树是光伏建筑遮阳的一种新的应用。它是以钢结构模仿树枝的形态支撑顶棚，而顶棚部分采用太阳能电池板，模拟树叶在阳光下光影斑驳的效果。
4.结语
在能源日益紧张的今天，太阳能光伏发电与建筑一体化设计无疑是解决建筑能源问题的一条最佳出路。如果屋顶和立面全部采用光电板，它将足够产生建筑所需要的能量，建筑不再成为能源的负担，而是成为能源的资产。
参考文献:
建筑一体化设计范文4
关键词：双玻璃；光电幕墙；建筑一体化
1 前言
随着石化能源的日益枯竭和人类生存环境的日益恶化，世界各国对清洁能源如太阳能、风能等可再生能源的支持力度越来越大。光伏建筑一体化建筑是光伏应用形式中最接近人类生活的一种，是绿色节能环保理念的完美体现。光伏玻璃是一种通过层压入太阳电池，能够利用太阳辐射发电，并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。它有着美观、透光可控、节能发电的优点，应用非常广泛，如：太阳能智能窗，太阳能凉亭和光电玻璃建筑顶棚，以及光电玻璃幕墙等等。
2 光伏建筑玻璃的设计
2.1 基本原则
在设计中，首要考虑的应该是玻璃的基本物理与电性能，包括：光电玻璃边框材料类型、电池材料、可承受的荷载、绝缘性能、温度系数、额定工作温度及性能、低辐照度下的性能以、热斑耐久性能以及湿热-湿冷性能。这些性能都是光电玻璃建筑材料基本需要满足的，一般只有在满足了基本物理和电性能的情况下才能考虑其他。
其次必须考虑到材料具体建筑功能，是否能达到替代普通建筑材料的功能，各种性能是否能达到普通建筑材料的功能标准。作为一种建筑材料它的防火、防水、结构强度是否能达到设计要求？再次在设计光伏玻璃建筑材料时应该还要考虑其美观性。因此，光伏玻璃与建筑一体化设计的目标如下：
（1）容易和任何建筑结构设计合成一体，能够比较方便的安装在任何普通结构上，与一般建筑材料能够很方便的衔接。
（2）通过特殊的结构设计，光电玻璃必须具有良好的防渗性能和防风性能，必须具有和普通建材一样的防风避雨的功能。
（3）能有和普通建材一样的持久性能，这主要和安装光电玻璃建材的构件选择材料有关。
（4）光伏玻璃的安装必须符合建筑标准规范，并且和普通建材的安装用时相当。
（5）安装工作能由传统安装工人完成。
（6）线路连接应该符合相关规范，不能由于接线盒、电线以及安全性的不同而导致复杂化。
（7）系统应该提供简便的维修通道。
（8）对于晶硅电池光伏玻璃建材系统而言，由于其电池存在负温度效应，必须设计相关的降温结构。
2.2 结构设计要求
光电玻璃是由玻璃－EVA胶膜－太阳电池－EVA胶膜－玻璃共5层组成，类似于建筑上常用的夹胶玻璃。可以通过控制双面玻璃之间的电池间隙和边缘空隙，来制成5％～80％透光率的光电玻璃。理论上用于建筑上的光电池板尺寸越大越好，因为可以减少边框以及固定构件的使用，降低成本，并且可以真正替代大面积的玻璃，但受工艺方面的限制，目前尺寸大多在1.8×2.4m以下。电池板上表面玻璃要求要有较高的透过率，一般采用超白低铁钢化玻璃，厚度一般在4～6mm之间；底板玻璃由于起主要的支承、承压作用，厚度要求可以在4～19mm之间，具体厚度应该根据光电玻璃建材安装的部位以及抗风压要求等决定，底层玻璃应该使用钢化玻璃，以避免热应力的破坏。由于目前还没有关于用于建筑物上的双面太阳电池玻璃要求的国家标准，以下我们参考夹胶玻璃的相关技术规范以及太阳电池组件国家规范，提出对光电玻璃的性能要求。
