知识与资讯

Knowledge and information

首页

知识与资讯

项目 | 适应不同场景需求的光伏建筑一体化应用实践

发布时间：

2025-06-06 00:00

项目 | 适应不同场景需求的光伏建筑一体化应用实践

前言

“十四五”期间，随着国家碳达峰、碳中和战略的实施，各级政府出台了一系列政策文件，以推动可再生能源在建筑领域的广泛应用，为可再生能源建筑一体化技术的发展提供了明确的方向，并提出了具体的技术要求和实施路径。光伏建筑一体化应用作为一种将光伏组件与建筑本体相结合的技术，正逐步成为推动绿色建筑和可再生能源发展的重要手段，特别是相关强制政策的实施，光伏系统在建筑中的规模和高比例应用取得了显著进展。本文梳理了上海地区建筑光伏应用的推广和强制实施政策。

就建筑光伏实施的效果和影响而言，特别是新型彩色光伏幕墙的应用，不仅可以改变建筑物的传统外观形象，还能为城市的绿色发展注入新的活力。以建筑光伏一体化技术应用为例，其核心在于将光伏组件与建筑紧密结合，使光伏系统融于建筑整体效果或使光伏组件与建筑构件相结合。这种设计策略及应用形式不仅美观，还能在不影响建筑功能和效果的前提下，保障光伏系统实际的运行性能。

大华银行大厦（既有建筑加装光伏）

（结合塔楼屋面原有钢架布置高效单晶硅组件，在安全、耐久的前提下，实现了系统发电性能与建筑外观效果的统一，契合了从被动节能到主动产能的绿色建筑理。）

不同于光伏电站仅以系统性能最优为目标的设计导向，与建筑相结合的分布式光伏作为建筑结合构件及外观可视的设备，还需充分考虑安全、防水、外观、运维等一系列由于应用场景差异而导致的关键影响因素。特别是在安全、防水、运维等基本要素得到保障的前提下，系统性能和外观效果是当前工程实践中建设单位、设计单位常面临的决策重点。

本文将结合当前的政策机制、技术发展、经济条件等要素，基于实际工程应用，介绍在不同场景下，统筹性能、外观等需求的光伏建筑一体化应用实践。

/ 光伏建筑一体化应用的关键问题 /

典型案例 1

——香港新世界文化商都项目

项目概况及需求

项目位于上海市黄浦区，地块东至淮海公园，南至太仓路，西至嵩山路，北至规划绿地；建设用地面积17170.8平方米，总建筑面积131612.9平方米，其中地上建筑面积72802.9平方米，地下建筑面积58810.0平方米；包含了1栋含商业裙房的办公塔楼，地上26层，高120米；街区商业5栋，地面以上层数3-5层，高度24米；地下室层数4层。

本项目于2022年8月份通过实施方案的专项论证，基于相关实施要求，本项目光伏系统应用需同步满足《上海市建筑节能条例》及《民用建筑可再生能源综合利用核算标准》（DG/TJ08-2329-2020）的要求，可再生能源综合利用量需求为277341.16kWh/a。

/ 项目效果图 /

问题分析及方案

重难点

项目周边及自身的辐照遮挡——项目位于淮海中路商圈核心位置，坐落于淮海中路与嵩山路交叉口的东南侧。基地周边的高层建筑均会对本地块内的各栋建筑的屋面及立面可接收到的辐照形成一定的遮挡影响。此外，本项目地块内各栋单体的布置也较为紧凑，相互之间形成了一定的自遮挡。

/ 项目周边情况分析图 /

项目风貌要求对组件位置及类型的限制——本项目建筑风貌需要与北侧现存的历史建筑保持协调，相应地由于高效率光伏组件的颜色与本项目外立面的主颜色基调存在较大差异，使得立面的组件布置可行性受到了限制。此外，商业街部分屋面以特殊的“穿孔肌理”造型打造外立面延伸到屋面的整体效果，其在材质和效果上无法和常规晶硅和薄膜组件实现有机的结合，也对商业建筑部分的屋面光伏设置形成了一定的限制。

/ 项目屋顶效果图 /

基于“可布尽布”的实施策略，经分析，本项目的潜在光伏布置区域在于：①辐照遮挡少且光伏组件可结合布置的屋面；②辐照遮挡少且对建筑整体效果影响小的位置。

拟布置区域的辐射条件

太阳能光伏组件的布置量、适宜的组件选型及组件阵列的辐照情况，对系统的初投资成本、建筑外观效果及运营收益具有较大影响。本项目建立了精细化的太阳辐照三维模型，对项目拟布置区域的辐照进行了量化分析，以选择合适的光伏组件类型。

/ 数值分析模型 /

/ 各区域组件布置面积及选型 /

经综合比较和论证分析，相应各个位置的组件阵列面积及组件类型：本项目屋面正投影面积为8911平方米，光伏组件总应用面积为1792平方米，组件面积与屋面面积的比例为20.11%。

