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中图分类号:C93 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)28-0213-02
一、太阳能与建筑一体化概念
太阳能与建筑一体化是指根据节能、环保、安全、美观和经济适用的总体要求,将太阳能利用设施与建筑有机结合,利用太阳能集热器替代屋顶覆盖层、保温层或独立的构架,实现与建筑的同步设计、同步施工、同步验收、同步后期管理,使其成为建筑有机组成部分的一种理念、一种设计、一种工程的总称。既消除了太阳能对建筑物形象的影响,又避免了重复投资,降低了成本,是未来太阳能技术发展的方向。具有以下的特点:(1)把太阳能的利用拉入环境的总体设计,把建筑、技术、美学融为一体,太阳能设施成为建筑的一部分,相互间有机结合,取代了传统太阳能的结构所造成的对建筑的外观形象的影响。(2)利用太阳能设施完全或部分取代屋顶,可减少成本,提高效益。(3)可用于平屋顶、斜屋顶或各种构筑物,一般对平屋顶而言用覆盖式,对斜屋顶用镶嵌式或天窗式。
二、太阳能与建筑一体化现状
一直以来,太阳能等可再生能源在建筑技术上的完美应用是企业梦寐以求的追求,太阳能与建筑结合创造的低能耗高舒适度的健康居住环境,不仅让住户家庭生活的更自然更环保,而且能节能减污,对实现社会可持续发展具有重大意义。太阳能――作为一种免费、清洁的能源,在民用建筑中的应用,将关系到可持续发展的战略,经过多年的开发利用,太阳能的利用已取得显著的成果,推广应用的范围也在不断扩大,而太阳能与建筑的一体化结合,也在民用建筑中越发呈现出其不可替代的地位,并成为民用建筑中的一个新亮点。
三、太阳能与建筑一体化的发展方向
目前,太阳能的利用越来越受到人们的关注和依赖,但太阳能供热设备的非定常性,对气候条件和辐射条件的依赖性等特点,要求我们必须对建筑用能负荷进行准确的预测,才能够在设备与建筑的匹配上作出设备投资和节能效益的最佳选择。综合考虑社会进步,技术发展,太阳能与建筑一体化的发展方向,一是成熟的太阳能技术在坡屋面和立面上的综合利用;二是保温隔热的维护结构技术与自然通风采光遮阳技术的有机结合;三是传统建筑构造与现代技术理念的融合;四是建筑的初投资与生命周期内投资的平衡;五是生态驱动设计理念向常规建筑设计渗透;六是综合考虑区域气候特征、经济发达程度、建筑特征和人们的生活习惯等因素。
四、太阳能与建筑一体化示范项目
位于西安市铁塔寺路的“五一锦苑”项目,该工程为三栋住宅楼,该住宅楼每栋楼为地上十七层,一层4户,共68户。设计安装太阳能中央热水系统,全自动化控制,设计安装楼内热水主管道及分支管道的埋入户到卫生间和厨房,太阳能热水系统与建筑完美结合采用集中集热,分散供热的一体化设计及施工。
集热器的选用型号为:采用HXLJG-26/Φ58型竖插式模块(Φ58×1.8m×30支,28块)。集热器布置在坡屋面构架上,倾角与构架边框等同,与原建筑坡屋面镶嵌式一体化结合,倾斜角度为200(如下页图所示)。
五、太阳能与建筑一体化技术若干问题的思考
(一)结合形式趋于多样化
以上工程中虽然体现了镶嵌式完美的结合,但太阳能集热器的安装倾角为200,并不是太阳能安装的最佳角度,但我们充分考虑了面积的补偿。随着建筑物的不同,太阳能与建筑真正的一体化结合,形式有很多,一般二十层以下的建筑物完全利用屋面所提供的集热面积就可满足用户的的热水需要,可做成飘板式、廊架式、集群式、阵列式等等,只要与建筑物的构件有机结合,达到安全、实用、美观、大方的要求即可。当建筑物超过二十层,屋面所提供的有效面积往往不能满足用户的要求,最佳的方案就是利用南立面墙(包括阳台等)分散集热和屋面集中集热的方式共同解决高层建筑中的热水供应问题。在宾馆、学校、医院等需要热水的多层建筑中利用太阳能热水系统,往往屋顶面积较大,结合形式简单,利用率高。所以,多角度、多方位的太阳能与建筑一体化产品必将成为未来绿色、环保、节能建筑不可或缺的元素之一。
(二)存在的问题
虽然一体化示范项目比较成功地解决了高层建筑中的太阳能热水问题,但还存在以下诸多问题:(1)太阳能集热器和建筑物一体化完美结合,往往角度不是最佳吸热角度,朝向不是正南等问题最为突出,应该对计算的集热面积进行补偿,但国家标准《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中没有明确的规定,给太阳能与建筑一体化的设计应用带来极大的不便;(2)一是人才缺乏交互性,二是研发缺乏整体性,三是推广缺乏群众性,四是效果缺乏可评性;(3)设计和利用的过程中还存在很多问题,针对某些特定的地区,有好多参数不明确,范围太大,比如年日照时数,水平面上年太阳能辐射照量,太阳能保证率等。
六、如何真正实现太阳能与建筑一体化
太阳能与建筑设计理论强调设计形态的动态与变化,而不是僵死的形式;强调设计的系统性,而不是单一项目的自我表现;强调与环境的关系,而不是孤立的设计构筑物;强调环境科学、技术与文化艺术结合,而不是满足某些人对建筑成就或象征性表达的片面追求。要求无论在屋面、阳台、墙面上,都要使太阳能热水器成为建筑的一部分。同时,确保建筑物的承重、防水等功能不受影响,使太阳能具有抵御强风、暴雪和冰雹的能力。在设计时、要合理布置太阳能循环管路,事先留出所有管路的通口。并保证系统易于安装、检修、维护,运行安全、可靠和稳定,尽可能实现系统控制的智能化。是一项系统工程,需要综合考虑。
将太阳能热水系统纳入建筑设计规划,加大太阳能热水系统结构形式与建筑适应性的研究力度;制定完善规范的太阳能热水系统统一标准,提高产品技术水平;国家制定在建筑物上安装太阳能热水系统的优惠政策,鼓励安装太阳能;制定太阳能与建筑结合的相关技术标准、规范。尤其是针对不同地区的地方性、区域性标准。
参考文献:
[1]郑瑞澄.民用建筑太阳能热水系统工程技术手册[K].北京:化学工业出版社,2005.
[2]建筑施工手册编写组.建筑施工手册[K].北京:中国建筑工业出版社,2003.
