CN113452310B - 一种代替传统彩钢瓦屋顶的建筑一体式防水光伏支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种代替传统彩钢瓦屋顶的建筑一体式防水光伏支架，包括纵向导水槽、防水支架支撑卡件和横向导水槽，所述纵向导水槽的端部向外侧冲压并形成纵向导水槽连接口，纵向导水槽连接口的宽度大于纵向导水槽的宽度；所述防水支架支撑卡件对称设置有两组，两组防水支架支撑卡件之间设有U型支撑件，U型支撑件将纵向导水槽和防水支架支撑卡件组合成一个整体。本发明克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，利用防水光伏支架和光伏发电组件的结合，形成新型屋顶代替传统彩钢瓦，屋顶光伏发电在不占用土地资源的情况下，为社会提供源源不断的绿色能源，具有较高的社会使用价值和应用前景。

Description

一种代替传统彩钢瓦屋顶的建筑一体式防水光伏支架

技术领域

本发明涉及光伏支架技术领域，尤其涉及一种代替传统彩钢瓦屋顶的建筑一体式防水光伏支架。

背景技术

钢结构厂房屋顶铺设传统彩钢瓦增加了厂房的建设成本。

在传统钢结构彩钢瓦厂房屋顶采用传统的光伏发电支架安装光伏发电组件时需要铝合金夹具、铝合金导轨、铝合金中压块、铝合金边压块、螺丝、螺母等材料，造成材料种类多、材料成本高、安装工序复杂耗时长、施工成本高等缺陷。

传统钢结构彩钢瓦厂房屋顶使用寿命相对较短，使用中会出现生锈、破损、漏水等现象。在传统钢结构彩钢瓦厂房屋顶安装光伏发电组件后，如果要对屋顶进行维修，需要先大面积拆除屋顶的光伏发电组件，维修好屋顶后再重新安装光伏发电组件，在大批量拆除光伏发电组件时会对光伏发电组件造成损伤，同时也会加大工作量，增加维修成本。

在传统钢结构彩钢瓦厂房屋顶固定铝合金夹具时打孔会破坏原有彩钢瓦的密封性，容易造成屋顶漏水。

现有的传统防水光伏支架结构设计不合理，主要存在以下几个方面的缺陷：

1、目前传统防水光伏支架与屋顶C型钢梁固定时主要采用自攻丝打孔固定，自攻丝打孔固定时需要工人站在C型钢梁上方通过手电钻向下不停施力将自攻丝打穿防水支架后打入C型钢梁，此过程容易造成高空坠落事故。

2、在自攻丝打穿防水光伏支架后，在还未打入C型钢梁时如果手电钻的力度控制不好，容易使定好位的防水光伏支架产生位移，最终造成防水光伏支架实际安装出现误差。

3、因自攻丝打穿了防水光伏支架，打穿的位置后期存在漏水的隐患。

4、采用自攻丝固定防水光伏支架存在不牢固的安全隐患。

5、目前传统防水光伏支架纵向导水槽上下两个端口大小一致，在两根纵向导水槽连接时一般使用连接片进行连接，连接片位置一般采用结构胶辅助密封。钢结构屋顶冬天与夏天、白天与夜晚温差较大，长时间后结构胶会出现老化现象，结构胶密封处会出现缝隙容易渗水。如果连接片松动也容易形成漏水。该结构设计还存在材料成本高、结构复杂、安装效率低、施工成本高的缺点。

6、目前传统防水光伏支架横向导水槽一般采用长方型设计，平放在纵向导水槽上方，该设计容易造成横向导水槽上下位移。因钢结构厂房屋顶具有一定角度，造成安装好后的横向导水槽的上立边高于下立边，雨水流量大时容量造成雨水从横向导水槽的下立边处溢出。如果横向导水槽中有杂物会影响排水的流速，也会造成雨水从横向导水槽的下立边溢出导水槽。

7、传统防水光伏支架在支架固定好后再铺设光伏发电组件，在光伏发电组件铺设好后再用铝合金边压块、铝合金中压块、螺丝、螺母进行固定，在固定铝合金中压块和铝合金边压块的过程中工人容易对光伏发电组件造成踩踏或按压。后期如果需要对部分光伏发电组件进行更换，在拆除和更换的过程中工人很容易踩踏或按压到周边光伏发电组件，对光伏发电组件表面踩踏或按压后会造成光伏发电组件内部电池片隐裂，电池片隐裂会直接影响光伏发电组件的使用寿命和发电量。

