龍文志

當(dāng)務(wù)之急
——加強(qiáng)光伏建筑一體化應(yīng)用管理

龍文志

本文論述了在太陽(yáng)能光伏建筑一體化應(yīng)用中要防止 “一哄而起、魚龍混雜”，指出保證光伏建筑一體化健康發(fā)展，加強(qiáng)光伏建筑一體化應(yīng)用的管理是當(dāng)務(wù)之急。

鋼化玻璃自爆；半鋼化玻璃；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；工程技術(shù)規(guī)范；許可證；設(shè)計(jì)施工資質(zhì)；認(rèn)證體系；招投標(biāo)管理

一、光伏建筑一體化應(yīng)用春天來臨

光伏建筑一體化 （Building Integrated Photovoltaic）是把太陽(yáng)能同建筑結(jié)合起來，將房屋發(fā)展成具有獨(dú)立電源，自我循環(huán)的21世紀(jì)新型建筑，是建筑概念的拓寬和發(fā)展，是21世紀(jì)建筑及光伏技術(shù)市場(chǎng)的需求，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人類社會(huì)進(jìn)步的必然。光伏建筑將成為21世紀(jì)最重要的新興產(chǎn)業(yè)之一。

2008年世界金融危機(jī)使全球資產(chǎn)面臨重新溢價(jià)，金融版圖隨之悄然改寫，與之相伴的還有國(guó)際油價(jià)的跌宕起伏。伴隨金融危機(jī)恐慌心理的蔓延，影響金融危機(jī)的因素?cái)U(kuò)大。能源安全，作為世界各國(guó)政府密切關(guān)注及深入研究的課題亦被提上議事日程，世界各國(guó)從保護(hù)國(guó)家安全角度，制定和調(diào)整本國(guó)的能源戰(zhàn)略。為了對(duì)付世界性的能源、環(huán)境、金融等危機(jī)的影響，各國(guó)政府高度重視可再生清潔新能源，并把太陽(yáng)能發(fā)電作為首選發(fā)展方向。從歷史上看，幾乎每一次對(duì)于經(jīng)濟(jì)危機(jī)的成功應(yīng)對(duì)，都成為重要技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的先導(dǎo)。反過來說，能不能實(shí)現(xiàn)技術(shù)提升和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，又是一個(gè)國(guó)家能否實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定復(fù)蘇的基本前提。這一次經(jīng)濟(jì)危機(jī)也會(huì)是如此，各國(guó)政府將新能源列為振興經(jīng)濟(jì)、化解危機(jī)的重要對(duì)策；迫切需要尋找替代傳統(tǒng)能源的戰(zhàn)略發(fā)展方向，新的制高點(diǎn)的爭(zhēng)奪將直接決定未來全球經(jīng)濟(jì)的新格局。

隨著全球金融危機(jī)持續(xù)蔓延，發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)需求普遍萎縮。因此，當(dāng)前我國(guó)應(yīng)對(duì)危機(jī)的重點(diǎn)，在于通過各項(xiàng)措施，擴(kuò)大內(nèi)需和擴(kuò)大投資。怎樣才能有效地?cái)U(kuò)大內(nèi)需和投資？哪些產(chǎn)業(yè)或項(xiàng)目能夠納入政策扶持范圍？關(guān)鍵看是否具備四個(gè)可持續(xù)性：生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性、社會(huì)發(fā)展的可持續(xù)性和技術(shù)創(chuàng)新的可持續(xù)性。以這四個(gè) “可持續(xù)性”來衡量，擴(kuò)大對(duì)可再生能源領(lǐng)域尤其是太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的投資、設(shè)法拉動(dòng)太陽(yáng)能應(yīng)用產(chǎn)品的內(nèi)需市場(chǎng)，是最值得給予特殊政策加以扶持的領(lǐng)域之一。

為促進(jìn)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；l(fā)展，培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，國(guó)家財(cái)政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2009年3月23日發(fā)出 《關(guān)于加快推進(jìn)太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用的實(shí)施意見》 （財(cái)政部財(cái)建[2009]128號(hào)），財(cái)政部同步印發(fā) 《太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》 (財(cái)建 [2009] 129號(hào))、 《關(guān)于印發(fā)太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目申報(bào)指南的通知》 (財(cái)辦建 [2009]34號(hào)) （簡(jiǎn)稱三文件）推出了大幅度補(bǔ)貼示范性光伏發(fā)電項(xiàng)目的政策。財(cái)政部、科技部、國(guó)家能源局于2009年7月16日發(fā)布了 《金太陽(yáng)示范工程財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》財(cái)建 〔2009〕397號(hào)：金太陽(yáng)示范工程綜合采取財(cái)政補(bǔ)助、科技支持和市場(chǎng)拉動(dòng)方式，加快國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展，以促進(jìn)光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)步，并網(wǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目原則上按光伏發(fā)電系統(tǒng)及其配套輸配電工程總投資的50%給予補(bǔ)助。