Discussion of Civil Building Integrated Solar Technology
GUO Wen
(Construction Institute,Shanxi Vocational & Technical College,Xi’an 710000,China)
关键词：太阳能； 光伏发电；一体化； 建筑
中图分类号： TK511 文献标识码： A
（一）太阳能光伏与建筑一体化技术发展的时代背景
近现代人类对传统能源的利用不断地加剧，人居环境和能源问题日益严峻， 拿我国近几年的例子来说，大气污染所造成的危害让城市的人们饱受煎熬，创造适宜的人居环境与能源节约成为当今建筑、环境领域的热点问题。根据住建部统计，建筑运行能耗约占全社会总能耗的三分之一，做好建筑节能工作对人居环境的可持续发展至关重要。 建筑能耗主要指采暖、空调、 热水供应、炊事、照明、家用电器、电梯及通风等方面的能耗。 目前，我国正处于房屋建筑的高峰期，建筑规模之大，在中国和世界历史上都前所未有，这些建筑在未来的使用期间内，将大量消耗能源，能源短缺问题将成为我国未来经济、社会可持续发展的重要限制因素。再者，如果现今的建筑、生活能耗还全部依赖传统的煤、电能源的话，对人居环境、自然环境将继续造成不可修复的伤害。在这样的时代大背景下，大力发展太阳能热在建筑中的推广应用， 也是解决我国能源短缺问题和环境污染问题的关键。
现代化的太阳能利用技术在我国可以追溯到上世纪七十年代，但由于技术和应用成本的制约，出现过短暂的停滞，直到九十年代末期，我国在太阳能的利用上才迎来全新的发展及应用。时至今日，国内绝大多数建筑及居民使用的太阳能产品还是相对单一，比如太阳能热水器，太阳能照明等，没有形成多功能系统，并且没有与建筑物同时设计，同时施工。太阳能利用还是相对粗糙，而且独立的集热系统安装没有经过统一的规划、设计，严重影响城市建筑美观。本文主要探讨在往后的建筑太阳能利用中，大力发展太阳能光伏与建筑一体化技术，从项目规划、决策、设计阶段，便引入太阳能光伏与建筑一体化技术的应用。
（二）太阳能光伏建筑一体化的工作原理及特点
太阳能光伏建筑一体化（BIPV）的原理
所谓的太阳能光伏建筑一体化技术，即将太阳能发电(光伏)产品集成或结合到建筑上的技术。BIPV即Building Integrated Photovoltaic，其不但具有护结构的功能，同时又能产生电能供建筑使用。光伏与建筑一体化（简称BIPV）是“建筑物产生能源”新概念的建筑，是利用太阳能可再生能源的建筑，太阳能光伏建筑一体化不等于太阳能光伏＋建筑。所谓太阳能光伏建筑一体化不是简单的‘相加’，而是根据节能、环保、安全、美观和经济实用的总体要求，将太阳能光伏发电作为建筑的一种体系进入建筑领域，纳入建设工程基本建设程序，同步设计、同步施工、同步验收，与建设工程同时投入使用，同步后期管理，使其成为建筑有机组成部分的一种理念、一种设计、一种工程的总称。光伏建筑一体化主要是光伏发电系统通过光伏组件用于建筑屋顶（光电屋顶）、墙面（光电幕墙）、遮阳（光电遮阳板）来获取电能的一种方式，其工作原理是光伏系统工作时，安装在建筑物上光伏组件产生直流电源，通过接线盒与逆变器连接，将直流转换成交流，给建筑物负载供电或给建筑物以外其他负荷供电。光伏建筑一体化的发电主要有两种方式，一种是独立的供电系统，即所发电能直接用于建筑物内部分负载，过剩时采取蓄电池储存。带有蓄电池的可以独立运行的PV系统是独立光伏系统。并网光伏发电系统是与电网相连，并向电网馈送电力的光伏发电系统。从长远的角度来看，并网光伏发电系统更有优越性。
（图1）太阳能光伏建筑一体化应用案例
2、太阳能光伏建筑一体化（BIPV）应该具备的特点
1）、 生态驱动设计理念向常规建筑设计的渗透：建筑本身应该具有美学形式，而PV系统与建筑的整合使建筑外观更加具有魅力。建筑中的pv板使用不仅很好的利用了太阳能，极大的节省了建筑对能源的使用，而且还丰富了建筑立面设计和立面美学。BIPV设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则，任何对建筑本身产生损害和不良影响的BIPV设计都是不合格的设计。
2）、传统建筑构造与现代光伏工程技术和理念的融合；引入建筑整合设计方法，发展太阳能与建筑集成技术。建筑整合设计是指将太阳能应用技术纳入建筑设计全过程，以达到建筑设计美观、实用、经济的要求。BIPV首先是一个建筑，它是建筑师的艺术品，其成功与否关键一点就是建筑物的外观效果。建筑应该从设计一开始，就要将太阳能系统包含的所有内容作为建筑不可或缺的设计元素加以设计，巧妙地将太阳能系统的各个部件融入建筑之中一体设计，使太阳能系统成为建筑组成不可分割的一部分，达到与建筑物的完美结合。
3）、关注不同的建筑特征和人们的生活习惯；普通的太阳能光伏系统，没有太多的考虑与建筑物的合理结合，集热板尺寸也是由厂家统一规格制作，安装到各式建筑物上便显得极不协调。而建筑一体化PV板的比例和尺度必须与建筑整体的比例和尺度相吻合，与建筑的功能相吻合，这将决定PV板的分格尺寸和形式。PV板的颜色和肌理必须与建筑的其他部分相和谐，与建筑的整体风格相统一。例如，在一个历史建筑上，PV板集成瓦可能比大尺度的PV板更适合，在一个高层的建筑单元中，工业化的PV板更能体现建筑的性格。
4）、保温隔热的围护结构技术与自然通风采光遮阳技术的有机结合；精美的细部设计，不只是指PV屋顶的防水构造，而要更多关注的是具体的细部设计，pv板要从一个单纯的建筑技术产品很好的融合到建筑设计和建筑艺术之中。光伏系统和建筑是两个独立的系统，将这两个系统相结合，所涉及的方面很多，要发展光伏与建筑集成化系统，并不是光伏制作者能独立胜任的，必须与建筑材料、建筑设计、建筑施工等相关方面紧密配合，共同努力，才能成功。
三、太阳能光伏建筑一体化的综合效益
1、太阳能光伏建筑所带来的经济效益
由于太阳能能量密度较低并且高度分散，为了提供所需的能源，必须有足够的接受面积。据测算，为了满足 2009年全球电力的需求，以太阳能电池平均转换率 10%计算，需要的面积相当于德国和意大利两个国家面积总合的 1.5倍。我国 2009年的发电量约为3亿 MW ・h，如果全部用太阳能电池发电，其接收面积约为37500km2，是大连市面积的三倍之多。 光伏建筑一体化的诞生，恰恰解决了以上问题，促使人们向“屋顶要能源”，充分利用建筑物的面积，将清洁能源与建筑艺术紧密结合。产生的电能可以补充业主的电力需求，在正常的工作状态下，太阳能光伏建筑一体化只需一次性投入，后期则在建筑的寿命期内，节约了大量的电费。