8、传统防水光伏支架和光伏发电组件安装好后，光伏发电组件背面光伏接线盒的光伏电缆没有固定位置，造成光伏电缆无序的悬挂在光伏发电组件背面，在影响整体美观的同时存在安全隐患。

于是，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种代替传统彩钢瓦屋顶的建筑一体式防水光伏支架，以期达到更具有实用价值的目的。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种代替传统彩钢瓦屋顶的建筑一体式防水光伏支架。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种代替传统彩钢瓦屋顶的建筑一体式防水光伏支架，包括纵向导水槽、防水支架支撑卡件和横向导水槽，所述纵向导水槽的端部向外侧冲压并形成纵向导水槽连接口，纵向导水槽连接口的宽度大于纵向导水槽的宽度；

所述纵向导水槽的两侧垂直立边上开设有纵向导水槽螺丝孔，所述防水支架支撑卡件的垂直立边上开设有防水支架支撑卡件螺丝孔；

所述防水支架支撑卡件对称设置有两组，两组防水支架支撑卡件之间设有U型支撑件，U型支撑件将纵向导水槽和防水支架支撑卡件组合成一个整体。

优选的，所述防水支架支撑卡件设置为P型结构，且上顶部为平面结构，防水支架支撑卡件的内壁设有用于插接纵向导水槽的安装槽；

所述防水支架支撑卡件的内侧底壁设有内支撑脚，所述防水支架支撑卡件的外侧底壁设有外支撑脚。

优选的，所述纵向导水槽的底部设有U型螺栓卡槽，U型螺栓卡槽的底部两侧对称设有U型螺栓卡槽挡片，两个U型螺栓卡槽挡片之间留有空隙；

所述纵向导水槽的底部冲压成梯形凸起，两个U型螺栓卡槽挡片与纵向导水槽底部的梯形凸起共同构成U型螺栓卡槽。

优选的，所述U型螺栓卡槽内插接有紧固件，紧固件包括U型螺栓本体；

U型螺栓本体安装于钢结构厂房屋顶的C型钢梁上，U型螺栓本体的底部设有U型螺栓挡片，并通过U型螺栓螺母进行固定；

优选的，所述U型螺栓本体的顶部设有T字型部件，T字型部件插接于U型螺栓卡槽内。

优选的，所述纵向导水槽的两侧垂直立边上开设有横向导水槽卡口，相邻两组横向导水槽卡口之间架设有横向导水槽，横向导水槽的两端设有用于卡接横向导水槽卡口的横向导水槽侧边卡槽。

优选的，所述横向导水槽卡口和横向导水槽侧边卡槽分别设置为C型结构。

优选的，所述横向导水槽的底部为拱形结构。

优选的，所述横向导水槽侧边卡槽的底部一侧设有电线挂钩。

优选的，所述电线挂钩包括纵向固定板和U型挂钩，U型挂钩设置于纵向固定板的底部一侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过防水光伏支架与光伏发电组件的组合，代替了传统彩钢瓦屋顶，降低了厂房建设成本、延长了屋顶的使用寿命。

2.本发明中的防水光伏支架和光伏发电组件全部安装工序简单、易操作，大大降低了高空作业时的风险。

3.本发明中的防水光伏支架省去了传统光伏支架中的铝合金夹具、铝合金导轨、铝合金中压块、铝合金边压块、螺丝、螺母等材料，大大降低了光伏发电系统的材料成本。

4.本发明中的防水光伏支架因安装工序简单，在安装光伏发电组件时不会对光伏发电组件造成踩踏或按压，可在安装防水光伏支架的同时安装光伏发电组件，提高了施工效率，大大降低了光伏发电系统的施工成本。