2009年11月25日國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議公布了中國(guó)的碳減排目標(biāo)──到2020年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%─45%。CO2的減排，主要是采取化石能源的替代技術(shù)，尤其是光電建筑等可再生能源技術(shù) (核能目前已經(jīng)被排除在聯(lián)合履約和CDM機(jī)制之外)。

十一屆全國(guó)人大常委會(huì)第十二次會(huì)議2009年12月26日表決通過關(guān)于修改可再生能源法的決定。修改后的可再生能源法規(guī)定，國(guó)家財(cái)政設(shè)立可再生能源發(fā)展基金?？稍偕茉捶ㄒ?guī)定，基金的資金來源包括國(guó)家財(cái)政年度安排的專項(xiàng)資金和依法征收的可再生能源電價(jià)附加收入等，對(duì)可再生能源發(fā)電實(shí)施全額保障性收購(gòu)制度，是強(qiáng)化有關(guān)電網(wǎng)企業(yè)收購(gòu)可再生能源的責(zé)任和義務(wù)，培育可再生能源市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)的重要手段。

2010年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，表明了每次大的危機(jī)過后，都會(huì)出現(xiàn)一次大的產(chǎn)業(yè)革命來調(diào)整原來的經(jīng)濟(jì)模式。我們面臨的下一輪產(chǎn)業(yè)革命，將從新能源和低碳經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域爆發(fā)。 “低碳經(jīng)濟(jì)”是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，是人類社會(huì)繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進(jìn)步。 “低碳經(jīng)濟(jì)”實(shí)質(zhì)是能源高效利用、清潔能源開發(fā)，核心是能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新以及人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。

綜上所述，光伏建筑一體化應(yīng)用風(fēng)暴正在全國(guó)和世界各地掀起。尤其是我們中國(guó)在創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)的主題帶動(dòng)下，各地政府、企業(yè)界紛紛聚焦 “太陽(yáng)能光伏建筑一體化”，一場(chǎng)能源產(chǎn)業(yè)的革命已經(jīng)在爆發(fā)邊緣，太陽(yáng)能光伏建筑一體化應(yīng)用春天來臨了。

二、光伏建筑要防止 “一哄而起、魚龍混雜”

據(jù)了解中國(guó)建成107項(xiàng)光伏建筑和光伏電站，其中小于10兆瓦約計(jì)73項(xiàng)，大于10兆瓦約計(jì)24項(xiàng)，大都能正常運(yùn)行，但也有個(gè)別工程造價(jià)很高，卻在運(yùn)行中故障頻繁，不能使用。下面是光伏建筑的—些破壞照片。

圖1 光伏屋面工程破壞實(shí)例照片

圖2 光伏屋面工程破壞實(shí)例照片

圖3 光伏屋面工程破壞實(shí)例照片

圖4 光伏屋面工程破壞實(shí)例照片

圖5 光電板破裂照片

三、案例

國(guó)內(nèi)某火車站主站房光電屋頂采光帶共鋪設(shè)1800塊銅銦鎵硒太陽(yáng)中空玻璃光伏組件，竣工后不久，產(chǎn)生了鋼化玻璃自爆、光電板發(fā)花、脫落等故障 （見圖6-12）。

該建筑的中央采光頂?shù)膬蓚?cè)，每側(cè)分布了3排中空玻璃光伏組件，光電板分布在采光頂?shù)闹锌詹Ａе?，使用的是德?guó) Wurth Solar公司1200mm×600mm(銅銦鎵硒)太陽(yáng)電池組件，中空玻璃光伏組件從室外往內(nèi)依次為：8mm超白玻+光電池板芯片++30A空氣層+8LOW-E玻璃+1.52PVB +8mm(夾膠玻璃)，全部為鋼化玻璃，電池芯片間采用密封拼接，采用壓塊式的安裝方式。支撐系統(tǒng)為鋼結(jié)構(gòu)，主龍骨為220×140×6mm鋼通，次龍骨為120×80×4mm鋼通。在龍骨上預(yù)制螺紋孔，用螺釘通過壓板將組件的副框固定在龍骨上。在組件底部間隙填塞泡沫棒和打密封膠，密封膠的上面鋪設(shè)導(dǎo)線，然后安裝蓋板。