2、太阳能光伏建筑所带来的社会效益
由于使用传统能源引起的全球气候、环境问题正开始迅速影响我们普通老百姓的生活，也越来越受到全球的高度重视。气候变化已使全球自然灾害发生的频率和烈度不断增加。使用太阳能光伏发电替代部分常规矿物能源发电 100千瓦时，可省燃油 26升或省煤50千克，这也意味着少排放 57千克的二氧化碳、71克的二氧化硫和 75克氮的氧化物。间接地创造出显著的社会经济效益。
四、我国推广应用太阳能光伏建筑一体化的必要性
1、建筑更新高峰期，BIPV技术的应用将改变能源利用格局
当前我国正处于城镇化建设的期，每年的建筑总量达 20亿平方米之多，超过了世界上发达国家同期建筑之总和。而且此阶段还将持续 30年以上，总的建筑量将翻番。未来 30年我国的建筑总量将超过历史形成的既有建筑之总量。这些建筑的能源使用效率将决定我国能耗和二氧化碳气体排放的水平。正因为这一“空前绝后”的建设机遇和太阳能建筑一体化的推广将引发建筑学新的革命，并且改变传统能源利用的格局。
（图2）太阳能光伏建筑一体化应用案例
2、新能源发展必然趋势
据各国可靠数据，如果按现在人类开发和使用传统的石油，天然气的速度，我们大约还可以开发50年左右，在这样的必然趋势下，我们必须赶上新能源研究开发，并实际大规模投入使用的步伐，我国目前正处于建筑物新建的高峰期，如果能把握住这次机遇，太阳能光伏建筑一体化的应用将迎来巨大变革，进一步促使建造成本的下降。成本、只有成本，才是光伏产业发展的真正动力。无论是景气也好，不景气也好，光伏产业中各个环节的价格必须不断下降，所以，我国应该效仿发达国家在这方面的政策引导，在目前这种环境下，给以太阳能光伏产业必要的优惠政策，促进光伏建筑一体化在整个建筑领域的普遍使用。
五、结论
我国现在的开发商，为什么对使用太阳能光伏建筑一体化技术的应用不太积极？原因很简单，开发商只想着迅速投资，然后在尽可能短的时间内把房子推向市场，获取利益。当然，也不能说开发商都黑心，这是自由市场的共性，在这种情况下，政府就要坚决站出来，采取一系列优惠政策引导建筑行业向这方面发展，在时机成熟的条件下，甚至应该强制性要求所有城镇新建、扩建工程应用太阳能光伏建筑一体化技术。
至于成本问题，在大面积推广肯定会降下来，在不久的未来，太阳能光伏建筑一体化技术和成本将取得突破性的进展，彻底消除使用障碍，太阳能光伏建筑一体化绿色电能源将替代传统电能来源，引领新一轮能源革命。所以我们既要把发展太阳能光伏建筑一体化作为技术革新的重要举措，又要把太阳能光伏建筑一体化应用提高到国际竞争的战略制高点的位置。这也是未来最大的历史性机遇与社会发展方向。在可以预见的未来，我国太阳能光伏建筑一体化应用将迎来发展的春天。
参考文献：
【1】杨梅林：《民用建筑节能技术发展趋势探讨》，2011（2）；
【2】牛双国李淑芳：《2 MWp太阳能光伏发电工程技术研究》，建筑技术第44卷第7期；
Review of Building Attached Photovoltaic technology
Chen yaaiWang liang
( North China University of Technology,Mechanical Engineering)
Abstract: BAPV(Building Attached Photovoltaic) technology has been more and more applied in the field of new energy-saving building. BAPV technology not only can effectively provide part of the electric power building, at the same time compared with traditional coal-fired power has no pollution, no obvious advantages such as feed of fuel. The thesis is on the existing solar building integrated technology application results analysis, summary and systematic basis, respectively from the system composition, design, economic benefits, and other aspects were summarized, and the domestic situation, put forward some opinions for solar photovoltaic building integrated technology the application to provide reference.
关键词： 太阳能;光伏建筑；一体化;节能；
中图分类号：TK511文献标识码： A 文章编号：
1.前言
太阳能作为一种新的能源，越来越多地应用于发电、热水系统等领域中。而光伏发电作为太阳能一种主要的应用形式，其拥有可靠、无噪声、无污染、无需消耗燃料、可方便地与建筑物相结合等优点，使光伏建筑一体化技术越来越多地应用在智能化建筑物中，为建筑物提供清洁、可再生的能源。
1986年，世界能源组织提出“太阳能光伏建筑一体化”的概念。中国翻译过来被称为“BIPV”(Building Integrated Photovoltaic)，其通常的意义为集成到建筑物上的太阳能光伏发电系统。
目前在中国，对“BIPV”具有广义和狭义两种理解。广义的理解，安装在所有建筑物上的太阳能光伏发电系统均称为“BIPV”。 狭义的理解，与建筑物同时设计、同时施工、同时安装并与建筑物完美结合的太阳能光伏发电系统才能称之为“BIPV”。由于二者容易混淆，在建筑系统中，我国将广义的方式称为“BAPV”(Building Attached Photovoltaic),而将狭义的方式称为“BIPV”加以区分[1][2][16]。
2.太阳能光伏建筑一体化技术发展现状