5.本发明中的防水光伏支架因采用U型结构的紧固件，在固定前和固定后都可以调整位置，所以避免了因固定过程中位移造成的安装误差。

6.本发明中的电线挂钩在防水光伏支架和光伏发电组件安装好后，用于固定光伏发电组件背面光伏接线盒的光伏电缆，消除了电线悬挂的安全隐患。

7.本发明中的防水光伏支架和光伏发电组件在全部安装过程中不需要自攻丝打孔固定，不会对防水结构造成任何破坏，后期不存在漏水的隐患。

8.本发明中的防水光伏支架纵向导水槽的上端留有纵向导水槽连接口，该连接口尺寸略大于下端口，如果需要连接多根纵向导水槽时，可将第二根纵向导水槽的下端口直接插入到第一根纵向导水槽上端的纵向导水槽连接口即可；该结构设计不需要连接片和辅助结构胶密封，不存在渗水和漏水现象，安装简单、易操作。

9.本发明中的横向导水槽采用的是C型结构加拱形结构设计，将横向导水槽侧边卡槽分别卡入横向导水槽卡口后可对横向导水槽起到限位固定作用，在后期使用过程中不会出现位移现象。拱形结构的设计目的是加速横向导水槽中的雨水快速流入到纵向导水槽中，在雨水流速加快时会带走水槽内的灰尘和杂物，防止造成堵塞；因雨水流速度加快不会造成雨水从横向导水槽的下立边溢出。

10.本发明中的防水支架支撑卡件两端为内六角螺丝固定，需要更换光伏发电组件时，只需从光伏发电组件背面下方拆除防水支架支撑卡件两端的内六角螺丝后，将防水支架支撑卡件和上方的光伏发电组件垂直取下即可；简单方便的操作在拆卸和更换光伏发电组件时不会对周边光伏发电组件造成损伤，同时大大降低了维修成本。

11.本发明中的防水光伏发电支架因安装紧凑，提高了钢结构屋顶面积的利用；屋顶光伏发电在不占用土地资源的情况下，为社会提供源源不断的绿色能源。

综上，本发明克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，利用防水光伏支架和光伏发电组件的结合，形成新型屋顶代替传统彩钢瓦，屋顶光伏发电在不占用土地资源的情况下，为社会提供源源不断的绿色能源，具有较高的社会使用价值和应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明纵向导水槽的立体结构示意图；

图2为本发明防水支架支撑卡件的立体结构示意图；

图3为本发明防水支架支撑卡件的安装结构示意图；

图4为本发明防水支架支撑卡件的安装结构截面示意图；

图5为本发明整体安装结构示意图；

图6为本发明紧固件的安装结构示意图；

图7为本发明紧固件的结构示意图；

图8为本发明紧固件的侧视图；

图9为本发明横向导水槽的立体结构示意图；

图10为本发明横向导水槽正视图；

图11为本发明电线挂钩的立体结构示意图；

图12为本发明光伏发电组件的安装结构示意图；

图中：纵向导水槽1、纵向导水槽螺丝孔2、纵向导水槽连接口3、横向导水槽卡口4、U型螺栓卡槽挡片5、U型螺栓卡槽6、防水支架支撑卡件7、内六角螺丝8、防水支架支撑卡件螺丝孔9、U型支撑件10、内支撑脚11、外支撑脚12、紧固件13、U型螺栓本体131、U型螺栓挡片132、T字型部件133、U型螺栓螺母134、横向导水槽14、横向导水槽侧边卡槽15、电线挂钩16、纵向固定板161、U型挂钩162、光伏发电组件17、C型钢梁18。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图1-12，一种代替传统彩钢瓦屋顶的建筑一体式防水光伏支架，包括纵向导水槽1、防水支架支撑卡件7和横向导水槽14，用冷弯成型机和冲压机生产出纵向导水槽1的主体结构，纵向导水槽1的端部向外侧冲压并形成纵向导水槽连接口3，纵向导水槽连接口3的宽度大于纵向导水槽1的宽度，纵向导水槽连接口3的尺寸以能满足纵向导水槽1的下端口插入为准，该纵向导水槽连接口3与下端的纵向导水槽1是一个整体，该结构设计更加方便多根纵向导水槽1的上下连接，连接时不需要连接片和螺丝固定，也不需要使用结构胶辅助密封，直接将纵向导水槽1的下端口插入到纵向导水槽连接口3中即可，在连接后不会出现渗水和漏水的现象；

