在建筑节能与可再生能源综合利用的大背景下,光伏建筑一体化得到了长足的发展契机,尤其是光伏组件在现代建筑立面上的集成应用。其中,相比不透光光伏组件,光伏玻璃因其可透光性带来的复合能源效益顺应了光伏组件建筑构件化的发展趋势,成为当前国际上光伏建筑应用的主要方向。高层办公建筑现有存量大,且在土地资源日益稀缺的超大型城市中,高层办公建筑是未来办公空间形式不可逆转的发展趋势。然而目前,高层办公建筑普遍存在以下两方面的问题：1)办公空间室内天然光环境存在照度分布不均匀、眩光等问题；2)建筑能耗长期居高不下。应用光伏玻璃可以在理论上为其室内天然光环境现状存在的问题以及建筑节能提出一种解决途径,且高层办公建筑立面亦具备与光伏集成的种种优越性。基于以上考虑,本文尝试研究光伏玻璃在天津地区高层办公建筑办公空间立面窗口应用时的采光性能与节能性能,通过分析光伏玻璃电池覆盖面积比与办公空间的天然采光质量、建筑能耗及发电量之间的影响关系,确定不同建筑朝向光伏玻璃适用及最佳的电池覆盖面积比(区间),使其既满足办公空间天然光环境的需求,又能最大限度地降低高层办公建筑在使用过程中的建筑总能耗。研究主要从以下几方面展开：首先,基于天津地区全年逐时的光气候数据,分别对光伏玻璃应用于天津地区不同朝向办公空间时室内的天然光环境进行动态、静态的模拟对比和定量评价,得出满足室内天然光环境质量要求以及达到理想的天然光环境要求的光伏电池覆盖面积比(区间)；其次,分析光伏玻璃应用于天津地区不同朝向办公空间时的年照明能耗、采暖制冷能耗、发电量及建筑总能耗,得出建筑总能耗最低时对应的最佳光伏电池覆盖面积比(区间)；再次,综合权衡光伏玻璃的采光性能和节能性能,确定光伏玻璃应用于典型办公空间的最佳光伏电池覆盖面积比。最后,选用单层透明玻璃和高透型Low-e中空玻璃作为光伏玻璃的对比工况,通过对其采光性能与节能性能的模拟探讨光伏玻璃在天津地区办公建筑上的适用性。本研究得出的主要结论为：一.基于光伏玻璃的天然采光性能,光伏玻璃应用于天津地区不同朝向办公空间时,能达到理想采光质量的光伏电池覆盖面积比区间为：南向10%-60%,其余朝向为10%-40%；最佳电池覆盖面积比南向为60%,其余朝向为40%。采用最佳的电池覆盖面积比时,可以显著提高室内进深3-5m范围的全天然采光时间百分比,其中,东向的提高幅度最明显,相比最不利时提高247.3%,其次是西向、东南向、西南向、南向；对于室内天然采光有效照度改善显著的区域为0-3m进深范围,其中,对于西向的改善程度最明显,相比最不利时提高了147.7%,其次是西南向、南向、东南向、东向。二.基于光伏玻璃的节能性能,光伏玻璃在天津地区不同朝向办公空间应用时的最佳电池覆盖面积比区间南向和东南向为60-80%；西南向为10%和40%；东向为70%；西向为80%。采用最佳的电池覆盖面积比时,相比最不利时,南向、东南向、西南向、东向和西向分别可以节约建筑总能耗的7.0%、10.0%、5.6%、6.3%和5.0%。三.光伏玻璃的电池覆盖面积比对建筑室内天然光环境和建筑总能耗有很大的影响,在建筑不同朝向时,最佳电池覆盖面积比(区间)不同。综合考虑光伏玻璃的采光性能和节能性能,得出了光伏玻璃应用于天津地区办公建筑不同朝向的最佳电池覆盖积比为南向60%,其余朝向40%。南向应用光伏玻璃最佳电池覆盖面积比时意义最大,相比最不利的电池覆盖面积比,在显著改善UDI的同时,全年总能耗的降低也是最明显的。四.光伏玻璃应用于天津地区高层办公建筑,能够改善室内天然光环境质量,降低建筑总能耗,可以在天津地区进行推荐性应用。(1)光伏玻璃的采光性能优于其他两种玻璃,能明显改善窗体附近一定进深范围内的采光质量,有效减少直射光对室内产生的不利影响。在五个朝向中,相比其它两种玻璃,光伏玻璃应用于南向时,对于室内采光的改善效果最为明显,其次是东向、东南向和西南向,对于西向的改善效果相对较小。相比其他两种玻璃,光伏玻璃能有效减少眩光出现的几率,在视觉舒适性方面有一定的优势。(2)在五个朝向的办公空间,应用光伏玻璃的全年总能耗值均低于单层透明玻璃和满足寒冷地区节能要求的高透型Low-e中空玻璃。相比单层透明玻璃,在西向应用光伏玻璃的节能效果最好,节能率为48.4%,其次是南向、西南向、东向、东南向；相比应用高透型Low-e中空玻璃,也是在西向的节能效果最好,节能率46.0%,其次是南向、西南向、东南向、东向。该研究成果可以为光伏玻璃在中国天津地区高层办公建筑上的推广应用提供理论支持,促进光伏建筑一体化的发展。