在我国内，“安装型”太阳能光伏建筑一体化系统又被称为BAPV（Building Attached Photovoltaic），具有造价低、效率高的特点，其主要形式是在建筑物屋顶安装太阳能电池板[1][4][5][7][8][9][10]。该系统在国内主要应用于大型厂房等屋顶面积较大的光伏建筑一体化系统中，如：京东方8代线产房、珠海东澳文化中心等。
“构件型”和“建材型”太阳能光伏建筑一体化系统在国内又被称为BIPV(Building Integrated Photovoltaic)，即狭义上的BIPV。“构件型”和“建材型”太阳能光伏系统造价较高、效率一般，但与建筑结合较好，比较美观；“构件型”系统其主要形式是光伏组件构成的雨棚构件、栏板构件等；“建材型”系统其主要形式为光伏瓦、光伏砖等[1][4][7][8][9][10][12]。该系统通常应用于办公楼等综合建筑体，如：首都博物馆新馆、国家体育馆等。
本文从广义的太阳能光伏建筑一体化技术出发，着重对现有的应用成果进行综述。
3.太阳能光伏建筑一体化系统的组成
光伏建筑一体化系统主要由光伏阵列、光伏接线箱、蓄电池、光伏逆变器等设备组成。
根据文献[3]中规定，光伏系统主要有两种类型，即并网光伏系统和独立光伏系统,其组成形式如图1及图2所示。
由于独立光伏系统造价较高，蓄电池占用空
间较大，且结合我国电网的实际情况，城市中光伏建筑一体化系统基本选用的是并网光伏系统中的无逆流无存储装置的系统。在我国偏远山区，由于电网不发达或不稳定，一般采用独立光伏系统中的无逆流有存储装置的系统。
3.1光伏阵列
光伏阵列中的光伏电池将光子能量转换成电能，通过控制器和逆变器向建筑物内的电网输送电能。
光伏电池作为光伏阵列的基本组成部分，现
阶段在建筑物上应用的产品主要有硅太阳电池和化合物电池两种。
硅太阳电池主要分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池几种。
化合物电池主要由碲化镉太阳电池和铜铟镓硒薄膜太阳电池组成。表1列出了各种太阳电池性能。
表1 光伏电池性能对比
由表1可以看出，现阶段硅太阳电池的应用明显要好于化合物电池。单晶硅和多晶硅太阳能电池由于光电转换率较高且价格适中，在我国的光伏建筑一体化系统中得到广大应用。
3.2光伏接线箱
光伏接线箱是指保证光伏组件有序连接和汇流功能的接线装置。该装置能够保障光伏系统在维修、检查时易于分离电路，当光伏系统发生故障时减少停电范围。
3.3.蓄电池
蓄电池是独立型太阳能发电系统和防灾型系统不可缺少的储能部件。其主要功能是当日照量减少或夜间不发电时补充负荷要求的功率。当太阳能发电功率下降时，蓄电池可以起缓冲作用，保证电压稳定。
文献[2]总结了在光伏建筑中，目前应用最多的密封型铅酸蓄电池的种类和特征，如表2所示。
3.4.充、放电控制器
关键词：供暖系统；空调制冷系统；太阳能与建筑一体化技术
1.引言
太阳能是分布广泛、使用清洁的可再生能源，我国拥有着非常丰富的太阳能资源。但是近年来能源危机和环境恶化的问题越来越突出，面对节能压力，太阳能的利用越来越受到青睐，有望在未来社会能源结构中发挥更加重要的作用。文中就太阳能应用及太阳能与建筑一体化技术进行了探讨。
2. 太阳能采暖系统
太阳能采暖系统是指以太阳能作为采暖系统的热源，利用太阳能集热器将太阳能转化成热能，供给建筑物冬季供暖和全年其他用热系统。太阳能采暖方式可分为主动式和被动式两种方式。
2.1太阳能采暖系统原理
被动式太阳能采暖主要是通过对建筑物朝向和周围环境的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构构造的恰当选择，使建筑物在冬季能充分收集、存储和分配太阳辐射热。主动式太阳能采暖系统主要由太阳能集热系统、蓄热系统、末端供热采暖系统、自动控制系统和其他能源辅助加热、换热设备集合构成，相比于被动式太阳能采暖具有热转换效率高、保温效果好、室内温度稳定、多用途等特点，但一次性投入费用较大、系统集成复杂、使用管理要求较高。
2.2太阳能采暖系统设备
太阳能采暖系统设备主要有集热器、辅助热源和采暖末端。
常见的太阳能集热器有平板型和真空管型两种，平板集热器结构简单，适合承压运行，而且整体外观、结构强度、安装运行等都适合与建筑相结合，尽管保温性能不如真空管集热器，但其有效采光面积大于真空管集热器，因此热效率高于真空管集热器。真空管集热器在非采暖季易发生爆管、真空度降低等问题，因此，平板型集热器更多运用于太阳能采暖工程中。
太阳辐射存在较大的间歇性和不稳定性，因此太阳能采暖系统必须设置辅助热源。常用的辅助热源主要有小型燃油（气）锅炉，城市热网或区域锅炉房、工业废热、电锅炉、电热管、地源热泵及生物质燃料等。辅助热源要根据当地太阳能资源条件，常规能源的供应状况，建筑物热负荷和周围环境条件等因素进行综合经济性分析，以确定适宜的辅助热源及合理的太阳能供暖比例。
目前太阳能采暖系统普遍采用地板辐射散热系统作为末端。普通散热器热媒温度要求高（70℃以上），太阳能系统很难达到该出水温度要求。而地板采暖所需低温热水在35―55℃之间，太阳能集热器正好能提供适宜温度。地板采暖系统以整个地面作为散热面，以辐射方式传播热量，与以对流散热为主的散热器系统相比，舒适性好，更符合人体生理学调节特点，节省供热能耗。
3. 太阳能空调制冷系统
3.1 太阳能空调制冷系统
很好的季节匹配性是太阳能空调制冷的最大优点，太阳辐射越好，太阳能制冷系统的制冷量越大。实现利用一套太阳能集热器做到冬季采暧、夏季空调、四季热水供应等是太阳能规模化、低成本应用的理想途径之一。
3.2太阳能制冷技术原理
太阳能制冷系统主要有吸附式、吸收式、除湿空调和喷射式制冷四大类，其中前三种研究应用最广。它们的工作原理是利用太阳能集热器产生的热能驱动制冷装置产生冷冻水或调节空气送往建筑环境内进行空调。
(1)太阳能吸收式制冷：用太阳能集热器收集太阳能来驱动吸收式制冷系统，是目前示范应用最多的太阳能空调方式。多为溴化锂-水系统，也有的采用氨-水系统。
(2)太阳能吸附式制冷：利用吸附制冷原理，以太阳能为热源，采用的工质对通常为活性碳-甲醇、分子筛-水、硅胶-水及氯化钙-氨等，可利用太阳能集热器将吸附床加热后用于脱附制冷剂，通过加热脱附-冷凝-吸附-蒸发等几个环节实现制冷。