2.3 机械荷载设计
机械荷载主要是指光电玻璃抗风、雪或冰块等静态载荷的能力。用于建筑屋顶的光电玻璃建筑材料以及安装在建筑立面的光电玻璃经常要承受此类负荷。机械载荷的设计包括：光电玻璃的玻璃面板设计，边框设计和构件设计为主。
光电玻璃玻璃表面强度的设计目前还没有确切的计算标准，目前可以参照夹层玻璃的设计标准强度设计，采用不同厚度的面板玻璃；另外在普通幕墙玻璃的设计中，还有桡度限值的要求，在风载荷标准值作用下，四边支承玻璃的桡度限值df，lim宜按照其短边边长的1/60采用。对于光电玻璃来说，其内部层压的太阳电池属于非常易碎的薄片，因此其桡度要求更高，具体取值目前还没有任何试验证明，因此建议采用更高标准1/30左右设计。
边框的设计强度可以根据材料的使用部位，国家规定的普通建筑标准，进行设计并相关进行试验；
构件强度设计主要依据的是光电玻璃建材使用的部位，需满足的结构强度要求来选择不同的材料。因此必须要求光电玻璃在均匀承压2400Pa一小时的情况下，达到以下要求：无间歇断路或漏电、无外观缺陷、功率衰减不超过5%以及绝缘电阻应满足初始试验要求。
2.4 落球冲击剥离的性能
参照幕墙设计规范，根据使用部位、安全性的不同，光电幕墙可分为：Ⅰ类、Ⅱ-1类、Ⅱ-2类、Ⅲ类光电玻璃具体使用种类。
Ⅰ类光电玻璃：对霰弹袋冲击试验不作要求的光电玻璃。
Ⅱ-1类光电玻璃：霰弹袋冲击高度1200mm，符合霰弹袋冲击性能规定的光电玻璃。
Ⅱ-2类光电玻璃：霰弹袋冲击高度750mm，符合霰弹袋冲击性能规定的光电玻璃。
Ⅲ类光电玻璃：总厚度不超过16mm且符合霰弹袋冲击性能规定的光电玻璃。
霰弹带冲击性能
种类冲击高度，mm结果判定
Ⅱ-1类1200
Ⅱ-2类750试样不破坏；如试样破坏，破坏部分不应存在断裂或使直径75mm球自由通过的孔
Ⅲ类300450
600750
9001200需同时满足以下要求：
b)破坏时，允许出现裂缝和破碎物，但不允许出现断裂或产生使75mm球自由通过的孔。
c)在不同高度冲击后发生崩裂而产生碎片时，称量试验后5min内掉下来的10块最大碎片，其质量不得超过65cm2面积内原始试样的质量。
d)1200mm冲击后，试样不一定保留在试验框内，但应保持完整。
2.5 叠差和对角线偏差
光电玻璃作为建筑材料，应符合夹层玻璃的相关生产规范，其最大叠差应符合以下规定：
最大允许偏差
长度或宽度L最大允许叠差δ
L10002.0
1000≤L20003.0
2000≤L40004.0
L≥40006.0
对于矩形光电玻璃制品，一边长度小于2400mm时，其对角线偏差不得大于4mm，一边长度大于2400mm时，其对角线偏差应由供需双方商定。
2.6 温度系数
光电玻璃的温度系数包括电流温度系数（α）和电压温度系数（β），即光电玻璃温度与电流和电压之间的关系。由于晶硅电池存在负温度效应，随着温度的升高效率会下降，光电玻璃作为建筑材料安装在建筑表面，如果在通风条件不好的情况下，电池温度上升得很快，因此应尽量选择温度系数小的光电玻璃。
