CN111456334A - 一种彩钢瓦组件及光伏彩钢瓦组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种彩钢瓦组件，包括：彩钢瓦本体、凸楞、压块和螺栓，所述彩钢瓦本体上设有多个平行的凸楞，所述凸楞内卡设有压块，所述螺栓顶端连接所述压块，所述螺栓底端连接屋顶固定件；所述凸楞包括向上突起的上平面，所述凸楞两侧设有内凹的凹槽，所述上平面与所述凹槽构成用于容置所述压块的容置腔。本发明提供的彩钢瓦组件及光伏彩钢瓦组件，在不破坏彩钢瓦及原有屋面防水、保温、防火基本功能的基础上，通过对彩钢瓦的重新设计，实现光伏组件和彩钢瓦现场粘接结合成光伏彩钢瓦产品，并可实现机械化批量生产、安装，即满足建筑物对屋面建材的要求，又使光伏发电的成本大幅下降。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域，尤其涉及一种便于安装光伏的彩钢瓦组件、安装有光伏的光伏彩钢瓦组件。
背景技术
当前，由彩钢压型钢板瓦俗称彩钢瓦和光伏组件结合构成了光伏发电屋面，为众多工商建筑屋面提供了节能环保并有大量收益的产品。但是，由于光伏发电产品是近十几年来出现的环保发电可再生能源利用的产品，而彩钢压型瓦已经使用了50多年了，当时的彩钢瓦型材截面并没有考虑现在光伏产品的安装问题，所以现在的光伏板安装是要在瓦的上方先安装铝合金卡具、支架，如公开号为CN110005147《彩钢瓦屋面光伏支架系统》、CN103997284《体型彩钢瓦光伏支架结构》、CN104022722《直立锁边彩钢瓦屋面光伏支架结构》等等现在众多的彩钢瓦连接支架和卡具专利，然后再将光伏组件安装在铝支架上面，构成屋面光伏发电站。由于没有适合的彩钢压型瓦产品，只能采取这种将光伏组件强加在彩钢瓦上的安装的方法，常常使得屋面的荷载过大或超过设计荷载要求，使得屋面钢结构材料增加或对原钢结构进行加固后才可以安装光伏电站，造成光伏电站成本高、收益差、施工周期长、不易维修等等问题。特别是由于彩钢瓦的寿命和光伏组件的寿命不一致造成要么大修屋面和电站，要么电站寿命提前结束的尴尬。由于屋面安装了光伏电站，也造成屋面的各种功能的改变，若屋面出现渗漏、材料腐烂等问题时，维修处理就相当麻烦。
现在也出现了一些彩钢瓦光伏一体化的产品，如公开号为CN111030568A《一种彩钢瓦光伏一体结构》、CN10663916A《一种新型光伏彩钢瓦》，这两种结构有共同的缺点就是制造成本高、安装不易、运输困难、很难保证屋面材料的基本功能如防水、保温、防火的实现。如公开号为CN111030568A《一种彩钢瓦光伏一体结构》每块组件和彩钢瓦都是一个独立的单元，每个单元仅有1.7—2M2，组成屋面需要很多个单元，屋面上就产生了很多横向、纵向搭接缝隙，防水结构复杂且可靠性差，要完成夹芯屋面板的安装就必须人工现场敷设施工，成本很高；公开号为CN10663916A《一种新型光伏彩钢瓦》同样有类似的问题，且结构复杂、成本更高同时屋面防水、保温、消防等问题都很难解决。
发明内容
本发明为解决现有的彩钢瓦进行光伏组件安装时产生的各种问题，所采用的技术方案是：一种彩钢瓦组件，包括：彩钢瓦本体、凸楞、压块和螺栓，所述彩钢瓦本体上设有多个平行的凸楞，所述凸楞内卡设有压块，所述螺栓顶端连接所述压块，所述螺栓底端连接屋顶固定件；
所述凸楞包括向上突起的上平面，所述凸楞两侧设有内凹的凹槽，所述上平面与所述凹槽构成用于容置所述压块的容置腔。
进一步改进为，所述压块包括基座和设置于所述基座上的顶端侧翼，所述顶端侧翼呈矩形，且所述顶端侧翼四个角中的两个对角呈圆角。