(3)太阳能除湿空调系统：是一种开放循环的吸附式制冷系统，基本特征是干燥剂除湿和蒸发冷却。
(4)太阳能蒸汽喷射式制冷：通过太阳能集热器加热使低沸点工质变为高压蒸汽，通过喷管时因流出速度高、压力低，在吸入室周围吸引蒸发器内生成的低压蒸汽进入混合室，同时制冷剂在蒸发器中汽化而达到制冷效果。
4. 太阳能与建筑一体化技术
平板式太阳能集热器设置在建筑物阳光充足的部位。坡屋顶可以把集热器镶嵌于坡屋面、平铺于屋脊，和建筑融为一体；平屋顶利用太阳能平板集热器替代屋顶覆盖层或保温层，符合住宅造型要求，降低成本；还可以与阳台、飘窗、外墙面结合，实现太阳能最大化利用，为住宅的立面设计提供了新的方式方法，达到一物多用的目的。运行以分体式双循环承压运行为主，将储热水箱设在地下室、阁楼或楼梯间、阳台等部位隐藏放置，不占室内空间，避免屋顶、阳台和外墙承重；辅助能源选用燃气炉、壁炉或电加热器，确保全天候热水供应。
5.结语
太阳能在建筑节能领域的应用越来越广泛，实现太阳能供暖系统和太阳能集热转换及与之匹配的制冷空调方式是未来太阳能制冷空调技术领域研究和应用的重点。同时太阳能与建筑一体化技术的广泛应用前景，势必会促进人们对可再生能源利用的热情，加大技术创新和开发力度。
参考文献：
[1]王如竹，代彦军．太阳能制冷[fM]．北京化学工业出版社，2007
[2]．Aitken D W．走向拥有更多可再生能源的未来[R1．国际太阳能协会fLl皮书，2004．
[3]Henning H M．Air conditioning with solar energy[R]．
SERVITEC．Barcelona．2000―1 0．
关键字：光伏发电；光伏建筑一体化(BIPV)；光伏组件；智能电网
中图分类号：U665文献标识码： A
1.引言
光伏建筑一体化（BIPV，Building Integrated Photovoltaic），即将太阳能光伏电池板铺设在建筑物的外表面，使辐射的太阳能通过变换装置转换为电能，为建筑物及近端负荷提供电能，它是开发应用太阳能发电的一种重要形式。1954年，世界上第一块实用的光伏电池问世，人类展开了应用太阳能的新纪元。1978年，波斯顿一栋高层建筑上建成了美国历史上第一个光伏并网系统。随着国家对发展分布式发电、智能电网和新能源的逐步重视，近年来光伏建筑一体化在我国得到了一定的应用并处于推广阶段。
2.BIPV的基本原理与特点
典型的一个光伏建筑一体化系统如图1所示，该系统为一户用屋顶光伏系统，太阳能光伏阵列铺设在屋顶，其发出的直流电通过初级DC-DC变换器升压并进行最大动率点跟踪，然后经过逆变装置转化为与电网同频同相的交流电并网。其发出的电能大多被建筑内负荷的用电设备消耗，多余的电能注入电网，而在光伏发电出力较小情况下，建筑内负荷可从电网取电。据《上网电价法》，一般对光伏发电的上网收购价和民用电进行单独定价，因此安装了两套电能计量装置，一套用于计量光伏发电总量，另一套计量建筑内负荷的用电量。从优化电源结构配置、提高供电可靠性、提倡节能环保、增加建筑美观程度等方面，光伏建筑一体化（BIPV）都具有优点，具体而言：
（1）利用光伏发电可以减少二氧化碳和二氧化硫的排放，有助于构建低碳、节能、环保的供用电系统；
（2）光伏组件在建筑物表面，不占用地面空间，这对于人口密集、土地资源昂贵的城市建筑尤为重要；
（3）由于光针电池与建筑材料高度集成，减少了建设和安装成本，不仅降低了建筑物整体造价，而且增加了建筑的艺术魅力；
（4）光伏建筑一体化（BIPV）主要为近端负荷(多数情况下为建筑内部的用电设备)供电，减轻了负荷对电网的依赖，可以降低供电线路上的输电损耗，增加供电可靠性；
（5）光伏发电在夏季和白天出力较多，对于工厂、办公建筑光伏系统，可以利用这一特性起到削峰的作用，缓解高峰用电需求；
（6）建筑表面的光伏电池吸收太阳能并转换为电能，减少了墙体或屋面得热，有助于降低建筑室内空调装置的热负荷，起到隔热作用；
（7）光伏发电系统既有直流部分，又有交流部分，有利于结合直流变换技术直接接入目前正在兴起的直流微网，为直流负荷直接供电，从而减少变换环节，提高效率。
3.BIPV的技术发展
早期的建筑光伏系统中，光伏阵列通常是通过固定的支架安装在建筑物的顶部或墙面，仅仅起发电的作用。后来光伏电池与建筑的集成概念越来越深，太阳能电池除了发电以外，还能起到建筑构材和建筑美观的作用。1991年，德国慕尼黑的一次建筑业界的展会上，旭格公司推出了“光电幕墙”，此后，将太阳能光伏阵列作为建筑构体与建筑艺术的空间构体相结合，德国、日本、美国、西班牙等国家已经建成了大量的光伏建筑一体化系统工程。我国开展建筑光伏一体化于本世纪初期，2004年建设的深圳园博园和北京天普工业园是我国光伏建筑一体化的开篇之作，此后若干BIPV项目开工建设并投入使用，目前我国已经是光伏组件第一生产大国。
经过三十年左右的发展，BIPV技术不断深化和进步，与建筑集成化的程度越来越高，光伏电池也由早期的单晶硅、多晶硅，发展到现代的薄膜电池、以及与钢化玻璃集成的光伏阵列。总的来说，光伏建筑一体化（BIPV）技术的发展经历了三个阶段：
（1）第一代BIPV技术。光伏阵列依靠额外的支撑和固定装置安装在建筑物表面，不需要占用额外的土地，但是与建筑本体的集成度低。
（2）第二代BIPV技术。光伏组件与墙、瓦等建筑表面材料合为一体，既作为光电转换单元发电，又起着建筑表面构成材料的作用。这一集成技术一方面降低了建筑和电站成本，另一方面还能美化建筑外观。但是由于建筑表面复杂，各个阵列输出电能互不相同，需要大量的电力电子变换装置和串并联连线来满足供电要求，电气接线复杂，可靠性不够高，维护成本大。
（3）第三代BIPV技术。第三代BIPV技术是智能电网技术的主要组成部分，它通过将光伏电池、建筑材料和电能变换装置等配套系统的有机结合，首先构建高度集成的新型光伏建筑材料，再以此为基本发电单元，辅以先进的数据管理和通信技术，构建建筑集成的光伏发电系统。电能变换装置被集成到光伏阵列与建筑表面材料中，使其具备抗阴影能力和较强的参数匹配能力，系统电气连接简单，具备智能电网要求的即插即用特性。