圖6 該工程光電屋頂節(jié)點(diǎn)圖

四、建議光伏組件不使用全鋼化玻璃，推薦半鋼化玻璃

1.不可控鋼化玻璃自爆的特點(diǎn)

圖7 該工程光電屋頂室內(nèi)照片

圖8 該工程光電屋頂室外安裝照片

圖9 該工程光電屋頂竣工后光電板照片

圖10 該工程光電屋頂竣工后光電板照片

（1）鋼化玻璃原因不清，責(zé)任難明。

（2）自爆時(shí)間沒有確定性，可能是剛出爐，也可能是出廠后1-2月，也有出廠1-2年才自爆的，引起鋼化玻璃較多自爆的時(shí)間可能是產(chǎn)品生產(chǎn)完成后的4-5年。

圖11 該工程光電屋頂竣工后光電板照片

圖12 該工程光電屋頂竣工后光電板照片

（3）據(jù)不完全了解，大部分廠家產(chǎn)品的概率是千分之三左右的自爆率；個(gè)別廠家產(chǎn)品的概率可能還要高。

（4）均質(zhì)處理可降低自爆率，但不能杜絕自爆。

2.鋼化玻璃自爆的根本原因是因?yàn)椴Ａе泻辛蚧嚰爱愘|(zhì)相顆粒雜質(zhì)，雜質(zhì)是如何混入的現(xiàn)還未根本查清，玻璃中是如何混入鎳的，最大可能的來源是設(shè)備上使用的各種含鎳合金部件及窯爐上使用的各種耐熱合金。對(duì)于燒油的熔窯，曾報(bào)道在小爐中發(fā)現(xiàn)富鎳的凝結(jié)物。硫毫無疑問來源于配合料中及燃料中的含硫成份。當(dāng)溫度超過1000℃時(shí)，硫化鎳以液滴形式存在于熔融玻璃中，這些小液滴的固化溫度為797℃。1克硫化鎳就能生成約1000個(gè)直徑為0.15mm的小結(jié)石。硫化鎳可以在生產(chǎn)完成后任何時(shí)候發(fā)生，故現(xiàn)在還不能完全杜絕，至今無有效防止辦法稱為 “玻璃幕墻的癌癥”。

3.光電玻璃組件使用全鋼化玻璃問題值得探討

（1）鋼化玻璃自爆是當(dāng)前光電玻璃組件安全迫切需要解決重要的問題。但是對(duì)于安全玻璃的概念，傳統(tǒng)的概念是 （全）鋼化玻璃屬于安全玻璃。其根據(jù)除了強(qiáng)度較高外，主要是由于 （全）鋼化玻璃破碎時(shí)會(huì)整塊玻璃全部破碎成蜂窩狀鈍角小顆粒，不易傷人。對(duì)于光電和光電玻璃屋頂玻璃主要擔(dān)心是玻璃破碎墜落傷人。這里應(yīng)該包含三部分要求：

①是玻璃具有足夠的強(qiáng)度，使其承受設(shè)計(jì)荷載不破壞；

②玻璃萬一破裂要具有防碰碎散落性，使其處于破碎狀態(tài)時(shí)保證不會(huì)墜落飛散；

③足夠斷裂韌度K1c。

在很多國(guó)外玻璃幕墻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中都明確玻璃幕墻不宜使用單片鋼化玻璃，應(yīng)采用防飛散玻璃，日本高層建筑玻璃幕墻上使用 （全）鋼化玻璃，必須增貼一層防飛散膜，以確保安全?！皬?qiáng)而不破碎，破碎不散落”防飛散玻璃才是玻璃幕墻使用的安全玻璃。

4.推薦采用半鋼化玻璃

半鋼化玻璃生產(chǎn)采用與鋼化玻璃類似的工藝方法，只是冷卻速度較慢，因此其表面應(yīng)力略小于鋼化玻璃。半鋼化玻璃在機(jī)械強(qiáng)度、抗風(fēng)壓性能、抗沖擊性能和抗熱震性方面明顯優(yōu)子普通退火玻璃，較適合使用于玻璃幕墻中。

半鋼化玻璃特性：強(qiáng)度為普通玻璃的2倍，可以有效地抵抗熱應(yīng)力作用，避免玻璃的熱炸裂，一旦破裂，半鋼化玻璃裂紋全部是延伸到邊，其碎片可以保留在框架內(nèi)而不會(huì)墜落；不易發(fā)生鋼化玻璃的自爆現(xiàn)象；比鋼化玻璃具有更好的平整度。

