照片：AEE INTEC
如果要將太陽能供熱系統集成到辦公室或多戶家庭建筑物中，那么捕獲太陽能的立面是一個特別吸引人的選擇，因為與需要加熱或占用多少地板空間相比，可用的屋頂面積通常相對較小。作為IEA SHC Task 56的一部分而成立的國際研究小組現在已經創建了一份名為Design Guidelines的報告，以幫助建筑師和規劃師評估和優化建筑集成太陽能系統（BISES）。這項研究由在奧地利因斯布魯克大學工作的Fabian Ochs協調，并導致該報告于今年6月發表（請參閱所附文件）。
很難量化使用先進的太陽能立面來發電或供熱或收集日光的好處，因為通常很難評估立面如何與建筑物的室內環境和能源管理系統相互作用。為了闡明該問題，Fabian Ochs和他的Task 56研究團隊分析了影響不同外墻解決方案可行性的技術和經濟因素。然后，他們使用他們的發現來開發關鍵性能指標，以幫助評估和優化幾乎零能耗的建筑物，并在成本最佳水平上實現最大的一次能源節省。
由幾個標準化辦公單元組成的模擬辦公大樓（左）（右）
圖：因斯布魯克大學
標準化辦公單位
基于標準化辦公室單元與一個窗口，27米上的非住宅項目組進行虛擬案例研究2的地面空間和81微米的體積3通過Eurac研究，意大利指定。該辦公盒已在多種仿真工具中實現。通過使用幾種節能技術之一，在三個位置（羅馬，斯圖加特和斯德哥爾摩）進行了所有模擬，例如，包括PV外墻和熱泵的系統，外墻集熱器和預熱環境空氣的PVT單元。Ochs說：“標準化的盒子模型已經在網上公開提供，因此可以供其他研究人員和計劃者使用。” “它幫助我們模擬了由多個單元組成的大型建筑物。”
有關虛擬案例研究，系統變體和結果的全面描述，可以在187頁的標題為“系統仿真結果”的報告中找到（隨附于此新聞文章）。還有上面提到的較短的49頁文檔，稱為“設計指南”，該文檔向從業人員介紹了研究人員所使用的方法以及較長版本中的一些發現。
優化的20年生命周期成本
任務56的成員分析了建筑物圍護結構的質量，HVAC配置和先進的采光等控制策略如何影響辦公樓的一次能源和成本節省。他們遵循歐盟關于零能耗建筑的建議，使用生命周期成本（LCC）比較安裝在新建建筑和翻新建筑中的變體。“然而，現實是，關于建筑物圍護結構的決策仍然經常基于如何將投資成本保持在最低水平來做出。相比之下，考慮到該解決方案的初始投資和20年來的運行成本，LCC方法顯示出最具成本效益的解決方案。” Ochs說道。
這些行顯示了斯德哥爾摩（Sto），斯圖加特（Stu）和羅馬的辦公樓中每個不可再生一次能源單元的生命周期成本和HVAC配置的最小差異。LCC包括20年的投資，維護和運營。HP代表熱泵，DE代表直接電。
圖表：因斯布魯克大學
圖中的所有線都具有相對平坦的基數，并且最具成本效益，不可再生的一次能源水平為135至145 kWh /m²和年。結果取決于氣候，羅馬的LCC差異最小，斯德哥爾摩的LCC差異最大。
在斯德哥爾摩，優質的外殼和熱泵將成為成本最優的解決方案，其不可再生的一次能源需求約為140 kWh /m²a。在斯圖加特，可以通過熒光燈，高質量或高品質的建筑圍護結構以及電加熱來獲得最佳效果。如果要使用LED，則將它們與熱泵結合使用將比其他類似解決方案降低更多的成本，并達到所有LED中最低的LLC。同樣，建筑物集成的PV可以將辦公樓的一次能源需求減少到80 kWh / m 2 a。但是，鑒于當前的情況，將需要采取激勵措施，使該技術在中歐和北歐在經濟上可行。
在羅馬，信封的質量對一次能源節省幾乎沒有影響。盡管如此，幕墻集成式光伏系統仍具有經濟可行性，因為它們可以將一次能源需求削減到創紀錄的75 kWh /m²a的最低水平。
本文描述的報告（即系統仿真結果和設計指南）并不是IEA SHC Task 56（為暖通空調和照明設備構建集成太陽能信封系統）的唯一交付成果，該任務于2020年1月結束。如果您需要，請訪問Task 56網站想要了解有關其工作的更多信息或下載研究小組使用的報告和工具：https : //task56.iea-shc.org/。