进一步改进为，所述顶端侧翼的侧面为斜面，且所述斜面与所述上平面两侧向凹槽延伸的侧面倾斜角度相同。
进一步改进为，所述彩钢瓦本体的最外侧所述凸楞内的所述压块上的一侧所述顶端侧翼边缘处设有拼条。
进一步改进为，一侧所述顶端侧翼上设有缺口，且所述拼条一端设有与所述缺口相匹配的凸缘。
进一步改进为，横向两个相邻所述彩钢瓦本体之间设有拼接彩钢瓦。
进一步改进为，所述彩钢瓦本体两侧的最外侧均为凸楞，所述拼接彩钢瓦两侧斜向上的延伸部端部具有与所述凸楞的所述凹槽相匹配的弯槽，所述弯槽从所述凹槽内侧与凹槽嵌合。
进一步改进为，所述彩钢瓦本体纵向一端设有用于容纳纵向搭接的下层所述彩钢瓦上的所述凸楞的搭接凸楞。
本发明还提供了一种光伏彩钢瓦组件，包括上述任一项所述的彩钢瓦组件和光伏组件，所述光伏组件通过胶层连接于所述凸楞上。
进一步改进为，所述胶层包括结构胶层和双面胶层，所述结构胶层和所述双面胶层沿所述凸楞交替设置于所述凸楞上。
图1是本发明的彩钢瓦本体结构示意图；
图2是本发明的光伏彩钢瓦组件结构示意图；
图3是图2中A部放大示意图；
图4是本发明的凸楞结构示意图；
图5是本发明的压块结构示意图；
图6是本发明的压块底视结构示意图；
图7是本发明的压块和拼条结构示意图；
图8是本发明的拼条结构示意图；
图9是本发明的拼接彩钢瓦结构示意图；
图10是本发明的两个彩钢瓦长度方向搭接处结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
在发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
如图1至图3所示，本发明提供了一种彩钢瓦组件，包括：彩钢瓦本体2、凸楞21、压块5和螺栓6，所述彩钢瓦本体2上设有多个平行的凸楞21，所述凸楞21内卡设有压块5，卡入凸楞21内的压块随螺栓的上紧不会轻易脱落，所述螺栓6顶端连接所述压块5，所述螺栓6底端连接屋顶固定件(檩条C型钢8、大梁型钢9)，随着螺栓6的上紧，卡在凸楞21内的压块5逐渐向下拉住凸楞21，进而使得彩钢瓦本体2固定连接在屋顶固定件上，而无需在彩钢瓦本体2上打孔穿过固定螺栓；
如图4所示，所述凸楞21包括向上突起的上平面211，所述凸楞两侧设有内凹的凹槽212，所述上平面211与所述凹槽212构成用于容置所述压块5的容置腔。
如图5和图6所示，进一步改进为，所述压块5包括基座和设置于所述基座上的顶端侧翼51，所述顶端侧翼51呈矩形，且所述顶端侧翼51四个角中的两个对角呈圆角54。
进一步改进为，所述顶端侧翼51的侧面为斜面52，且所述斜面52与所述上平面211两侧向凹槽212延伸的侧面倾斜角度相同。
如图7所示，进一步改进为，所述彩钢瓦本体2的最外侧所述凸楞21内的所述压块5上的一侧所述顶端侧翼51边缘处设有拼条56。
如图8所示，进一步改进为，一侧所述顶端侧翼51上设有缺口53，且所述拼条56一端设有与所述缺口53相匹配的凸缘55。
如图2、图3、图9所示，进一步改进为，横向两个相邻所述彩钢瓦本体2之间设有拼接彩钢瓦7。
如图1所示，进一步改进为，所述彩钢瓦本体2两侧的最外侧均为凸楞21，如图9所示，所述拼接彩钢瓦7两侧斜向上的延伸部端部具有与所述凸楞21的所述凹槽相匹配的弯槽71，所述弯槽71从所述凹槽内侧与凹槽嵌合。
进一步改进为，所述彩钢瓦本体2纵向一端设有用于容纳纵向搭接的下层所述彩钢瓦上的所述凸楞21的搭接凸楞15。具体地，将纵向搭接的上层彩钢瓦本体2搭接部位的凸楞21进行二次轧制加工成搭接凸楞15，使其产生宽度方向上的变形，使得其宽度允许所述下层彩钢瓦本体2搭接部位的凸楞21插入。