2.7 低辐照度下的性能
低辐照性能指在25℃和辐照度200W・m-2的自然光下，光电玻璃随负荷变化的电性能。光电玻璃建筑材料特别是用在幕墙上，由于倾角一般不能达到最佳倾角，经常处于辐射光照不足的情况，因此对散射光的吸收就很重要了，在低辐射照度下的性能要求要高。
2.8 热斑耐久性能
热斑效应是指当光电玻璃中的一个电池或一组电池被遮光或损坏时，工作电流超过了该电池降低了的短路电流，在光电玻璃中会发生热斑加热。此时受影响的电池或电池组被处于反向偏置状态，必定消耗功率，从而引起过热。热斑耐久性能是指光电玻璃经受热斑加热效应的能力，如焊点熔化或封装材料老化。电池裂纹或不匹配、内部连接失效、局部被遮光或弄脏均会引用这种缺陷。光电玻璃建筑材料经常有可能会被其他建筑物或建筑材料、树木、鸟粪等的遮挡，因此光电玻璃建筑材料的抗热斑耐久性能应该要求比较高。
2.9 热性能
光电玻璃的热性能包括光电玻璃经受由于温度反复变化而引起的热失配、疲劳和不同的应力的能力；光电玻璃经受高温、高湿之后的零下温度影响的能力；光电玻璃经受长期湿气渗透的能力。光电玻璃与建筑结合，作为建筑的围护结构，长期经受高温、高湿以及高承力状态下，因此应特别注意其此方面的性能。
2.10 绝缘性能
绝缘性能是指光电玻璃建筑材料中的载流元件与建材边框之间的绝缘是否良好。在光电玻璃建筑一体化系统中，由于光电玻璃建筑材料直接安装在建筑上面，人与其的接触比较多，因此其绝缘非常重要。
(1)在光电玻璃建材中电池板内电池正负极的引出端必须使用绝缘胶密封。
(2)光电玻璃的引出线在金属框架内走线时，必须采用在外另加一层绝缘套管。
(3)光电玻璃与构件之间的金属接触部位应该用柔性绝缘垫片隔离。
一般要求在建材构件金属外壳于光电玻璃内元件之间加上1000V再加上两倍的系统最大电压下维持1min，光电玻璃无绝缘击穿或表面无破裂现象，同时绝缘电阻要求不小于50MΩ。
3 应用安装结构设计
光电玻璃建筑材料安装结构形式分为两种即明框、隐框式、无框式安装结构。
除了一般的建筑安装标准要求外，光电玻璃建材的安装还有以下特殊要求。
（1）无框式结构主要通过两种形式的构件――点式驳接抓和点式螺栓固定，
都需要对电池板预先钻孔，因此对于光电玻璃建筑材料的安装要求：a、在定制光电玻璃前应该详细规划好电池板需要钻孔的位置，以方便在焊接、层压电池板的时候，电池片和焊条远离这些区域；b、电池板的线路引出需经过仔细设计，尽量不显露在内外面可视范围内，影响美观；c、电池板边缘空白区域应稍微留多一点，一般以50mm以上为宜，以保护电池板内部不容易受腐蚀；d、在支撑孔周围应用硅酮建筑密封胶进行可靠的密封。
（2）明框结构即金属框架的构件显露于面板外表面的框支承结构，在这种结构上安装只要按照普通玻璃建材安装即可，线路可以隐藏在型材结构内部，钻孔位尽量选择在凹槽内，并用硅酮建筑密封胶固定密封。同时由于对于幕墙来说，横向框架对太阳光线的遮挡，电池效率通常会降低3-5%。因此可以降低横向框架高度，或者甚至只用竖向框架。