从光伏建筑一体化（BIPV）的发展历史来看，BIPV技术涉及材料学、建筑学和电力电子学三个领域的内容。在材料学领域，BIPV技术研究的主要问题为高性能、低成本的适合建筑集成的光伏电池材料及其生产工艺；在建筑学领域，BIPV技术的研究内容包括集成了光伏组件和部分配套系统的新型光伏建筑材料以及集成了光伏发电系统的新型建筑的美学及工程设计问题等；在电力电子学领域，BIPV技术研究的核心问题为系统的能量变换和控制技术。而逆变器作为BIPV发电系统中能量变换的核心设备，对系统的转换效率和可靠性具有举足轻重的地位。因此，需要给光伏组件配置相应的电力控制设备(如最大功率追踪器)，根据光伏组件的运行状况输出最大的能量和高品质的电能。
4.BIPV的主要形式
目前光伏建筑一体化应用比较多的是拥有大面积屋顶的建筑，例如会展中心、交通枢纽、大型的商业中心等。事实上，随着太阳能电池的成本降低，技术的进步和幕墙的结合，光伏建筑一体化还可以应用在公寓、办公、酒店、道路广场等方面。BIPV的应用已经从早期的屋顶扩展到墙面、并且产生了光伏遮阳板、采光板、电子树等多种形式：
4.1.1光伏屋顶或墙体(Photovoltaic proof or façade)。
这是一种最常见的光伏建筑一体化形式，一般是在建筑物建造完成后在其表面加装光伏发电系统。光伏电池的安装主要考虑承受的风向应力，并结合当地的地理位置信息确定安装朝向。常见的光伏屋顶电站就属于这种形式，它对于光伏电池没有特殊的要求，使用普通光伏电池即可。
由中国华电新能源投建的上海华电都市型工业园光伏项目1.2MW光伏电站是这种形式的典型应用。整套工程将太阳能面板铺设在工业园区内邻近的30个建筑屋顶。电站采用集中并网的模式，建有专门的逆变机房，由6台55kW的逆变器并联组成一台330kW的逆变器，4台这样的330kW逆变器组成1.2MW变换装置，一共并联了24台逆变器，再共用一台变压器并入10kV工业配电网。
4.1.2光伏采光屋顶(Roof-integrated photovoltaic)。
这是一种光伏电池与建筑材料高度集成的应用形式，光伏电池安装在建筑物的顶部，不仅需要起到光电转换的作用，还要兼顾建筑物的采光性能，同时作为建筑材料承受应力。因此对于光伏材料的要求较高，应用最广泛的是钢化玻璃夹层结构和中空结构，他们都是将光电转换单元夹在玻璃种，后者在玻璃之间留有一定的间隙，起到一定的隔声和绝热的作用。
由铁道第三勘察设计院设计的北京南站采光顶光伏建筑一体化发电项目，主体建筑及站台采光顶采用带光伏发电的透光材料，在半数的采光带内集成了装机容量为350kW的光伏电池，总面积约6700平方米。该建筑还同时实现了候车厅及站台的自然采光，吸收光能发电的同时营造出了舒适和谐的室内光环境。此外，德国的柏林火车站、我国的青岛火车站等交通枢纽也采用了这种建筑光伏一体化的方式。
4.1.3光伏幂墙系统(Façade-integrated photovoltaic)。
它可以应用在朝向较好、且有大面积幕墙的公寓、办公、酒店等建筑上。随着薄膜太阳能电池的应用，太阳能电池与玻璃幕墙结合得越来越完美。传统幕墙的很多表现形式可以用光伏幕墙来代替。光伏幂墙可分为不透明幂墙和半透明幂墙。前者多采用单晶硅或多晶硅光伏电池，发电效率较高；后者可采用非晶硅薄膜电池或调整光伏电池单体的间隙来调节透光度，价格较低。
2007年，我国在上海崇明前卫村建成了兆瓦级10kV集中并网型太阳能光伏电站示范工程。建设总容量为1051kW，总共敷设了普通单晶硅电池组件、普通多晶硅电池组件、HIT(非晶硅错混合型异质结) 复合单晶硅电池组件、建筑一体化瓦片型、幕墙型等多种类型的光伏组件共7786m²左右。系统由33个相对独立的子系统组成，每个子系统分别由光伏组件、逆变控制器等组成。每个逆变器带3-24组不等的光伏组件，容量由4-42kW不等。逆变器400V输出，用变压器升压至10kV并网。
4.1.4光伏遮阳板(Shadow photovoltaic system)。
这是光伏组件与建筑物的遮阳结构进行集成的一种形式，它具有吸收光照充分、有效降低建筑内部受热、节省建筑材料成本的作用。在许多地区，因为气候和节能的因素，遮阳被广泛应用在建筑元素上。如果这些遮阳板上安装太阳能电池，则是新能源、功能和艺术的合，可以应用在任何需要遮阳板的建筑上。
台北淡水公交枢纽中心的站台遮阳顶采用了光伏遮阳板，总共在公交枢纽站台顶部遮阳板中集成安装了10kW的光伏电池，并使用墙挂式逆变器并网，主要为公交枢纽的广告牌、信号指示装置供电。遮阳板不仅起到了减少公交枢纽站台日光直射的作用，而且还将其转化成了电能，同时其透明的外观设计还增加了建筑美感。
4.1.5电子树(Photovoltaic tree)
它以钢结构模仿树枝的形态，支撑顶棚，而顶棚部分采用太阳能电池板，可以模拟树叶在阳光下斑驳的阴影效果，适用于广场、园林、人行道等地区，实现这样发电两不误的效果。
5.BIPV的一些问题
经过几十年的发展，太阳能光伏组件生产企业通过减少耗材、提高光伏电池的光电转换效率，大大缩短了光伏系统的投资回收期；另外，光伏电池的成本也持续下降并保持了继续下降的趋势，光伏电池的形式也从传统的单晶硅、多晶硅发展到薄膜电池、与建筑材料一体化的光伏建筑一体化瓦片型、幕墙型光伏组件；同时，国家实施了《可再生能源法》，“太阳能屋顶计划”，“金太阳工程”，财政部和住房建设部联合对BIPV项目进行补贴，促使近年来BIPV在我国开始蓬勃发展。
但是，由于技术和政策方面的原因，仍然有一些不利因素阻碍着BIPV的推广，同时BIPV项目推广中也出来了一些新的问题需要解决，主要体现在：
5.1.1光照不均引起的多峰值问题
对于建筑的表面，为了最大程度的接受光照，不同部位的光伏电池最佳倾角不尽相同，同时由于阴影遮挡等因素，各处的光伏阵列外特性不尽一致，其组合产生的功率输出曲线是一条多峰值曲线，而变换器采用常规的最大功率点跟踪方法无法寻找到全局最大功率点。
5.1.2热斑效应威胁
同样是受光不均或部分遮挡情形下，此时受光较低的部分相当于负载，随着热耗的增加将产生大量的热量，形成局部热点，即热斑效应。某些光伏电池受到高温、高反压和高功耗综合作用可能会发生永久性短路甚至烧毁。据国际电工技术委员会（IEC）统计，2009年上半年，欧洲已发生10余起光伏电站起火事故。右图为2009年7月德国Buerstadt屋顶光伏电站阵列起火现场，造成事故的主要原因就是热斑效应积累、电弧、以及开关频繁启动等。严重的是，由于光伏阵列高压带电，灭火困难。
5.1.3发电量受众多因素影响小于预期
