昆山文化艺术中心采光顶光伏建筑一体化设计与施工研究

 随着石化能源的逐渐枯竭，各国政府日益重视可再生能源的利用。进入21世纪后，我国的光伏产业进入了快速发展时期，2007年我国成为世界第一大太阳能电池生产国，与此同时，与建筑结合的太阳能光伏建筑应用系统开始起步并得到迅速发展。昆山文化艺术中心太阳能光伏系统利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳能辐射能直接转换为电能，与公共电网连接并网运行，具有较高的发电效率和较好的环保性能。

一、 工程概况

昆山文化艺术中心项目由著名建筑设计大师崔恺主持设计，在外形上取自于昆曲中那灵动飘逸的水袖，以江南水乡为意象表达，使建筑形态和周边环境达到了完美的融合。该项目占地面积约12万平方米，总建筑面积约8万平方米，总投资约11.5亿元，集大剧院、影视中心、文化活动中心和展览中心为一体(见图1)。


本工程光伏一体化安装区域有两处(见图2),其中一处位于大剧院屋顶,安装848块180W单晶硅电池组件，由180W单晶硅太阳能电池板、C80x40x15x2.0、L70*45*4檩托等构件安装在条形混凝土基础屋面上；另一处位于大剧院飘带采光顶,安装245块BIPV组件。


二、 光伏采光顶设计施工方案难点

1) 因该光伏建筑一体化采光顶建筑施工区域比较复杂(见图3),光伏发电屋面面积大，同时既有平屋面，也有坡屋面，且光伏一圈均为弧形板块，连接处既应过渡自然，也要允许有伸缩变形;

2) 采光顶透光率设计要求比较高，主体钢构跨度大，自大圆筒根部挑出约61m，主体结构变形大，玻璃安装后挠度过大将会造成光伏作用低下，影响板块透光率采光率；

3) 采光顶玻璃白天表面温度较高，夜晚温度下降，电池板线缆、电池板线盒的热胀冷缩导致硅酮密封胶的拉伸收缩变形，造成防水隐患。