（3）隐框结构即金属框架的构件完全不显露于面板外表面的框支承幕墙，光电玻璃与构件之间用结构胶固定。这种结构的安装应注意以下几点：a、在安装前应清除电池板和铝框架表面的灰尘、油污和其他污物，应分别使用带溶剂的擦布和干擦布清洁干净；b、应在清洁后1小时内进行注胶；注胶前再度污染，应重新清洁；c、采用硅酮建筑密封胶粘结板块时，不应使结构胶长期处于单独受力状况。硅酮建筑密封胶在固化并达到足够承受力前不应搬动。
明框式和隐框式结构都可以适用于BIPV中如图1。明框式更加普遍且更便宜，但是存在遮光。阳光照射在明框上会形成阴影，只要一小部分的阴影就能造成效率的大幅度下降。不过这种影响在竖框结构和系统边缘光电玻璃上体现不明显。同时由于光电玻璃玻璃表面的积灰通过雨水冲刷以后同雨水一起容易积累在底边框内侧。
在隐框式结构中就不存在阴影作用，但也有其他的问题。安装光电玻璃之间的结构胶可能会和电池板中的EVA发生反应，破坏光电玻璃的结构和绝缘、密封性能。另外由于隐框式结构中，电池板的整个外观都是可见的，而大多数的光电玻璃在边缘处都会有缺陷，颜色会不同，光电玻璃边缘不得不再修饰一下。并且在隐框式中线路也不好在结构胶中安装和隐藏。
4 应用电路设计
光电玻璃幕墙电线的走线既可以安置在普通的导管内又可以置于铝结构腔内。如置于铝结构腔内，线路必须做好更严格的绝缘措施，并在光电玻璃结构上接地。在中空光电玻璃玻璃中，引出的线路出口还必须严格密封，阻止外部空气的进入。电池的引出线要有足够强度。参考《IECll94：建筑物的电气安装》与《IEC269-l：低压保险》标准中的相关要求，查阅《建筑电气设计手册》，考虑到光电玻璃建筑材料工程中电缆使用环境：高层建筑、部分架空，推荐使用交联聚乙烯阻燃型电缆线，确保工程安全、防火。
建筑一体化设计范文5
关键词：阳台；绿色；植物；设计
随着全球日益变暖，地面的水泥与楼宇的砖墙、水泥高架、路桥相互辐射所形成的热量越来越多，街道上的绿化已无法抵挡太阳的辐射。于是，一股“生态阳台热”正在掀起。阳台作为建筑物中不可缺少的生态构件，它不仅可以大大提高建筑的节能效率，更能成为绿色建筑的实际载体。可见，阳台是建筑中不可忽视的一部分，这一方小小的天地，我们真的应该好好的设计、利用和美化。
一、阳台的概述
一般的住宅楼房，都是有阳台的，阳台既是建筑的组成部分，也是城市景观的主要构成。阳台最早是洋楼建筑的一部分，“阳台”初为“洋台”。在国外建筑中，一般会有两个小阳台，是欧洲贵族生活方式的建筑载体，通常作为举办家宴或举行庆典活动时男女主人迎接宾客之处。传入中国后，就成为中式建筑一部分，根据中国人对生活空间的领域感要求，它的功能及建筑面积也随之发生了变化。如今，阳台已成为人们生活空间中不可或缺的组成部分。
传统居住文化认为，阳台饱吸宅外的阳光、空气及雨露，是住宅的纳气之处。阳台是每一个家与外界联系的通道，居住者可以足不出户，就能与大自然交流情感。置身于阳台上，居住者可以呼吸新鲜空气，沐浴温暖阳光，凭栏远眺，连接室内景观与室外风景，起着桥梁作用的纽带。
阳台的功能分实用性和休闲性两方面。一是实用性(次阳台)，就是把阳台当作一间小房间，如有的居民把阳台改成书房、儿童房或厨房、餐厅；或用作储物、晾衣场所；二是休闲性(与客厅、主卧相邻的主阳台)，就是把阳台当作养花、养鸟、品茶、观景或健身的场所，或者作为氧吧。伴随着人们生活节奏的加快，工作压力的增大，能够足不出户就可以放松心境，享受生活、享受自然，阳台景观绿化的发展成为人们追求居室休闲生活的必然趋势。