光伏阵列的输出特性与运行温度密切相关，随着温度升高，短路电流略为增加，开路电压大幅度降低，最大功率点的电压降低，最大输出功率也降低。需要指出的是，BIPV光伏阵列表面温度远高于气温，且难以测量，在此条件下其发电能力大大降低。右图为BIPV光伏电站在高温的夏季某天的输出功率随时间变化的情况，光伏阵列温升过高导致其出力大幅降低，在太阳辐射最强的时间段内，系统却不能有效发电。此外，逆变器与阵列的匹配，阵列的污垢也将导致出力降低。
5.1.4电能质量与电网接纳
光伏发电并网逆变器容易产生谐波和三相电流不平衡等问题，同时输出功率不确定性易造成电网电压波动和闪变。目前谐波问题是制约光伏并网的最主要问题之一，并且在光照较弱的条件下更为严重。浙江某一250kW屋顶示范工程在10kV接入、400V接入、220V接入系统中，都检测到谐波电流总畸变率偏高的问题，且实测最大功率变化率为每分钟达20％。
5.1.5建筑美观性与光伏发电协调问题
由于BIPV光伏组件的安装受建筑屋面朝向影响，BIPV施工中要防止相同功率不同朝向、不同形状、不同规格的太阳能电池组件串联在一个回路中，造成功率不匹配，导致发电效率降低。同时由于建筑外观的多样性，为了获得较高的太阳能转换效率同时又兼顾建筑的外形美观，所以太阳能电池板安装也具有多样性，但是建筑物的外表面有可能是由一些大小、形状不一的几何图形组成，这就会与建筑美观存在一定的矛盾，需要设计师将其巧妙地融入一体化设计中，达到与建筑物的完美结合。同时，光伏组件的颜色 形状 布局等也要与建筑物相协调。
6.前景与展望
随着能源问题的日益严峻，人类对利用可再生能源的探索已经开始并取得了重大成效，太阳能是一种丰富、清洁的能源，BIPV以其特有的优势已经成为就近分布式发电的重要形式。虽然目前由于价格、法规、政策和技术方面的一些制约，BIPV在短期内还难以大规模商业化普及，但是随着光伏组件成本的持续降低、光伏发电技术的不断革新，以及智能电网和微电网的阶段性建设，在节能和环保的双重压力下，BIPV在未来几十年内得到广泛推广是大势所趋，光伏发电技术也是人类走可持续发展道路的必然选择。
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【关键词】太阳能；光伏发电；光伏建筑一体化；光伏组件
太阳能光伏发电是一种新兴的、可再生的能源，以前主要用于宇宙飞船、航天飞机、人造卫星等高科技领域。随着常规能源日益短缺，环境污染日益严重，光伏建筑一体化成为光伏技术应用的最重要领域之一，具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。
1、光伏建筑一体化
光伏建筑一体化是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。主要有两种结合形式：一是建筑与光伏系统结合。二是建筑与光伏器件相结合。把光伏组件作为一种建筑材料，成为建筑物的一个部分。用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户等。
优点：一是绿色能源。太阳能是清洁的、免费的、可再生的能源，不会污染生态环境。二是不占用土地。光伏阵列安装在屋顶或外墙上，不需要占用额外的土地资源或者建设其他设施，对于土地昂贵的城市建筑非常有吸引力。三是原地发电，原地用电。可以节约输电网的投资。对于联网系统，光伏阵列产生的电能，除了本建筑使用，还可以送入电网，缓解电网的高峰电力需求，或者接收电网供电，增加了供电的可靠性。四是建筑节能。照射到建筑物的太阳能，一部分转化为电能，可以降低室外综合温度，减少墙体的吸热和空调的冷负荷。五是安全、环保。提高了建筑物的整体品质。
缺点：一是造价较高。光伏建筑一体化，给建筑物增加了光伏发电功能，增加了建设成本。二是发电成本高。目前的科技条件下，光伏建筑一体化产生电能的单位成本远远高于常规发电的单位成本。三是发电不稳定。受季节、气候、昼夜的影响，产生的电能是波动的。四是寿命问题。光伏组件作为建筑物的一部分，除了具备发电功能，还需要具有围护功能。当前的光伏材料使用寿命普遍低于建筑物的使用寿命。五是外观问题。当光伏组件作为幕墙或者天窗时，其颜色或者形状会影响建筑物的美观，还可能造成光污染。另外，光伏组件会遮挡住一部分阳光，影响室内的光照度。六是维护问题。光伏组件位于建筑物的外表面，经过长时间的风吹雨淋，会造成一些损坏或者堆积一些灰尘，影响光电转换的效率。
2、系统设计
2.1设计资料
设计资料主要包括：一是地理位置。建筑物所在的经纬度、海拔高度。二是气象资料。涉及到每个月的太阳能总辐射量、直接辐射量、反射辐射量、平均气温、最高最低气温、最大连续阴雨天数、平均风速、最大风速，冰雹、降雪等气象信息。三是建筑及周边情况。包括可供安装光伏组件的面积，建筑物被遮挡情况，电网的距离等。四是负载。需要了解负载的类型、功率大小、运行时间、运行规律、运行状况，从而计算出负载的耗电量。
2.2 软件设计
包括太阳能方阵最佳倾角计算、电池组件大小和数量计算、防阴影遮挡设计、蓄电池容量计算、方阵年发电量计算等。防阴影遮挡设计非常重要，光伏组件被遮挡一小部分就会严重影响其发电性能。
2.3 硬件设计
包括光伏方阵、光伏接线箱、并网逆变器、蓄电池及其充电控制装置、电能表及显示电能相关参数的仪表等。
2.4 主要因素
影响光伏建筑一体化设计的主要因素有：一是电池方阵设计。是按照用户要求、负载用电量、技术条件计算出电池组件的串联数量、并联数量。二是光伏方阵的规模。根据建筑物所有的日常负载乘以其在一天内的使用时间，进行累加来确定建筑物的总用电量。然后，根据当地一天的阳光平均辐射量，选择光伏模块的型号和模块数量。三是电池方阵方位角和倾斜角计算。方位角是电池方阵的垂直面与正南方向的夹角。一般情况下，电池方阵偏向正南，发电量是最大的。倾斜角是电池方阵与水平地面的夹角。一般来说，纬度较高地区，最佳倾斜角也较大。在建筑设计中，电池方阵的方位角和倾斜角要受到建筑物外观的影响。四是阴影间距设计。计算发电量时，往往是根据理想状态进行的，没有考虑阴影的因素。建筑物的光伏组件会受到周围建筑物、地形的影响，受到阴影的遮挡，降低发电效率。另外，当光伏阵列是前后放置时，前面光伏阵列可能遮挡后面光伏阵列的光照。为了避免前后光伏阵列的遮挡，在纬度较高地区，可以增加光伏阵列之间的间距；对于采取防止积雪措施的光伏阵列，可以增加倾斜角度，增加光伏阵列的高度，需要增加光伏阵列之间的间距。
