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建筑发展

BuildingDevelopments第3卷◆第3期◆版本1.0◆2019年3月文章类型：论文刊号(ISSN)：

BuildingDevelopments

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BIM技术在光伏建筑一体化设计中的运用

刘枫

DOI:10.32629/bd.v3i3.2136

[摘要]本文通过对实际案例研究,对BIM技术在光伏建筑一体化设计中的具体应用进行了详细阐述和分析,以提升太阳能光伏发电系统的应用效率,为绿色建筑的发展提供助力。

[关键词]BIM技术；光伏建筑一体化设计；绿色建筑

在绿色建筑中,光伏建筑是非常重要的组成部分,其能够达到节能减排的目的,促进整个行业的健康发展。本文就将对BIM技术下的光伏建筑一体化设计进行分析,希望对绿色节能建筑的发展有所帮助。

1BIM技术

BIM是对建筑工程项目全过程进行可行性计算和数字化自动分析一种技术类型,其能够真实模拟建筑的具体情况,保证建筑工程的质量和进度。也可以说,BIM技术是平面制图技术的进一步延伸。

2BIM与光伏建筑一体化的结合

光伏建筑一体化理念的提出,为光伏发电技术的发展提供了更多空间,且BIM技术的应用,让光伏建筑向着实用性、美观性、经济性的方向发展。在BIM技术下,光伏建筑一体化设计可以对建筑的采光、外部环境以及结构等进行模拟,从而完善光伏建筑一体化设计的性能,且通过BIM技术的应用,实现了设计过程的全面管理,提高了信息收集效率。

3案例应用

3.1仿真案例

本文的建筑模型仿真设计主要选取了北京区域内的一栋建筑。太阳辐射量全年平均在每厘米136千卡左右。夏季由于雨水较多,日照时长约在230小时左右,秋季的日照时长约在245小时；而冬季是日照时长最短的季节,其在200小时以下。

3.2屋顶光伏阵列设计

屋顶太阳能光伏阵列的安装可以说是光伏建筑最简单的表现形式,通过调查建筑用户需求,掌握负载电量的计算以及技术条件,明确太阳能电池组件的串并联数量和阵列角度。而这一系列过程均可以通过相关软件的自动化处理而得到,大大提升了设计的便利性。

通常情况下,光伏建筑中的阵列都是朝南设计的,倾斜的角度也会与当地的经纬度一致,并随着季节的变化,倾斜角度进行相应调整,其调整范围控制在5到10度之间,以满足不同季节下居民的用电需求。不过这种设计方式在实际应用中存在着一定的偏差。具体来说,在光伏阵列倾斜角度设计过程中,通过相关软件平台以及以往经验的运用,计算出本建筑中阵列倾斜角度与区域所在纬度相似,在39.9左右,参数输入如图1所示,阵列方位角设置在南向180度,倾斜角

的范围控制在30-50之间,增量为2,运行后的结果如图2所示。

图1参数输入图

图2运行后结果

在计算公式的选择上,并未采用传统的光伏功率和平均日照时长相乘的计算方式,而是选取每月代表日,通过逐时太阳位置的计算和累加,得出实时辐射量数据,这种计算方式的应用提高了计算的精确度,便于工作人员分析与研究。通过计算结果可以看出,倾斜度越小,冬季的辐射量越小,夏季辐射量越多；反之,倾斜角越大,冬季辐射量越多,夏季越

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少。倾斜度对比结果如表1所示。

表1倾斜度对比结果

一般情况下,夏季是建筑用电符合最大的季节,通过太阳能阵列进行发电能够更好的实现节能效果,满足用户的用电需求。然后再结合计算数值、夏季辐射量、年辐射量以及月均方差这几方面因素进行综合分析,确定本工程中阵列的倾斜角度应控制在34度上,以满足建筑电能需求。不过这一设计结果与通常设计却存在一定的差异,这主要是因为,通常设计在进行数值计算时,都