二、阳台绿化的作用
绿化阳台，是美化环境，净化空气，保持生态平衡的重要的住宅部分。阳台绿化既能美化生活空间环境，又能有助于改善室内空间的小气候。是城市垂直绿化的重要组成部分。
（一）净化空气和调节室内小气候
植物的种植在一定程度上可以改善建筑物内的微气候，这是因为植物除了进行光合作用外，还进行蒸腾作用。它吸收室内的二氧化碳，并放出氧气，这样绿色植物就起到对室内换气的作用，提高了室内的空气品质。由于植物水分的蒸发，降低了阳台附近的温度，从而间接地调节了室内的温度。例如西阳台夏季西晒严重，植物形成绿色帘幕，遮挡着烈日直射，起到了隔热降温的作用，使阳台形成清凉舒适的小环境。
（二）美化室内环境
通过植物的色彩、形态、芳香，小品、铺地、墙体等景观要素美化空间，使室内空间充满生机，柔化建筑死角。
（三）陶冶情操，修养身心
把大自然的花草引入室内，使人仿佛置身于大自然之中，从而达到放松身心、维持心理健康的作用。此外，人们在不断进行室内绿化养护和管理的过程中也能陶冶情操、修养身心。
三、绿色阳台设计原则
阳台是居住者接受光照，吸收新鲜空气，进行户外锻炼、观赏、纳凉、晾晒衣物的场所。阳台的设计要求是适用、实惠、宽敞、美观。阳台的一切设施和空间安排都要切合实用，同时注意安全与卫生。阳台的面积一般都不大，人们既要活动，又要种花草，有时还要堆放杂物，如果安排不当会造成杂乱、拥挤。面积狭小的阳台不应作太多的安排，尽量省下空间来满足主要功能。绿化阳台的美体现在与自然接触中所展现出来的生机，让人们感受到一般室内不能得到的美感享受。设计时应遵循以下原则：
（一）美学原则
室内绿化装饰，必须结合阳台地面，阳台顶部，阳台围栏，阳台内墙颜色等环境因素营造内外协调、上下互补的多彩多姿的立体绿化氛围。通过一定的形式，使其体现构图合理、色彩协调、形式谐和。
（二）安全原则
充分考虑阳台的载荷，勿配置过重的盆槽，栽培介质以自重较轻的腐殖质土、蚯蚓土、蛭石、煤灰等为宜，使阳台承重保持在安全范围之内。
（三）实用原则
绿化材料与建筑布局要保持和谐，并使阳台留一定的空间，避免给人造成拥挤压抑之感，做到绿化装饰美学效果与实用效果的高度统一。
（四）经济原则
绿化植物的选择，既要满足植物对环境条件的要求，又要考虑不同植物的形态特征和花期，使之四季鲜花常伴，而且还要经济可行，而且能保持长久。
四、绿色阳台的设计方法
（一）植物的选择
植物选择应分析阳台的朝向及生态因子变化特点，因地制宜地选择适合的花木种类。
（1）朝南的阳台：阳光充足，通风良好，是最理想的阳台。应根据自己的爱好，恰当选择一些观花、观果、观叶的花木，进行合理搭配，使花卉的点缀与环境形成统一协调的美。观花的有：月季、石榴、天竺葵、、矮牵牛、一串红、凤仙花、万寿菊；着花类有：茉莉、米兰、丁香、夜丁香等；观叶的有：常春藤、花叶芋、彩叶甘蓝、凤梨蓝等；观果的有：金桔、四季桔、矮化盆栽苹果、葡萄等。水生花卉如荷花、睡莲等也宜栽植。
（2）背阴阳台：喜阴或较耐荫的花卉适宜，如山茶、杜鹃、鸭跖草、栀子花、腊梅、兰花、棕竹、文竹、万年青、吉祥草、南天竹、玉簪、花叶芋及观赏竹类等，还可选用一些观叶花卉，如蕨类、花叶常春藤、万年青、龟背竹、紫鸭跖草等等。此外，荷花、碗莲等水生花卉也适宜，使阳台显得格外清新，优雅宁静。
