科 2022 年 第 22 卷 第 11 期 2022，22（ 11） ： 04440 -09 学 技 术 与 工 程 Science Technology and Engineering ISSN 1671—1815 CN 11—4688 / T 引用格式： 陈忠华，陈致远，王仁顺，等． 光伏幕墙建筑能效评估与提升策略［J］． 科学技术与工程，2022，22（ 11） ： 4440-4448. Chen Zhonghua，Chen Zhiyuan，Wang Ｒenshun，et al． Energy efficiency evaluation and improvement strategies of photovoltaic curtain wall building［J］． Science Technology and Engineering，2022，22（ 11） ： 4440-4448. 建筑科学 光伏幕墙建筑能效评估与提升策略 1 2 3 2 2 2 3* 陈忠华 ，陈致远 ，王仁顺 ，陈琳 ，尹建兵 ，王骏海 ，江全元 （ 1. 杭州市电力设计院有限公司，杭州 310012； 2. 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司，杭州 310016； 3. 浙江大学电气工程学院，杭州 310027） 摘 要 当前，光伏发电等可再生能源利用以及节能减排是实现中国碳排放目标的重要措施，光伏建筑一体化技术具有提高 采光质量和降低能耗等优势，在建筑节能领域具有良好的发展前景。基于能耗分析和经济性评价提出了光伏幕墙建筑能效 评估模型，分别采用 DeST-C 软件和 PVsyst 软件进行建筑能耗仿真和光伏幕墙发电量模拟。以杭州地区某办公建筑物为例， 通过灰色关联分析对光伏幕墙发电量因素和建筑能耗影响因素进行评价，通过计算静态投资回收期和效益费用比分析当前 光伏幕墙成本范围区间内项目经济可行性，并且从减排环境效益方面分析了光伏幕墙实现碳排放目标的价值。本文模型及 建筑能效提升策略可为光伏幕墙在城市地区办公建筑中的应用提供理论参考。 关键词 光伏建筑一体化； 节能； 相关性分析； 经济性评价 TM615； 中图法分类号 TU18 文献标志码 A Energy Efficiency Evaluation and Improvement Strategies of Photovoltaic Curtain Wall Building CHEN Zhong-hua1 ，CHEN Zhi-yuan2 ，WANG Ｒen-shun3 ，CHEN Lin2 ，YIN Jian-bing2 ， WANG Jun-hai2 ，JIANG Quan-yuan3* （ 1. Hangzhou Electric Power Design Institute Co． ，Ltd． ，Hangzhou 310012，China； 2. Hangzhou Power Supply Company，State Grid Zhejiang Electric Power Co． ，Ltd． ，Hangzhou 310016，China； 3. College of Electrical Engineering，Zhejiang University，Hangzhou 310027，China） ［Abstract］ At present，the utilization of renewable energy such as photovoltaic power generation and energy conservation and emission reduction are important measures to achieve China＇s carbon emission targets． Photovoltaic building integration technology has the advantages of improving lighting quality and reducing energy consumption，and has a good development prospect in the field of building energy conservation． Based on energy consumption analysis and economic evaluation，an energy efficiency evaluation model of photovoltaic curtain wall was established． DeST-C software and PVsyst software were used to simulate building energy consumption and photovoltaic curtain wall power generation respectively． Taking an office building in Hangzhou as an example，the grey correlation analysis was used to evaluate the