• 建筑光伏一体化产品应用技术 返回首页
  • 成果详情
  • 成果名称
    建筑光伏一体化产品应用技术
  • 成果类型
    技术开发和产业化
  • 评价机构
    山东省建设科技与教育协会
  • 完成单位
    中国建筑第八工程局有限公司
  • 合作单位
  • 完成人
    肖玉麒 邵建涛 李日炎 刘志渊 杨贺丞 龚顺明 冯 俊
  • 知识产权
    中国建筑第八工程局有限公司
  • 项目所在地
    济南市
  • 成果水平
    国内领先
  • 评价日期
    2024年12月26日
  • 推荐单位地市
    济南市
  • 专家委员会名单
    崔艳秋、薛希法、朱传晟、傅钧、李荣
  • 成果简要说明
  • 一、任务来源
    本成果来源包括:2023年立项的山东省建筑与交通双碳创新创业共同体研发计划项目“建筑绿色高效供能一体化关键技术研究与应用”(STGTT0101202303),中国建筑第八工程局有限公司2022年1月立项课题“建筑工程低碳建造关键技术研究与示范”(2022-1-01)等。
    二、应用领域和技术原理
    应用领域:应用领域主要集中在建筑光伏一体化产品,特别是在需要节能和智能控制的建筑环境中。
    技术原理:智能电致变色(EC)玻璃由保护层、透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层、透明导电层和玻璃组成,能够通过电信号改变其可见光透过率和太阳得热系数。其工作原理基于电致变色材料在电场作用下发生氧化还原反应,从而改变材料的光学属性,实现玻璃的着色和透明状态的切换。电致变色玻璃的可见光投射比和遮阳系数可以在一定范围内调节,以适应不同环境和节能需求。
    装饰光伏保温一体化幕墙技将光伏组件与装饰材料(如釉面玻璃)结合,实现光伏发电与建筑装饰的一体化。采用釉面玻璃,提供美观的外观效果,同时允许光线透过到达光伏发电层。保温层采用真空玻璃,具有优异的保温隔热性能,有效减少热量传导。通过层压工艺,将装饰层、光伏层和保温层等多层材料粘合,形成一体化的幕墙结构。
    三、性能指标
    1.智能电致变色窗
    智能电致变色窗的性能指标涵盖了可见光透射比、室内可见光反射比、太阳能红外总透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、遮阳系数以及热传导系数等多个方面。
    (1)可见光透射比:62.3%(透明状态)至0.8%(着色状态);
    (2)室内可见光反射比:11.3%(透明状态)至7.2%(着色状态);
    (3)太阳能红外总透射比:46.1%(透明状态)至7.1%(着色状态);
    (4)太阳光直接透射比:44.2%(透明状态)至1.0%(着色状态);
    (5)太阳能总透射比:52.1%(透明状态)至6.0%(着色状态);
    (6)遮阳系数:0.6(透明状态)至0.07(着色状态);
    (7)K值(热传导系数):1.37 W/m²·K。
    2.装饰光伏保温一体化幕墙
    装饰光伏保温一体化幕墙在光伏组件效率、透光率、真空玻璃K值、装饰效果、保温隔热性能、层压工艺以及多功能一体化等方面展现出优异的性能。
    (1)光伏组件效率:24%;
    (2)透光率:60-90%;
    (3)真空玻璃K值(导热系数):0.4 W/m²·K;
    (4)装饰效果:可实现30+种仿金属/石材效果;
    (5)保温隔热性能:通过真空玻璃实现,有效减少热量传导和热损失;
    (6)层压工艺:一体成型,提高幕墙的强度和稳定性;
    (7)多功能一体化:装饰、光伏、保温、隔热功能的结合。
    四、与国内同类技术比较
    与国内同类技术相比,智能电致变色窗和装饰光伏保温一体化幕墙在光伏组件效率、透光率调节范围、保温隔热性能等方面具有显著优势。特别是光伏组件的24%转换效率,属于国内外先进技术水平。同时,这些技术的多功能一体化设计,不仅满足了建筑的美观性需求,还提高了幕墙的强度和稳定性。
    五、成果创新性
    针对建筑光伏一体化产品应用研究,研发了智能电致变色窗和装饰光伏保温一体化幕墙,创新点如下:
    1.应用了电致变色技术,实现了窗户在不同光照条件下自动调节透光率和遮阳系数,采用了优异保温隔热性能的真空玻璃,降低了围护结构能耗。采用了高效率的光伏组件,转换效率达到24%,提高了能源转换效率。
    2.将光伏发电、建筑装饰和保温隔热功能有机结合,实现了建筑外立面的多功能一体化设计。通过釉面玻璃的装饰层设计,实现了多种仿金属/石材的外观效果,满足了建筑的美观性需求。采用层压工艺制造,将装饰层、光伏层和保温层等多层材料通过高温高压的工艺相互粘合,形成一体化的幕墙结构,提高了幕墙的强度和稳定性。