如图2、图3所示，本发明还提供了一种光伏彩钢瓦组件，包括上述任一项所述的彩钢瓦组件和光伏组件1，所述光伏组件1通过胶层3连接于所述凸楞21上。
进一步改进为，所述胶层3包括结构胶层和双面胶层，所述结构胶层和所述双面胶层沿所述凸楞交替设置于所述凸楞上。
本发明的彩钢瓦在与房屋屋顶固定件(檩条、大梁)的连接方式上做了改进，通过压块实现了彩钢瓦的背面安装，无需打孔，在不破坏彩钢瓦及原有屋面防水、保温、防火基本功能的基础上，通过对彩钢瓦的重新设计，实现光伏组件和彩钢瓦现场粘接结合成光伏彩钢瓦产品，并可实现机械化批量生产、安装，即满足建筑物对屋面建材的要求，又使光伏发电的成本大幅下降。
应用例：
如图2所示，单层光伏彩钢瓦组件构成包括光伏组件1、彩钢瓦本体2、胶层3(相间隔设置的结构胶层和双面胶层)、压块5、螺栓6、拼接彩钢瓦7、檩条C型钢8、屋面大梁型钢9。其中，结构胶层可采用耐候硅酮结构胶，双面胶层可采用EVA双面胶带。
所述光伏组件1为60片电池或72片电池组件，所述光伏组件1是没有边框的单玻组件，其制作方法除没有边框外和常规组件相同；所述彩钢瓦本体2是由一定厚度的彩钢板卷轧制的型材。所述彩钢瓦本体2可根据组件接线盒数量的不同轧制多于或等于三道截面尺寸相同的凸楞(凸起瓦楞)21，所述彩钢瓦本体2的两边最外侧凸起瓦楞22为不完全形状，但角度及凹槽形状与所述凸起瓦楞21相同，所述两边最外侧凸起瓦楞22的上平面的外沿间距大于等于所述光伏组件1的宽度；所述凸起瓦楞21截面如图4所示，所述凸起瓦楞21的上面为有一定宽度的上平面211，所述上平面211与所述彩钢瓦本体2的下平面213平行，所述凸起瓦楞21的两侧有对称向内且斜向上凹下去的凹槽212，在所述凸起瓦楞21内侧形成所述压块5压紧的对称受力面。
如图5和6所示，所述压块5是铝合金拉伸型材，由所述压块5和拼条56组成。所述压块5的两边有对称的顶端侧翼51，中间有一螺孔；所述两个侧翼51上均在螺栓6上紧的方向上，将上紧螺栓6时先碰到所述凸起瓦楞21内壁一边的直角倒成的圆角54，另一个仍然是直角，使得在螺栓6上紧时所述压块5可以随螺栓6转动90°，超过90°时所述压块5的直边会碰到所述凸起瓦楞21的内壁而停止转动，这时当螺栓6继续转动上紧时，所述压块5只能上下移动，最终压块5会紧紧地压在凸起瓦楞21的内侧由对称的所述凹槽212构成的受力面上；所述压块5的顶端侧翼51的外侧为一个与所述凸起瓦楞21内壁斜度相等的斜面52；所述压块5的顶端侧翼51的厚度小于所述凹槽212和所述上平面211之间的距离，同时大于压块5中部螺孔螺距的3倍；矩形所述压块5的窄边宽度C小于所述凸起瓦楞21对称两侧的所述凹槽212之间的间距。
当所述压块5压紧在所述拼接彩钢瓦7和背装彩钢瓦2搭接部位时，由于所述两种构件的所述凹槽212尺寸一样，搭接后造成所述凸起瓦楞21的两个对称所述凹槽212的上平面产生高差，造成所述压块倾斜。为避免这种现象，在所述压块5的一侧设有一个小缺口53，并将所述拼条56嵌入其中形成如图7所示形状，所述拼条56的长度与压块5的宽度相等或略长于压块5，形状和尺寸与压块5的相应位置的形状尺寸相同，拼条底部的厚度等于彩钢板的厚度；所述拼条56上面的凸缘55与所述压块5的一侧的小缺口53截面尺寸相同，当所述拼条56嵌入所述小缺口53后，将两端用榔头敲变型以防所述拼条在安装过程分中掉出来。