（3）东、西向阳台：一般阳性花卉均可栽植。但朝西阳台，夏季西晒时温度较高，易对红枫、山茶、杜鹃、君子兰及一些叶质薄的花木产生日灼危害。若于阳台角隅栽植蔓性藤本类的大花牵牛、绿萝，形成“绿色屏幕”，既可避免烈日，又可点缀阳台，一举两得。
另外，在阳台植物装饰设计中，注意选择不同花期植物，做到四季有花，次第开放放。春季可选用三色堇、多花性樱草、延命菊、多茎草、金盏花、香雪球、少女樱草、瓜叶菊、风信子、水仙、番红花、葡萄风信子、郁金香、毛茛、白头翁、杜鹃、海棠、山茶、洋绣球、九重葛等；夏季可选用孔雀草、金莲花、金鱼草、六倍利、康乃馨、飞燕草、百日草、松叶菊、延命菊、洋绣球、玫瑰等；秋季可选用观叶植物如黄金葛、常春藤、吊竹梅、水竹、龙血树、椰子、变叶木等；冬季可选用百日草、一串红、凤仙花、酢浆草、彩叶草、、蟹爪莲、仙人掌等。在阳台、窗台上，还可选用攀援植物，如绿萝、常春藤、蔓性月日草。
（二）布置方式
在阳台上养花种草，应根据阳台的形式，区分盆花的大小高矮和不同的种类加以布置，以达到理想的效果。在布局设计上，首先在阳台前面的墙台上摆放一些矮小的盆花，再在阳台的中央地面上，摆放一排较高大的木本花卉。其次是考虑放置盆栽的爬山虎、凌霄、金银花等植物在阳台后面的墙根处，可让其攀援爬满后墙，既能消除强光对墙壁的射热，也可减弱室内受外界噪音的干扰。最后是在阳台的顶部还可用铁丝在对称的位置上，固定花盆种植吊兰、鸭跖草、吊竹梅等花卉，以点缀阳台空间。以此方法布局的优点在于层次分明，使不同种类的花卉在生长发育中合理地通风受光遵循大小高矮的层次和方位对称的格局布置，使阳台的绿化具有花坛缩影的景色。
（三）色彩搭配
在绿色阳台设计时，还应注意不同花期的搭配及不同色彩的调和。避免在花期上集中开放，在花色上令人感到单调乏味。首先，花卉颜色与背景颜色的搭配，如阳台墙壁是暗灰色，可种植花朵鲜红色的品种，若是用红砖砌成的楼房，应栽培白色或黄色的花色品种，以增强光彩；其次是花卉色彩的搭配，通常采取对比的构图，能产生美好的视觉效果，如红色与白色组合(如天竺葵和山梗菜)、蓝色与黄色搭配(如霍香蓟和万寿菊)等。这就使阳台的景色自然、鲜艳、美观。
五、绿色阳台植物栽培养护注意要点
首先，要文明养花，如在浇水、施肥及喷洒农药时，不要影响邻居的清洁卫生；其次，一定要注意安全，因为挑出的阳台承重有限，不能搁置过于沉重的家具和物品，否则会影响建筑物的稳固和居住安全。另外，花盆不应摆放在阳台栏板的台面上，以免不小心掉下去砸伤人；最后，要注意选择种植最适合楼房阳台养植的花卉品种，对下垂上爬的植物花卉要注意及时修剪，以免影响邻居的采光。
结束语
随着我国经济的快速平稳发展，居民生活水平的提高，阳台绿化景观将成为居室装饰中不可或缺的亮点，在创造宜人的人居环境中占据着重要部分。阳台是居室内部与外界自然接触的媒介，将阳台与绿色植物一体化设计，不仅能使室内获得良好的景观，增加自然情趣，益于身心健康，而且也丰富了建筑造型，美化了城市景观。
参考文献：
建筑一体化设计范文6
【关键词】太阳能热水器；建筑一体化；设计