    3.开发了制冷空调工况、采暖工况以及非空调采暖工况下的智能控制流程,以实现最优的节能效果和室内舒适度。
    六、作用意义
    通过提高能源利用效率和新能源的应用,减少建筑的碳排放,有助于实现建筑领域的碳达峰和碳中和目标。
    七、推广应用的范围、条件和前提
    适用于国内新建和改建建筑工程项目,特别是在追求高能效和美观设计的建筑中。推广应用的条件包括技术成熟度、成本效益分析、市场接受度以及相关政策和法规的支持。
    八、存在的问题和改进意见
    尽管这些技术具有显著的优势,但在推广过程中仍面临一些挑战。首先,电致变色玻璃和装饰光伏保温一体化幕墙的成本相对较高,这可能限制了其在市场上的普及。为了解决这一问题,可以通过规模化生产、材料创新和工艺优化来降低成本,提高市场竞争力。
    其次,市场对新技术的接受可能需要时间,特别是如果涉及到建筑标准和规范的变更。因此,加强市场教育和宣传,展示技术的优势和长期效益,与政策制定者合作推动相关标准的更新,是推广这些技术的关键。
    此外,新技术可能需要进一步的测试和验证,以确保其长期稳定性和可靠性。增加实地测试和长期性能监测,收集数据以优化产品设计,是提高技术成熟度的重要途径。同时,提供专业的安装培训和维护指南,建立服务网络以支持产品,也是确保技术成功应用的必要条件。
    智能电致变色窗和装饰光伏保温一体化幕墙技术在建筑光伏一体化产品应用领域具有显著的创新性和应用潜力。通过解决存在的问题,优化技术性能,加强市场推广,这些技术有望在建筑领域实现更广泛的应用,为实现碳达峰和碳中和目标做出重要贡献。
  • 推广应用前景与措施
  • 一、推广应用前景
    智能电致变色窗和装饰光伏保温一体化幕墙技术,作为建筑领域的重要创新成果,具有广阔的推广应用前景。随着全球对节能减排和可持续发展的重视,这些技术将在未来建筑行业中发挥关键作用。
    通过自动调节透光率和遮阳系数,智能电致变色窗能够显著降低建筑的能耗,减少对空调和照明系统的依赖。装饰光伏保温一体化幕墙则通过高效光伏组件和优异的保温隔热性能,进一步降低建筑的能源消耗。这些技术不仅提升了建筑的能源效率,还通过多样化的装饰效果,满足了建筑美学的需求。釉面玻璃的装饰层设计,使得建筑外立面能够呈现出多种仿金属/石材的外观效果,增强了建筑的视觉吸引力。
    随着绿色建筑和智能建筑的兴起,市场对高效节能产品的需求日益增长。智能电致变色窗和装饰光伏保温一体化幕墙技术,以其独特的性能和优势,有望成为市场的新宠。
    二、推广应用的范围、条件和前景
    智能电致变色窗和装饰光伏保温一体化幕墙技术适用于新建和改建的建筑工程项目,特别是在追求高能效和美观设计的建筑中,如商业大厦、住宅区、公共设施等。
    技术成熟度、成本效益分析、市场接受度以及相关政策和法规的支持是推广这些技术的关键条件。随着技术的进步和成本的降低,预计这些技术将逐渐被市场接受并广泛应用。政策的推动和市场的需求将共同促进这些技术的普及。
    三、存在的问题和改进意见
    目前,智能电致变色窗和装饰光伏保温一体化幕墙的成本相对较高,这可能限制了其在市场上的普及。为了解决这一问题,可以通过规模化生产、材料创新和工艺优化来降低成本,提高市场竞争力。
    市场对新技术的接受可能需要时间,特别是如果涉及到建筑标准和规范的变更。因此,加强市场教育和宣传,展示技术的优势和长期效益,与政策制定者合作推动相关标准的更新,是推广这些技术的关键。新技术可能需要进一步的测试和验证,以确保其长期稳定性和可靠性。增加实地测试和长期性能监测,收集数据以优化产品设计,是提高技术成熟度的重要途径。
    高新技术产品可能需要特殊的安装和维护知识。提供专业的安装培训和维护指南,建立服务网络以支持产品,也是确保技术成功应用的必要条件。
    政府可以通过提供税收优惠、补贴或其他激励措施,鼓励建筑行业采用这些节能技术。同时,制定和更新相关建筑标准,以适应新技术的应用。提高公众对绿色建筑和节能技术重要性的认识,可以通过教育、媒体宣传和公共活动来实现。公众的支持和需求是推动技术应用的重要力量。
    与大学、研究机构和行业合作伙伴建立研发合作,共同推动技术创新和产品开发。通过合作,可以加速技术成熟,降低研发成本,提高技术竞争力。鼓励企业持续投入研发,不断改进和创新产品,以适应市场变化和客户需求。持续创新是保持技术领先和市场竞争力的关键。
    通过这些措施,智能电致变色窗和装饰光伏保温一体化幕墙技术有望在建筑领域实现更广泛的应用,为实现碳达峰和碳中和目标做出重要贡献。
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