5.廣州電視塔，高610m，在435m-450m處裝光伏玻璃幕墻中空玻璃，形狀分三角形與四邊形，三角形單元高度3300mm，底邊1600mm的為120塊、底邊1960mm的為168塊，四邊形單元高度 1900mm，底邊 1600mm的為 300塊、底邊1960mm的為42塊，光電幕墻呈封閉橢園。采用中空玻璃組件，其玻璃采用的是夾層半鋼化玻璃。

五、加強(qiáng)BIPV管理

盡快編寫B(tài)IPV技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)規(guī)范，盡快實(shí)行許可證或設(shè)計(jì)、施工資質(zhì)制度，盡快建立中國(guó)BIPV光伏產(chǎn)品認(rèn)證體系。

圖13 廣州電視塔光電幕墻安裝高度示意圖

圖15 廣州電視塔橢園光電幕墻

上例雖是個(gè)別現(xiàn)象，但也提醒和警示：光伏建筑一體化應(yīng)用中若對(duì)技術(shù)、施工及光伏產(chǎn)品的質(zhì)量缺少有效的控制，工程經(jīng)過短期使用后出現(xiàn)故障，不但造成國(guó)家資金的大量浪費(fèi)，也打擊了消費(fèi)者對(duì)BIPV的信心，影響整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展。不利于光伏應(yīng)用發(fā)展的情況，根本原因就是，示范工程監(jiān)管和問責(zé)制度的缺失，使得國(guó)家的政策補(bǔ)貼成了唐僧肉。吃下去哪怕是不消化，也不去管它?？墒枪夥こ痰拿看问?、無效，都深深地打擊了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。那些為了短期效益，不顧技術(shù)現(xiàn)實(shí)，想方設(shè)法混淆視聽，謀取財(cái)政補(bǔ)貼，以及偷工減料建造虛假光伏工程與為了推銷產(chǎn)品收買外行專家代言，蠱惑市場(chǎng)的行為，都應(yīng)該有人去管才行。光伏應(yīng)用是一門新興的學(xué)科，而且還在發(fā)展之中。光伏應(yīng)用技術(shù)涉及面廣，實(shí)踐性強(qiáng)，專業(yè)分工繁多，發(fā)展變化迅速，鑒于我國(guó)不少幕墻企業(yè)對(duì)BIPV比較生疏，目前也沒有這方面做更深層次的研究和必要技術(shù)儲(chǔ)備；而光伏組件及光伏系統(tǒng)的生產(chǎn)公司缺少BIPV設(shè)計(jì)方面的技術(shù)，對(duì)幕墻、屋頂?shù)鹊陌惭b要求知之甚少；太陽(yáng)能光伏與建筑結(jié)合，即從技術(shù)、工藝、結(jié)構(gòu)等方面實(shí)現(xiàn)完全意義上的一體化，還有許多研究工作要做，不是想象的那么簡(jiǎn)單。為了適應(yīng)BIPV飛速發(fā)展的形勢(shì)，保證BIPV健康發(fā)展，確保BIPV工程的質(zhì)量，BIPV工程不能再出現(xiàn)類似失誤，加強(qiáng)BIPV管理是當(dāng)務(wù)之急！盡快編寫B(tài)IPV技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)規(guī)范，BIPV施工企業(yè)盡快實(shí)行許可證或設(shè)計(jì)、施工資質(zhì)制度，盡快建立中國(guó)BIPV光伏產(chǎn)品認(rèn)證體系。目前國(guó)際電工委員會(huì) （IEC）和全球光伏認(rèn)證組織正在進(jìn)行合作，統(tǒng)一光伏產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)應(yīng)該借助起點(diǎn)比較高的優(yōu)勢(shì)，迅速建立起同國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌的認(rèn)證體系，并同國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)多加溝通和協(xié)調(diào)，促進(jìn)國(guó)際互認(rèn)。在以上制度未實(shí)行之前，每項(xiàng)BIPV工程必須按照建標(biāo)〔2005〕124號(hào)文件進(jìn)行 “三新核準(zhǔn)”，確保BIPV工程的質(zhì)量和安全。