如图9所示，所述拼接彩钢瓦7主要起到光伏彩钢瓦的横向连接作用，所述拼接彩钢瓦7是由和所述彩钢瓦本体2相同的材料轧制而成，所述拼接彩钢瓦7的两端有对称的弯槽71，所述弯槽71结构尺寸应和所述彩钢瓦本体2的所述凹槽212相适应，以使得在拼接时所述弯槽71正好可以扣入到所述凹槽212中，所述拼接彩钢瓦7在扣入背装式彩钢瓦后两者的下平面平齐或所述拼接彩钢瓦7的下平面72略高于所述拼接彩钢瓦7的下平面。
所述光伏彩钢瓦组件将所述光伏组件用结构胶粘接到所述彩钢瓦本体2表面上(粘接到凸楞21上)，由于组件材料和彩钢板材料不一样，材料温度系数不同，在温度变化时将产生不一样的长度变化，为了避免因温差造成光伏组件的损坏，结构胶必须有一定的厚度，用结构胶产生的切向应变来补充不同材料的温差效应；另外在打胶粘接完后，由于结构胶没有固化，在搬运到固化点时，所述光伏组件1和所述彩钢瓦本体2很可能产生相对位移，这将影响产品的结合力，造成安全隐患，因此必须要有临时相对固定的措施。而为了达到上述要求，在打胶前把有相同厚度的EVA双面胶带粘贴到所述彩钢瓦本体的所述凸起瓦楞21的上平面211处，所述双面胶带的宽度与所述凸起瓦楞21上平面211的宽度相等，长度大于50mm小于200mm，所述EVA双面胶带的硬度与固化后的结构胶硬度基本相同，硬度差不大与邵氏硬度5°。粘接的数量是每块所述光伏组件1对应所述彩钢瓦本体2粘接处有三排相等厚度的所述EVA双面胶带，上、中、下各有一排。粘接结合顺序是现在所述彩钢瓦本体2的上平面211上粘贴所述EVA双面胶带，再在上所述上平面211上面没有粘贴所述EVA双面胶带其他部分打结构胶，最后把所述光伏组件1放到对应的位置上。在所述彩钢瓦本体2的长度方向上粘接大于两件时，相邻两件所述光伏组件1的间距大于20mm。
由于本发明采用的是背装式结构，彩钢板的长度可以做到吊装能允许的最大化，即一块彩钢瓦本体2可以在长度方向上粘接若干块光伏组件，安装在屋面上是在瓦的背部连接，保证了瓦的连续性，可最大化地减少了屋面的搭接横缝，改善了瓦的防水功能。同时因为所述光伏组件1在长度方向有三或四道粘接面，减小了组件受力支撑间距，大大地提高了所述光伏组件1的受力强度，若将组件玻璃的厚度减小就可以大大减少屋面荷载，从而不会因为屋面电站的安装而更改原钢结构建筑的许用荷载。
由于彩钢瓦本体2有向内的凹槽212，在长度方向搭接时会产生很大的缝隙，缝隙过大难以处理，产生防水隐患。本发明利用彩钢板瓦易于变形的特点，按照应搭接的长度在位于上部的所述彩钢瓦本体2的搭接部位二次轧制，搭接后构成如图10所示的形状，该节点构成为搭接上、下两块所述彩钢瓦本体2上部板151、下部板152、端部灌注密封结构胶153，所述上部板151的搭接部位的凸楞21进行二次轧制加工成搭接凸楞15，使所述上部板151端部搭接部位产生宽度方向上的变形，使得其宽度允许所述下部板152的所述凸起瓦楞21插入，并达到所述上部板151和所述下部板152之间的间隙最小的状况，搭接后在搭接间隙处灌注密封结构胶。所述拼接彩钢瓦7在所述上部板151的变形过度部位将产生干涉，将所述拼接彩钢瓦7的干涉部分切除，并在该部位灌注密封结构胶。
本发明还提供了一种光伏彩钢瓦组件施工方法，包括如下步骤：
将彩钢瓦本体进行轧制，形成多个平行的凸楞；
将彩钢瓦本体长度方向上的一端二次轧制，产生宽度方向上的变形，使得其宽度允许搭接在下部的彩钢瓦本体上的凸楞插入；
将光伏组件通过胶层粘连在凸楞上；
将安装有光伏组件的彩钢瓦本体吊装至屋顶；
通过螺栓将彩钢瓦本体固定值屋顶固定件上；
在彩钢瓦本体长度方向上相搭接的间隙处灌注密封结构胶。