纵向导水槽1的两侧垂直立边上开设有纵向导水槽螺丝孔2，防水支架支撑卡件7的垂直立边上开设有防水支架支撑卡件螺丝孔9；

防水支架支撑卡件7对称设置有两组，两组防水支架支撑卡件7之间设有U型支撑件10，U型支撑件10将纵向导水槽1和防水支架支撑卡件7组合成一个整体，将U型支撑件10的U字型口朝下，将两端螺母孔对准防水支架支撑卡件螺丝孔9和纵向导水槽螺丝孔2后，用内六角螺丝8分别将两组防水支架支撑卡件7、纵向导水槽1的两侧立边、U字型支撑件10固定在一起，使纵向导水槽1的结构更加稳定，在受到外力时不容易产生形变；U型支撑件10的上端面为平面结构，可对光伏发电组件17的铝合金边框起到支撑作用；

防水支架支撑卡件7设置为P型结构，P型结构用折弯机和冲压机进行加工，且上顶部为平面结构，对光伏发电组件17的背面起到一个支撑作用，该支撑能缓解光伏发电组件17因正面受力造成变形，防止光伏发电组件17里面的电池片因变形产生隐裂，防水支架支撑卡件7的内壁设有用于插接纵向导水槽1的安装槽；

防水支架支撑卡件7的内侧底壁设有内支撑脚11，防水支架支撑卡件7的外侧底壁设有外支撑脚12，内支撑脚11正好与纵向导水槽1的内底部接触，起到稳定作用；

纵向导水槽1的底部设有U型螺栓卡槽6，U型螺栓卡槽6的底部两侧对称设有U型螺栓卡槽挡片5，两个U型螺栓卡槽挡片5之间留有空隙，空隙的宽度以可穿过紧固件13的U型螺栓本体131为准；

纵向导水槽1的底部冲压成梯形凸起，两个U型螺栓卡槽挡片5与纵向导水槽1底部的梯形凸起共同构成U型螺栓卡槽6；U型螺栓卡槽6内插接有紧固件13，紧固件13包括U型螺栓本体131；

该U型螺栓卡槽6更加方便T字型部件133的插入与固定，同时也方便U型螺栓本体131在固定前进行上下左右移动调节；因钢结构厂房屋顶上的C型钢梁18在安装过程中可能会出现位移或变形，造成C型钢梁18之间的间距可能会存在误差，所以U型螺栓本体131必需要具备移动调节功能，该U型螺栓卡槽6的结构设计在起到固定作用的同时正好满足该功能的需求；

U型螺栓本体131安装于钢结构厂房屋顶的C型钢梁上，U型螺栓本体131的底部设有U型螺栓挡片132，并通过U型螺栓螺母134进行固定；U型螺栓本体131的顶部设有T字型部件133，T字型部件133插接于U型螺栓卡槽6内。

纵向导水槽1的两侧垂直立边上开设有横向导水槽卡口4，相邻两组横向导水槽卡口4之间架设有横向导水槽14，横向导水槽14的两端设有用于卡接横向导水槽卡口4的横向导水槽侧边卡槽15，横向导水槽卡口4和横向导水槽侧边卡槽15分别设置为C型结构，横向导水槽卡口4的C型结构设计主要是对横向导水槽15起到一个限位固定作用，防止横向导水槽15安装好后在使用过程中发生上下位移，同时防止因位移造成整体结构变形而漏水；

横向导水槽14的底部为拱形结构，拱形设计的目地是加速横向导水槽14中的雨水快速流入到纵向导水槽1中，在雨水流速加快时会带走水槽内的灰尘和杂物，防止造成堵塞，因雨水流速度加快不会造成雨水从横向导水槽14的下立边溢出；

横向导水槽侧边卡槽15的底部一侧设有电线挂钩16，电线挂钩16包括纵向固定板161和U型挂钩162，U型挂钩162设置于纵向固定板161的底部一侧，电线挂钩16在防水光伏支架和光伏发电组件17安装好后，用于固定光伏发电组件17背面光伏接线盒的光伏电缆，消除了电线悬挂的安全隐患。

工作原理：本发明中，将U型螺栓本体131顶部的T字型部件133插入至U型螺栓卡槽6中，将U型螺栓本体131卡入至厂房的C型钢梁18上，并在C型钢梁18底部安装U型螺栓挡片132，并用U型螺栓螺母134初步固定，根据现场钢结构厂房屋顶的C型钢梁18之间间距的实际情况，调节好U型螺栓本体131和纵向导水槽1后，将第一列纵向导水槽1进行最终固定；