3、光伏建筑的集成模式
主要包括：太阳能光伏窗、垂直式光伏幕墙、锯齿式垂直幕墙、锯齿式光伏幕墙、风箱式光伏幕墙、倾斜式光伏幕墙、结构式光伏幕墙、台阶式光伏幕墙、独立太阳能光伏立面、集成太阳能光伏屋顶、独立太阳能光伏屋顶、锯齿式光伏屋顶、光伏板中庭、光伏板天窗、柔性太阳能光伏屋面、光伏遮阳板、光伏阳台、光伏入口雨篷和门斗、屋顶花园光伏遮阳板等。
4、注意事项
4.1 力学性能
光伏建筑一体化中使用的光伏组件，性能要求高于普通的光伏组件。在不同的区域、楼层高度、安装方式下，对光伏组件的力学性能也有区别的。
4.2 美学要求
建筑物使用功能和外观效果都是重要的，对光伏组件提出了更高的要求。比如：光伏组件所用的双面玻璃组件需要更高的透光性，才能达到幕墙或者采光顶的通透效果。为了节约成本，电池板背面玻璃依然采用普通光面钢化玻璃。光伏组件的接线盒需要省去或者隐藏起来，旁路二极管、连接线也需要隐藏在幕墙结构中，才不会破坏建筑物的外观细节，又能够防止阳光直射和雨水侵蚀。
4.3电学性能配合
建筑物外墙或者屋顶，有可能是一些大小、形式不一的几何图形组成的，这就需要对外墙或者屋顶进行分区或者调整分格，使光伏组件接近标准组件电学性能。另外，根据分区或者分格的不同，可以采用不同尺寸的电池片，满足建筑物外墙或者屋顶的外观效果，为了防止组件间的电压、电流不同，可以把少数边角上的电池片不连接入电路。
4.4 隔热隔音
为了满足建筑物隔热隔音的要求，光伏组件可以使用中空低辐射玻璃，或者采用双层外循环系统的幕墙形式。
4.5 建筑采光
光伏建筑一体化中，考虑室内的采光要求，电池片的间距在25mm左右，使组件的透光率在30%左右。
4.6 安装要求
光伏组件的安装高度较高，安装空间较小，难度较大。因此，可以把光伏组件和结构做成单元式结构，方便拆卸又能提高安装精度。
4.7 光伏系统寿命
在光伏建筑一体化中，采用PVB代替EVA封装光伏组件，会有更长的使用寿命。光伏组件的连接线大多位于幕墙立柱、横梁等密闭结构中，环境温度较高，需要使用双层交联聚乙烯浸锡铜线并选用较大的电线直径。
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关键字:CAD技术；概预算；建筑工程；探究
中图分类号： TU198 文献标识码： A
计算机行业的崛起给人们的生活带来了很多意想不到的惊喜，它方便了我们的生活，提高了我们的工作效率，健全了我们生活设备，丰富我们的生活质量。对于计算机在建筑工程领域的运用也越来越广泛。DAD系统已经取代了传统的手工图板绘图，很大程度提高了设计绘图的效率。但由于仅凭CAD系统来运作整个建筑工程仍费造价工作人员带来很大的工作压力。因此在建筑工程中需要对大量的数据进行预算探究，利用计算机技术将大量的信息集成分析处理将是未来建筑行业发展的一个重要突破口。优化建筑CAD技术与概预算系统研究应用普及是将来的趋势。
一概预算的概述
目前概预算主要从两个方面来进行了解。第一方面是工程量的计算。根据人工计算出来的数据录入计算机中的方法是最传统也是最容易出现错误的；通过输入工程图纸的数据让计算机自行计算绘出工程数据信息来完成统计工作的方法是图形输入法的方式；还有一种是运用数字变量设计一些类计算公式，将工程数据进行运算的情况是相对灵活直观的，可以避免以上的缺点误差。另一方面是对工程造价的核算。运用工程量的数据来得出相应的数值，从而计算出工程的费用等项目金额。。在利用取费标准将工程的各项流程中的费用与利润等统一核算，得出最后的造价总额。这是目前概运算在建筑工程中的应用。
二建筑CAD与概预算一体化研究存在的问题
（一）CAD与概预算一体化软件的应用
当前为建筑工程人员所广泛应用的CAD与概预算一体化软件是凭借CAD设计平台设计从工程中提取的数据进行运用，在概预算编制系统中运行读取出建筑工程需要的文件。把CAD与概预算两种技术综合统一可以为建筑工程快速提供所需数据文件，提高造价工程。
（二）工程项目图纸的编制
每个建筑工程项目的施工图是由每个文件与图纸来构成的，为来方便造价工作人员能够有效率的获取自己所需要的图纸数据，在工程量子系统中设计图纸，将整个工程项目图纸的编制中自动生成具体详细信息供操作人员使用。
（三）对工程数据的提取手段
实体的正交投影图与具有一定语法标准和规则进行注释的两种整合是建筑工程图的重要属性。在使用图形中的图线有实体轮廓线和辅助线，对于轮廓线的用途主要是用于描述整个建筑在各种视图中的投影，辅助线来对投影出的轮廓做进一步的解释说明。其次，通过CAD平台进行设计生产图纸，预算工程量信息数据，根据不同的工程量数据的不同特点采用不同的提取方式。第一，采用人工选择与输入的手段在设计说明文件中注明需要进一步理解确定的的信息进行人工选择与有程序的输入。第二，在所有的工程量数据中，利用人机交互的方式将工程数据提取，在大多数的机械土方的挖土长度、深度与广度下，由用户对图形中数据进行标注与选定，再加上计算机中的CAD平台软件自动处理与编辑。第三，注重工程量数据信息的不同自动提取适当的工程数据。就如在对土石方、楼面、门窗或者钢筋工程等的数据分析中对合理的工程量进行自动提取。
三建筑CAD与概预算一体化技术研究中的优化
（一）在多种模块下保证各个模块数据的独立运行
由于建筑CAD与概预算一体化技术中有多种数据模块，在许多模块运行的情况下如何确保每个独立模块的正常运行是需要重视的问题。每个独立的模块都有各自特色的数据模型，因此对于整个软件中合理的管理每个独立模块是对系统的完善方面之一。
（二）共享软件中的各个模块数据
在建筑CAD与概预算一体化体系中实现各个模块数据共享。通过对工程项目管理的相互操作性实现数据共享与自动转换，这样可以实现一量多用的效果。提高整体体系的整体效率。
四小结
对建筑CAD与概预算一体化技术的研究探讨，将通用的CAD计算机设计软件以自动与人机相互结合的发式来获取一定的工程数据是对建筑工程的一大突破。利用多种灵活的方式对工程数据进行提取，提高各类工程量的获取途径，在此基础上完善建筑CAD与概预算一体化的功能，推进建筑CAD与概预算进行更高的设计组合统一，扩大其使用范围，为未来的建筑行业的前景创造出更好的技术水平，同时为人们的更好的生活工作提供质量保证。
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