一、太阳能热水器建筑一体化造型设计要点
1.1造型一体化的要求。
典型的太阳能热水器与建筑一体化方案，屋面造型采用平坡结合的设计方案。这种设计方案，不仅降低了太阳能热水器的占地面积，还有利于太阳能热水器的维修及维护[1]。在造型与坡屋面、立面造型上形成一种清新、典雅的整体建筑风格，使太阳能热水器与建筑造型能够充分融合在一起。这就使太阳能热水器的造型与建筑外观造型有效地融为一体，能够保证视觉上不会出现突兀或者不协调感。
1.2结构一体化的要求。
在结构设计当中，设计人员要充分考虑了平屋面的常规的屋面载荷，根据相关数据详细计算了太阳能集热器、贮水箱等传递的各种作用力（包括检修荷载），通过强化平屋面的载荷，以保证结构设计的安全性。在此基础上，在太阳能热水器的安装上采用了预埋件固定安装的方式，这种安装方式能够最大程度地减少太阳能安装过程中对已经完成的防水层的不利影响。而且在平屋面设计了高出底面高度的女儿墙，利用女儿墙的遮挡作用降低风荷载对热水器的影响。
1.3设备一体化的要求。
在使用安装设计上，将楼道的住户太阳能立管与水、暖立管进行了整合，安装在楼梯间的管道井内，有效地增加了管道井的使用效率，方便了使用过程中的各种维修活动，保证了太阳能的正常使用。入户的太阳能水平管置于地面垫层内，与卫生间及厨房的用水设备相连，热水器的电线与建筑物的电线统一布置、集中隐蔽，这样在室内看不到任何太阳能管线，提高了室内舒适度、增加了户内的有效使用面积。
二、太阳能热水器建筑一体化造型设计方案
方案设计要符合3个要求，即造型一体化、结构一体化和设备一体化。
2.1坡屋顶部位的设计
多层集合式住宅中常常使用坡屋顶，坡屋顶是建筑中比较重要的造型元素，而太阳能热水器布置在坡屋顶上，严重影响建筑造型，因此在坡屋顶上结合太阳能热水器设计，需要考虑的问题比较多。首先是角度问题。目前很多太阳能热水器的布置，由于太阳能热水器的最佳角度与坡屋面角度不一致，因此破坏了建筑形式的协调性。所以在坡屋顶设计中，应考虑将坡屋顶的角度与太阳能热水器最佳角度相一致，才能形成比较好的造型效果，因此坡屋顶角度应为当地纬度角±10°。
其次，由于布置太阳能热水器的功能要求，坡屋顶的朝向应为南向，但南向坡屋顶面积毕竟有限，为了满足太阳能热水器的布置要求，可以考虑适当加大南向的坡屋顶面积，形成南北坡屋面面积不等的情况，也是作为造型变化的一种可能性。此外，在坡屋顶上布置太阳能热水器，由于热水器的材质与屋面材质不同，可以将之作为一种造型元素，采取重复、韵律、对比的手法，取得较好的造型处理效果，成为一种新的建筑造型元素，丰富建筑的造型变化[3]。
2.2阳台部位的设计
对于高层建筑而言，太阳能集热器不宜布置在屋顶。因为屋顶与底层的距离过远，影响太阳能热水器的效率，布置在阳台处就是个比较合理的选择。布置在阳台处的太阳能集热器，热水运输的距离短，管道少，采热效率比较高，用户检修也比较方便。在造型设计上，布置在阳台上的太阳能集热器，如果妥善的设计，更容易起到比较好的效果[2]。
太阳能集热器在阳台上的布置可以采用支架，重复的变化也能够形成比较好的效果。但是支架容易产生铁锈，在墙面上留下难以清除的痕迹。而采用建筑构件作为太阳能热水器的支撑构件，构件本身结合集热器形成竖向上或者横向上重复变化的韵律，同时热水器的材质和墙面的材质形成鲜明的对比，成为立面上变化的一个形象元素，并形成太阳能建筑的独特外观。