将第二列纵向导水槽1用相同方式初步安装，不进行最终固定，将横向导水槽侧边卡槽15分别卡入到第一列和第二列的横向导水槽卡口4中；

将光伏发电组件17铝合金边框的两侧边分别卡入防水支架支撑卡件7中，使光伏发电组件17背面的背板压在防水支架支撑卡件7的上平面，使光伏发电组件17铝合金边框两侧边的下边压到U型支撑件10的上平面，将光伏发电组件17铝合金边框的上下两个边分别放入横向导水槽14中，上下两个边之间尽量不留空隙，防止大量的雨水流入到横向导水槽14中，调整好光伏发电组件17和第二列纵向导水槽1的位置后，将第二列纵向导水槽1用U型螺栓螺母134把U型螺栓本体131最终固定在钢结构厂房的C型钢梁18上，并将光伏发电组件17背面光伏接线盒的电线接好后直接卡入电线挂钩16中。

此时纵向导水槽1、横向导水槽14和光伏发电组件17组成了一个完整的密封结构，光伏发电组件17上的雨水一部分直接流入纵向导水槽1中，一部分流入到横向导水槽14中，再经过横向导水槽14向两边分别流入到纵向导水槽1中，再由纵向导水槽1排出钢结构厂房屋顶。

在本发明的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，或成一体；可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。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本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种代替传统彩钢瓦屋顶的建筑一体式防水光伏支架，包括纵向导水槽（1）、防水支架支撑卡件（7）和横向导水槽（14），其特征在于：

所述纵向导水槽（1）的端部向外侧冲压并形成纵向导水槽连接口（3），纵向导水槽连接口（3）的宽度大于纵向导水槽（1）的宽度；

所述防水支架支撑卡件（7）对称设置有两组，两组防水支架支撑卡件（7）之间设有U型支撑件（10），U型支撑件（10）将纵向导水槽（1）和防水支架支撑卡件（7）组合成一个整体；

所述防水支架支撑卡件（7）设置为P型结构，且上顶部为平面结构，防水支架支撑卡件（7）的内壁设有用于插接纵向导水槽（1）的安装槽；

所述防水支架支撑卡件（7）的内侧底壁设有内支撑脚（11），所述防水支架支撑卡件（7）的外侧底壁设有外支撑脚（12）；

所述纵向导水槽（1）的底部设有U型螺栓卡槽（6），U型螺栓卡槽（6）的底部两侧对称设有U型螺栓卡槽挡片（5），两个U型螺栓卡槽挡片（5）之间留有空隙；

所述纵向导水槽（1）的底部冲压成梯形凸起，两个U型螺栓卡槽挡片（5）与纵向导水槽（1）底部的梯形凸起共同构成U型螺栓卡槽（6）；

所述U型螺栓卡槽（6）内插接有紧固件（13），紧固件（13）包括U型螺栓本体（131）；

U型螺栓本体（131）安装于钢结构厂房屋顶的C型钢梁上，U型螺栓本体（131）的底部设有U型螺栓挡片（132），并通过U型螺栓螺母（134）进行固定；

所述U型螺栓本体（131）的顶部设有T字型部件（133），T字型部件（133）插接于U型螺栓卡槽（6）内；

所述纵向导水槽（1）的两侧垂直立边上开设有横向导水槽卡口（4），相邻两组横向导水槽卡口（4）之间架设有横向导水槽（14），横向导水槽（14）的两端设有用于卡接横向导水槽卡口（4）的横向导水槽侧边卡槽（15）；

所述横向导水槽卡口（4）和横向导水槽侧边卡槽（15）分别设置为C型结构；

所述横向导水槽（14）的底部为拱形结构。

2.根据权利要求1所述的一种代替传统彩钢瓦屋顶的建筑一体式防水光伏支架，其特征在于：所述横向导水槽侧边卡槽（15）的底部一侧设有电线挂钩（16）。

3.根据权利要求2所述的一种代替传统彩钢瓦屋顶的建筑一体式防水光伏支架，其特征在于：所述电线挂钩（16）包括纵向固定板（161）和U型挂钩（162），U型挂钩（162）设置于纵向固定板（161）的底部一侧。

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