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加拿大的研究人員發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場太陽能發(fā)電的近零能耗建筑不應(yīng)超過50 kWh/m2a的能源使用強度(EUI ),他們說這相當(dāng)于最多10層樓。他們還確定凈零能耗狀態(tài)下允許的最大EUI為17至28 kWh/(㎡.a)。

由太陽能供電的建筑高度不應(yīng)超過10層，如果它們必須達(dá)到凈零能源性能的話。

這是多倫多大學(xué)研究人員調(diào)查太陽能高樓技術(shù)可行性的主要結(jié)論幾乎零能耗的建筑(NZEBs)，特別是對一次能源需求非常低的住宅和商業(yè)建筑，可再生能源在很大程度上滿足了這些需求。

在這樣的建筑中，每年能源使用的總量大約等于現(xiàn)場生產(chǎn)的可再生能源的總量。加拿大研究人員表示:“全電力建筑中的凈零能源性能將抵消與從電網(wǎng)中提取的任何能源相關(guān)的排放，從而實現(xiàn)凈零排放狀態(tài)。”

科學(xué)家指出，大多數(shù)凈零能耗建筑要么是獨棟住宅，要么是低層建筑，并指出高層建筑很難達(dá)到NZEB的地位，因為它們的建筑面積與表面積之比很大，這減少了部署太陽能系統(tǒng)的可用空間。“在對歐洲32棟幾乎零能耗建筑的調(diào)查中，只有4棟建筑有五層或更多，最高的一棟有七層，”他們報告說。

該小組使用最大能源使用強度(EUI)作為主要參數(shù)進行分析，最大能源使用強度以千瓦時/立方米計算。他們調(diào)查了不同的太陽能系統(tǒng)配置，包括光伏和光伏熱(PVT)技術(shù)，評估了各種地理區(qū)域和建筑幾何形狀。

對于他們的評估，學(xué)者們假設(shè)了一個40層的建筑，40㎡× 40㎡占地面積，3.8米的天花板高度，所有墻壁上的窗墻比為50%。“為了涵蓋廣泛的位置、氣候和太陽能潛力，研究了北美的16個大都市，”他們解釋說，并指出他們在兩種不同的情況下考慮了光伏和PVT集熱器。

在第一個場景中，整個屋頂區(qū)域覆蓋著光伏系統(tǒng)，所有的墻壁都配備了建筑集成光伏(BIPV)板。在第二個方案中，屋頂和墻壁上所有可用的區(qū)域都覆蓋了PVT板。“這項研究假設(shè)屋頂和墻壁上的所有可用區(qū)域，包括朝北的墻壁，都覆蓋著光伏或PVT電池板，”科學(xué)家們指出，并補充說他們的分析也沒有考慮來自城市環(huán)境的陰影。這種假設(shè)在許多情況下是不切實際的，尤其是屋頂，因為建筑中的其他系統(tǒng)，例如HVAC，需要一些可用的面積。

分析表明，在第一種情況下，凈零能耗性能允許的最大EUI范圍為16.5 kWh/㎡至24.2千瓦時/㎡。在第二種情況下，EUI在18.6 kWh/㎡和27.8千瓦時/㎡之間。“從光伏到PVT集熱器的轉(zhuǎn)換將EUI提高了8%到44%，因為PVT的效率明顯更高，”學(xué)者們說。“將建筑物的朝向改為非方形地板形狀，可將光伏建筑的EUI提高52%，PVT建筑的EUI提高63%。”

他們的結(jié)論是，為了成為NZEBs，建筑物的EUI不應(yīng)超過50 kWh/㎡他們說最多相當(dāng)于10層樓。“相反，如果能源強度降低到只有75千瓦時/㎡如果要成為NZEB，建筑高度應(yīng)該限制在5-6層。

他們的發(fā)現(xiàn)可以在論文中找到”利用太陽能實現(xiàn)高層建筑零能耗的可行性，”這本書最近發(fā)表在能源和建筑環(huán)境. 

原標(biāo)題：為了達(dá)到凈零能耗狀態(tài)，光伏建筑不應(yīng)超過10層