项目BIPV技术应用特色

组件选用及结合形式匹配了建筑整体效果——建筑塔冠位置的玻璃幕墙采用碲化镉薄膜组件替代常规玻璃，实现组件与建筑构件的一体化以及立面效果的一致化。

/ BIPV光伏幕墙应用效果示意 /

结合屋顶绿化要求采用适应绿植生长的组件技术——本项目4#楼及6#楼有30%屋顶绿化的实施要求，为满足屋顶绿化与屋顶光伏布置的兼容性，项目在屋顶绿化上侧采用透光型多晶硅组件并与屋面构架相结合，同时满足了项目的屋顶绿化及光伏应用要求。

/ BIPV透光型组件与绿植结合应用效果示意 /

有限布置面积限制条件下的容量最大化策略实施——本项目由于屋面可利用条件受限，难以满足主管部门的可再生能源利用需求；通过BIPV技术匹配性应用，在不影响建筑功能和效果的前提下，增加了建筑可结合的光伏容量，实现了技术与艺术的充分融合。

可借鉴技术或策略

本项目结合各个组件应用区域的特点及需求，主要应用组件类型包含常规单晶硅光伏组件、透光型晶硅组件、透光型薄膜组件（包含应用于天窗、幕墙及栏板的不同规格组件）三种类型。依据现行核算标准计算得到的常规能源替代量总量为277388kWh/a，满足277341.16kWh/a的综合利用量要求。同时，本项目也基于“可布尽布”的原则，对辐照条件较好的出屋面幕墙和露台栏板区域进行了BIPV的创新性应用。

本项目的实施为高密度商业区建筑的大容量光伏系统应用提供了范例，通过量化的分析及适宜的组件选型以及对建筑结合沟通的统筹考虑，可实现光伏建筑一体化应用的建筑效果、经济效益、节能低碳等多目标的匹配与实现。

典型案例 2

——恒隆广场城市更新项目

项目概况及需求

本项目位于上海市静安区南京西路沿线，总用地范围北至南阳路，西至西康路，南至南京西路，东至陕西北路。本次建设为在已有用地范围内的改扩建工程，建筑位置为用地的西北角，沿南阳路、西康路。为响应静安区商务委发布的《静安区南京西路后街经济建设的实施方案》文件精神，打造梅恒泰后街个性时尚带（含南阳路）和西康路健康生活街，推进后街经济的发展，上海恒隆广场现拟拆除西康路、南阳路绿化围墙，打造多元包容和富有亲和力的城市公共空间，并在本地块内建设高品质的公共场所，完善公共服务体系。

/ 项目区位图 /

/ 项目效果图 /

就本项目的光伏应用而言，依据《上海市城乡建设领域碳达峰实施方案》《关于推进本市新建建筑可再生能源应用的实施意见》等相关政策文件要求，本项目相应的需满足30%屋面光伏安装比例要求并同时满足可再生能源综合利用量要求（7392 kWh/a），该可再生能源综合利用量对应的薄膜组件应用面积为64.85平方米。经综合分析，本项目安装太阳能光伏的面积应不低于554.50平方米，且组件的平均效率需不低于12%。

基于上述要求，本项目拟将组件布置在3#楼、咖啡亭、雕塑亭等区域的屋面及顶部辐照较好位置；同时，拟进一步结合本项目南侧既有办公建筑的屋面设置光伏组件；其中，3#楼、咖啡亭、雕塑亭等区域的屋面及顶部的太阳能光伏安装面积为429平方米，南侧既有办公建筑屋面的太阳能光伏安装面积为160平方米，累计达到589平方米，满足554.50平方米的安装面积要求。本项目屋面布置区域满铺339块灰色薄膜组件，装机容量达到29.29kWp；南侧既有办公建筑屋面铺设230块标准薄膜组件，装机容量达到24.01kWp；系统总装机容量达到53.30kWp，预计首年发电量为38639kWh，可年减少排放二氧化碳16.23吨。

问题分析及方案

本项目的光伏实施主要存在两大条件限制：①项目周边及自身的辐照遮挡，东南侧的超高层办公楼对本次扩建的3#楼及咖啡亭形成较为严重的辐照遮挡影响；基于项目周边条件，北侧咖啡亭以东向辐照为主；东侧3#楼以西南向辐照为主；②项目整体效果影响，项目立面整体为香槟色金属饰面效果，其效果与常规深黑色的单晶硅及薄膜组件差异较大，对组件布置和选型有一定限制。

/ 项目周边遮挡条件 /

外立面效果

一般组件布置效果

一般组件样式

/ 组件颜色与项目效果的匹配性 /

基于上述两项问题的解决，项目在方案伊始提出了屋面局部区域加雨篷布置的方案。

/ 初步拟定方案 /

在土建设计阶段，细化分析了项目的屋面可布置区域，通过量化分析，发现雨篷区域的辐照条件较差。同时，经提前与设备厂家沟通，也很难用集成组件实现与目标型材一样的效果。

/ 立面材料细部质感效果 /

/ 拟布置区域的整体辐照分析图 /

基于上述分析，项目雨篷位置辐照条件较差，因而选择屋面部分作为组件布置区域。相应地，由于屋面为椭圆形造型，为确保在项目北侧高层视角下的项目整体效果，项目在土建设计阶段即提前与后续拟定实施厂家及安装单位沟通，确定可行的技术方案，以确保最终的实施效果。项目最终采用发电组件与异形装饰组件相结合的布置方案，确保了项目整体效果的一致性。