六、加強(qiáng)光伏建筑招投標(biāo)管理

光伏建筑工程失敗教訓(xùn)，使得一些有意建造新的光伏工程的投資者，期望借競(jìng)爭(zhēng)性談判采購(gòu)的方式，尋求理想的供應(yīng)商，從而完成一項(xiàng)滿意的光伏工程。然而，沒有從技術(shù)層面上去深究以往工程的成敗原因，而僅僅從商務(wù)的角度來考察得失是行不通的。因?yàn)楣夥こ淌且粋€(gè)復(fù)雜的、技術(shù)含量很高的技術(shù)項(xiàng)目。任何一項(xiàng)光伏工程的方案，都具有科研的性質(zhì)，既要量身定做，又必須應(yīng)對(duì)變化。所以，光伏工程不像其他成熟的幕墻屋頂工程那樣規(guī)范，也不存在一個(gè)成熟的有競(jìng)爭(zhēng)性的光伏工程市場(chǎng)。隨著節(jié)能事業(yè)被重視，光伏工程需求日益增多，參加光伏工程競(jìng)標(biāo)的競(jìng)標(biāo)者，大部分是一些隨市場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生的太陽(yáng)能公司，這些公司有的是采購(gòu)太陽(yáng)能電池組件和逆變器來做工程的集成公司；有的是單一生產(chǎn)電池或逆變器的廠家；還有很多是生產(chǎn)或經(jīng)營(yíng)太陽(yáng)能熱水器的公司。而招標(biāo)者也少有專業(yè)人士，招標(biāo)者和競(jìng)標(biāo)者都對(duì)光伏工程技術(shù)缺乏起碼了解。這種背離專業(yè)的盲目追趕市場(chǎng)的做法，必然會(huì)給工程留下很多隱患。

招標(biāo)文件起草者不了解光伏技術(shù)的一些基本概念，一些起草標(biāo)書的人在翻閱了幾本專業(yè)書籍之后，自以為已經(jīng)懂得了該領(lǐng)域的基本知識(shí)。其實(shí)，沒有能把光伏應(yīng)用技術(shù)方面的相關(guān)知識(shí)了解清楚，導(dǎo)致不正確招標(biāo)，致使工程失敗，例如：某光伏工程招標(biāo)文件中錯(cuò)誤地把 “峰瓦”當(dāng)作電池板的輸出功率了。 “峰瓦”是指光電池在特定的光照條件下 (每平米1000W太陽(yáng)輻照強(qiáng)度)，在確定的溫度 (25℃)時(shí)，發(fā)電能力為1W的單元。由于這是光電池在一般情況下最高的發(fā)電能力，所以稱之為峰 (值)瓦，而平時(shí)的日照強(qiáng)度是遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)值的。加上電池板的偏析，早晚、陰雨、空氣透光度低及灰塵、陰影遮擋，甚至于自身的衰退和老化等因素，都會(huì)導(dǎo)致發(fā)電能力的大幅度降低。該工程實(shí)際需要4000W，需要單晶電池組件最低量為32000Wp，但標(biāo)書要求供應(yīng)5000Wp的電池板，從而導(dǎo)致該工程失敗。

光伏建筑應(yīng)用技術(shù)是一項(xiàng)學(xué)科跨度大的科學(xué)技術(shù)，一項(xiàng)光伏幕墻屋頂工程不僅包含電池組件，還包含電工、建筑，對(duì)光伏照明工程來說還有照明配件等。所以不少招標(biāo)文件不能完整、清楚地表達(dá)所求。

光伏工程建造，不能簡(jiǎn)單地套用現(xiàn)成的招投標(biāo)模式。應(yīng)用工程的技術(shù)難度不是隨便一家企業(yè)就可以勝任的。不少電池板生產(chǎn)廠家和熱水器工程公司，與光伏工程的實(shí)際運(yùn)用相差太遠(yuǎn)，普通光伏產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家和一些研究逆變并網(wǎng)系統(tǒng)的研究部門，也未必有設(shè)計(jì)和安裝光伏工程的能力。光伏工程立項(xiàng)之前，需要有專門的考察。對(duì)示范工程的考察必須入木三分，走馬觀花必有后患。有可能的話建議相關(guān)職能部門組織專家對(duì)重點(diǎn)宣傳的光伏工程進(jìn)行評(píng)估，加強(qiáng)光伏建筑招投標(biāo)管理，促進(jìn)光伏建筑健康發(fā)展。

[1]鄭金峰.抓住機(jī)遇 提高光伏組件質(zhì)量 把光電建筑應(yīng)用推向新的起點(diǎn).中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu).2010.2

[2]龍文志.幕墻、門窗及采光頂應(yīng)采用防飛散玻璃.

[3]周民一.光伏工程招標(biāo)文件中存在的幾個(gè)問題.

TU113.1

C

1671-3362（2010）03-0046-06

（作者為建設(shè)部幕墻門窗標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)專家組長(zhǎng)中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)光電建筑應(yīng)用委員會(huì)專家）