power generation factors and building energy consumption influencing factors of photovoltaic curtain wall，and the static payback period and benefit cost ratio were used to analyze the economic feasibility of the project in the current cost range of photovoltaic curtain wall，and the value of photovoltaic curtain wall to achieve carbon emission targets was analyzed from the environmental benefits of emission reduction． The proposed model and energy efficiency improvement strategies can provide theoretical references for the application of photovoltaic curtain wall in urban office buildings． ［Keywords］ building integrated photovoltaic； energy conservation； correlation analysis； economic evaluation ［1］ 随着“碳达峰、碳中和 ”目标的提出 ，中国能 源革命有了清晰明确的发展路线和目标 ，清洁、低 碳、安全、高效的能源转型目标将加快推动太阳能 收稿日期： 2021-06-11； 等可再生能源的发展； 2017 年《中国建筑能耗研究 报告》数据显示，建筑能源消费约占全国能源消费 ［2］ 总量的 20% ，预计到 2050 年，建筑部门节能减排 修订日期： 2021-11-10 基金项目： 国家自然科学基金（ 51677164） ； 国网浙江省电力有限公司科技项目（ HZJTK07） 第一作者： 陈忠华（ 1985—） ，男，汉族，吉林榆树人，硕士，高级工程师。研究方向： 新能源发电技术与电力储能技术应用。E-mail： 591787007 @ qq． com。 * 通信作者： 江全元（ 1975—） ，男，汉族，湖北黄冈人，博士，教授。研究方向： 新能源并网及储能技术应用。E-mail： jqy@ zju． edu． cn。 投稿网址： www． stae． com． cn 2022， 22（ 11） 陈忠华，等： 光伏幕墙建筑能效评估与提升策略 潜力将达到 74% ，可减少碳排放量约 50% ，因此建 ［3］ 筑节能是实现中国碳排放目标的关键 。 光伏系 统与建筑物结合具有节约土地、调峰填谷以及降低 能 耗 等 多 重 作 用，在 城 市 中 具 有 良 好 的 发 展 ［4］ 前景 。 目前对 于 光 伏 建 筑 一 体 化 （ building integrated photovoltaic，BIPV） 技术的研究，国内外已有一些研 究成果。文献［5］采用 EnergyPlus 软件对巴西地区 建筑进行能耗模拟分析，证明了半透明光伏玻璃的 应用价值； 文献［6］研究了光伏玻璃发电性能与建 筑能耗之间的关系，分析了不同地域下光伏玻璃建 筑节能差异； 文献［7］对比了意大利地区钙钛矿光 伏玻璃与普通玻璃的建筑能耗水平，分析了光伏玻 璃在节能方面的优势。文献［8］将太阳能板与通信 楼建筑物相结合，提出了北京地区建筑光伏一体化 的设计方案并进行经济性评价。 文献［9］研究了雨 水花园与光伏系统协同设计方案，结果表明该项目 具有良好的环境价值和经济效益。 但目前光伏建 筑一体化的研究视角较为单一，缺乏对影响建筑能 耗和光伏发电量的因素综合分析，并且对碳排放效 益考虑较少，对光伏幕墙应用价值挖掘不够全面 。 基于能耗分析和经济性评价的建筑能效评价 方法，借助 Dest-C 软件进行杭州地区某办公建筑物 分别加 装 普 通 玻 璃 和 光 伏 幕 墙 能 耗 模 拟 ，基 于 PVsyst 软件对光伏幕墙发电量进行仿真计算，在此 基础上对光伏幕墙建筑进行节能效果与经济性评 价，以杭州办公建筑仿真模型为例提出了建筑能效 提升策略。 1 光伏幕墙建筑能效评估模型 通过建立能耗分析模型和经济性评价模型，对 光伏幕墙建筑方案进行能效评估 。 1. 1 能耗分析模型 能耗分析模型包括能耗影响因素分析和相关 性分析两部分。 1. 1. 1 能耗影响因素分析 将不同时段、不同设备类型的能耗总量进行对 比，分析室内能耗受季节等因素影响的变化趋势 ； 对比不同倾角、朝向、环境温度下光伏幕墙发电量 的变化情况，从而综合考虑建筑能耗影响因素 。 1. 1. 2 相关性分析 某一区域的能耗可能与多种因素有关，通过灰 色关联分析，可得到不同因素与能耗之间的关联程 度； 同理，可以得到不同因素与光伏幕墙发电之间 ［10］ 量的相关程度。灰色关联分析具体步骤如下 。 （ 1 ） 确 定 参 考 序 列 X0 = ｛ x0 （ 1） ，x0 （ 2） ，…， 4441 x0