使用本发明构成的屋面的屋脊、山墙连接、采光顶的处理方式与常规屋面类似。但要在屋脊瓦与所述彩钢瓦本体部位的所述凸楞缝隙中灌注结构胶。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种彩钢瓦组件，其特征在于，包括：彩钢瓦本体、凸楞、压块和螺栓，所述彩钢瓦本体上设有多个平行的凸楞，所述凸楞内卡设有压块，所述螺栓顶端连接所述压块，所述螺栓底端连接屋顶固定件；
所述凸楞包括向上突起的上平面，所述凸楞两侧设有内凹的凹槽，所述上平面与所述凹槽构成用于容置所述压块的容置腔。
2.根据权利要求1所述的彩钢瓦组件，其特征在于，所述压块包括基座和设置于所述基座上的顶端侧翼，所述顶端侧翼呈矩形，且所述顶端侧翼四个角中的两个对角呈圆角。
3.根据权利要求2所述的彩钢瓦组件，其特征在于，所述顶端侧翼的侧面为斜面，且所述斜面与所述上平面两侧向凹槽延伸的侧面倾斜角度相同。
4.根据权利要求3所述的彩钢瓦组件，其特征在于，所述彩钢瓦本体的最外侧所述凸楞内的所述压块上的一侧所述顶端侧翼边缘处设有拼条。
5.根据权利要求4所述的彩钢瓦组件，其特征在于，一侧所述顶端侧翼上设有缺口，且所述拼条一端设有与所述缺口相匹配的凸缘。
6.根据权利要求1所述的彩钢瓦组件，其特征在于，横向两个相邻所述彩钢瓦本体之间设有拼接彩钢瓦。
7.根据权利要求6所述的彩钢瓦组件，其特征在于，所述彩钢瓦本体两侧的最外侧均为凸楞，所述拼接彩钢瓦两侧斜向上的延伸部端部具有与所述凸楞的所述凹槽相匹配的弯槽，所述弯槽从所述凹槽内侧与凹槽嵌合。
8.根据权利要求1所述的彩钢瓦组件，其特征在于，所述彩钢瓦本体纵向一端设有用于容纳纵向搭接的下层所述彩钢瓦上的所述凸楞的搭接凸楞。
9.一种光伏彩钢瓦组件，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的彩钢瓦组件和光伏组件，所述光伏组件通过胶层连接于所述凸楞上。
10.根据权利要求9所述的光伏彩钢瓦组件，其特征在于，所述胶层包括结构胶层和双面胶层，所述结构胶层和所述双面胶层沿所述凸楞交替设置于所述凸楞上。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202010434151.3A CN111456334A (zh) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | 一种彩钢瓦组件及光伏彩钢瓦组件 |
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| CN202010434151.3A CN111456334A (zh) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | 一种彩钢瓦组件及光伏彩钢瓦组件 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115787937A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-03-14 | 南昌安道智能技术有限公司 | 一种轻质光伏组件建筑一体化结构及施工方法 |
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2020
- 2020-05-21 CN CN202010434151.3A patent/CN111456334A/zh active Pending
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