照片：AEE INTEC

如果要将太阳能供热系统集成到办公室或多户家庭建筑物中，那么捕获太阳能的立面是一个特别吸引人的选择，因为与需要加热或占用多少地板空间相比，可用的屋顶面积通常相对较小。作为IEA SHC Task 56的一部分而成立的国际研究小组现在已经创建了一份名为Design Guidelines的报告，以帮助建筑师和规划师评估和优化建筑集成太阳能系统（BISES）。这项研究由在奥地利因斯布鲁克大学工作的Fabian Ochs协调，并导致该报告于今年6月发表（请参阅所附文件）。

很难量化使用先进的太阳能立面来发电或供热或收集日光的好处，因为通常很难评估立面如何与建筑物的室内环境和能源管理系统相互作用。为了阐明该问题，Fabian Ochs和他的Task 56研究团队分析了影响不同外墙解决方案可行性的技术和经济因素。然后，他们使用他们的发现来开发关键性能指标，以帮助评估和优化几乎零能耗的建筑物，并在成本最佳水平上实现最大的一次能源节省。

由几个标准化办公单元组成的模拟办公大楼（左）（右）
图：因斯布鲁克大学

标准化办公单位

基于标准化办公室单元与一个窗口，27米上的非住宅项目组进行虚拟案例研究2的地面空间和81微米的体积3通过Eurac研究，意大利指定。该办公盒已在多种仿真工具中实现。通过使用几种节能技术之一，在三个位置（罗马，斯图加特和斯德哥尔摩）进行了所有模拟，例如，包括PV外墙和热泵的系统，外墙集热器和预热环境空气的PVT单元。Ochs说：“标准化的盒子模型已经在网上公开提供，因此可以供其他研究人员和计划者使用。” “它帮助我们模拟了由多个单元组成的大型建筑物。”

有关虚拟案例研究，系统变体和结果的全面描述，可以在187页的标题为“系统仿真结果”的报告中找到（随附于此新闻文章）。还有上面提到的较短的49页文档，称为“设计指南”，该文档向从业人员介绍了研究人员所使用的方法以及较长版本中的一些发现。

优化的20年生命周期成本

任务56的成员分析了建筑物围护结构的质量，HVAC配置和先进的采光等控制策略如何影响办公楼的一次能源和成本节省。他们遵循欧盟关于零能耗建筑的建议，使用生命周期成本（LCC）比较安装在新建建筑和翻新建筑中的变体。“然而，现实是，关于建筑物围护结构的决策仍然经常基于如何将投资成本保持在最低水平来做出。相比之下，考虑到该解决方案的初始投资和20年来的运行成本，LCC方法显示出最具成本效益的解决方案。” Ochs说道。

这些行显示了斯德哥尔摩（Sto），斯图加特（Stu）和罗马的办公楼中每个不可再生一次能源单元的生命周期成本和HVAC配置的最小差异。LCC包括20年的投资，维护和运营。HP代表热泵，DE代表直接电。
图表：因斯布鲁克大学

图中的所有线都具有相对平坦的基数，并且最具成本效益，不可再生的一次能源水平为135至145 kWh /m²和年。结果取决于气候，罗马的LCC差异最小，斯德哥尔摩的LCC差异最大。

在斯德哥尔摩，优质的外壳和热泵将成为成本最优的解决方案，其不可再生的一次能源需求约为140 kWh /m²a。在斯图加特，可以通过荧光灯，高质量或高品质的建筑围护结构以及电加热来获得最佳效果。如果要使用LED，则将它们与热泵结合使用将比其他类似解决方案降低更多的成本，并达到所有LED中最低的LLC。同样，建筑物集成的PV可以将办公楼的一次能源需求减少到80 kWh / m 2 a。但是，鉴于当前的情况，将需要采取激励措施，使该技术在中欧和北欧在经济上可行。

在罗马，信封的质量对一次能源节省几乎没有影响。尽管如此，幕墙集成式光伏系统仍具有经济可行性，因为它们可以将一次能源需求削减到创纪录的75 kWh /m²a的最低水平。

本文描述的报告（即系统仿真结果和设计指南）并不是IEA SHC Task 56（为暖通空调和照明设备构建集成太阳能信封系统）的唯一交付成果，该任务于2020年1月结束。如果您需要，请访问Task 56网站想要了解有关其工作的更多信息或下载研究小组使用的报告和工具：https : //task56.iea-shc.org/。