2.3遮阳部位的设计
太阳能集热器可以结合建筑窗口上的遮阳布置。太阳能集热器安装在窗口上方的遮阳托架上，水箱则放置在上层窗间墙处，或者放在室内。太阳能集热器同时可以充当建筑遮阳装置，同时又解决了安装的空间问题，有效的利用了空间。
建筑的遮阳可以做成活动式或者固定式，结合了太阳能集热器的遮阳构件同样也可以做成活动的或者固定式的。活动式的集合构件，可以对倾斜角度进行适当的调整，但稳定性较差，也不太牢固，尤其是高层建筑，更是不宜使用。固定式的集合构件，为了适合太阳能集热器的功能要求，同时要满足遮阳的要求，需要采取合适的出挑长度和倾斜角度。遮阳和太阳能集热器集合而成的多功能复合构件，既能满足两者的使用要求，同时通过重复和交错的韵律变化，也成为建筑立面造型的一个重要元素。
2.4墙面的太阳能集热器设计
在建筑设计中将太阳能集热器布置在南向的墙面上，也是一种可行的方案，太阳能集热器成为一种新的建筑维护材料，与传统墙体材料如砌体、混凝土、玻璃一样，成为设计师在进行建筑创作中所利用的元素。大面积布置在墙面上的太阳能集热器可以形成如同幕墙一样的外观效果，同时又体现出太阳能建筑独特的建筑特征，和其他材质之间的对比变化，更容易形成较好的建筑造型。
太阳能热水器建筑一体化的造型设计，其实不仅仅是简单的形式问题，而是应该基于对太阳能热水器功能与建筑本身功能的研究，通过美学的处理手法，表现出太阳能建筑自身的特点。除了在建筑的各个部位的处理，建筑设计中还应考虑立面的变化不应过于复杂，因为立面复杂的变化，会导致建筑护结构面积的加大，因而影响太阳能建筑的节能效率。同时，在设计中必须注意建筑朝向，尽可能多的考虑南向，加大南向的建筑界面，满足太阳能热水器的布置要求。此外，还可以考虑一定的体形变化，如采用退台、适度倾斜的墙面等，以利于安装太阳能热水器，并形成具有特色的造型变化。
太阳能热水器建筑一体化的设计，还取决于厂家对于产品的设计。目前出现了一些新颖的集热器，能更好的与建筑相结合，如天窗式热水器，热水器如同建筑天窗一样完全融于建筑屋顶，成为建筑的维护构件；阳台式热水器，热水器和建筑阳台构件结合为一体，兼顾阳台护栏和下层遮阳的功能；飘板式热水器，集热器采用轻钢飘板作为结构支撑，具有独特的造型效果；壁挂式热水器，集热器单独固定在建筑的南立面墙壁上，构成变化丰富的建筑立面元素。正是有了这样一些新产品的出现，太阳能热水器与建筑的结合，才能更紧密，建筑师设计的空间才能更大。
三、结语
在我国，太阳能的推广已经逐渐开始并不断扩大，热水器在建筑中的利用已成为建筑设计中必须加以考虑的设计内容，太阳能热水器与建筑一体化设计过程需要设计人员根据项目建设的基本目标和要求对每一个设计环节进行仔细的推敲、比较、互动，真正将太阳能热水器当做一个建筑构件来进行建筑方案设计。因此建筑师应更新设计观念、设计方法，结合建筑功能、空间组合及造型变化，进行太阳能热水器建筑一体化的研究，创造出中国本土特色的生态建筑。
参考文献：
[1]丁小晓。 湖南省太阳能热水器与建筑一体化的探讨[J]。 中外建筑，2013，（1）。
