CN114396140B - 一种新型bipv光伏屋面组合板及安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新型BIPV光伏屋面组合板及安装方法，该光伏屋面组合板由光伏屋面组合板左肋搭接结构、紧固加紧件、光伏屋面组合底板及光伏屋面组合板右肋搭接结构组成，光伏屋面组合板分为内嵌型光伏屋面组合底板和紧固型光伏屋面组合底板。本发明解决了现有技术中光伏组件在钢结构建筑系统中需要用其他结构组件进行二次安装的问题，使光伏组件与金属屋面实现一体化，不仅具有传统金属屋面的美观、耐久、防渗漏、抗外力等诸多优点外，还简化了光伏组件在金属屋面上的安装程序，可在工厂直接加工成型，节省安装成本，提高现场施工效率等方面超越了传统光伏屋面系统，彰显其独特的优越性。
Description
技术领域
本发明涉及光伏建筑技术领域，尤其涉及一种新型BIPV光伏屋面组合板及安装方法。
背景技术
BIPV(Building Integrated Photovoltaic；光伏建筑一体化)是与新建筑物同时设计、同时施工和同时安装并与建筑形成结合的光伏发电系统，是建筑物必不可少的一部分，既发挥建筑材料的功能(如遮风、挡雨、隔热等)，又发挥发电的功能，使建筑物成为绿色建筑。
BIPV具有多种不同的安装形式，比如光伏屋顶、光伏幕墙和光伏天棚等。现阶段光伏屋顶多为构件式BAPV，主要是通过将镀锌铝合金背板组件边框做成锁扣结构，在安装完金属屋面后，在彩钢瓦上进行二次安装，安装程序繁琐，安装成本高、现场施工效率低，且经常与现有建筑物功能发生冲突。集实用与装饰美化为一体，集彩钢瓦与光伏组件为一体；既发挥建筑本身的优势特点，又可发挥发电节能的功能效果；是今后发展光伏建筑一体化的大势所趋。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明提供一种新型BIPV光伏屋面组合板及安装方法，简化了光伏组件在金属屋面上的安装程序，在工厂直接加工成型，节省安装成本，解决现有技术中光伏屋面安装中光伏组件繁多，安装程序繁琐，施工效率低下等问题。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种新型BIPV光伏屋面组合板，该光伏屋面组合板由光伏屋面组合板左肋搭接结构、紧固加紧件、光伏屋面组合底板及光伏屋面组合板右肋搭接结构组成，
所述光伏屋面组合板分为内嵌型光伏屋面组合底板和紧固型光伏屋面组合底板：
其中，内嵌型光伏屋面组合底板由包括底板左肋、底板右肋、底板加强肋、底板多腔区、内嵌型底板承载区、内嵌型底板空腔区、内嵌型底板上夹扣、内嵌型光伏组件组成；
其中，紧固型光伏屋面组合底板由底板左肋、底板右肋、底板加强肋、底板多腔区、紧固型底板承载区、紧固型底板螺柱、薄头尼龙螺母、组件压条、紧固型光伏组件组成；
所述光伏屋面组合底板为光伏屋面组合板主体，所述底板左肋和所述底板右肋分别位于所述光伏屋面组合底板两侧，所述光伏屋面组合底板中设置有底板加强肋，该底板加强肋位于所述底板左肋和所述底板右肋下侧，增加其结构稳定性，所述底板多腔区位于所述底板加强肋内侧，所述底板多腔区内侧为底板承载区，底板承载区和光伏组件包括以下两种组合方式：
其一、内嵌型底板承载区与所述内嵌型底板上夹扣形成内嵌型底板空腔区，所述内嵌型光伏组件通过所述内嵌型底板槽口滑入所述内嵌型底板承载区，空腔区四周用防水材料密封，形成内嵌型光伏屋面组合底板；
其二、所述紧固型底板螺柱位于底板承载区两侧，将所述紧固型光伏组件通过所述薄头尼龙螺母、所述组件压条紧固在所述紧固型底板承载区，并在所述紧固型光伏组件四周用防水材料密封，形成紧固型光伏屋面组合底板；
所述底板左肋和所述底板右肋分别由所述拉铆钉穿过，与所述光伏屋面组合板左肋搭接结构、所述光伏屋面组合板右肋搭接结构和所述紧固加紧件锚固在一起，形成光伏屋面组合板。
优选的，所述光伏屋面组合底板包括以下两种结构形式：
其一，为内嵌型光伏屋面组合底板，其内嵌型底板上夹扣为三角状，且与底板加强肋和底板多腔区形成三角结构，提高结构稳定性，防止受较大外部载荷时，光伏组件在夹扣处连接结构发生变形脱落；
其二，为紧固型光伏屋面组合底板，其紧固型底板螺柱与紧固型底板承载区一体成型，将两侧开有孔的紧固型光伏组件穿过紧固型底板螺柱用组件压条和薄头尼龙螺母紧固，组件压条增大其受压面积，防止光伏组件受到较大外部载荷时，因应力集中而发生破环。
优选的，所述防水密封胶分别放置在光伏屋面组合板右肋搭接结构、光伏屋面组合板左肋搭接结构与光伏屋面组合底板之间；所述拉铆钉依次穿过光伏屋面组合板右肋搭接结构或光伏屋面组合板左肋搭接结构与所述防水密封胶、所述光伏屋面组合底板将其以三明治形式紧密铆固形成一个紧密连接的整体，所述防水密封胶在其所述底板左肋和所述底板右肋端部通常放置进行二次防水。
优选的，所述光伏屋面组合板连接结构均为直立锁边结构，锁边形式有450°和540°两种卷边锁缝。
优选的，所述光伏屋面组合底板的左右两侧所述拉铆钉也穿过紧固加紧件，一并将其紧密铆固。
优选的，所述防水密封胶包括密封管胶和条状胶泥两种，密封管胶设置于所述光伏屋面组合板右肋搭接结构、所光伏屋面组合板左肋搭接结构与所述光伏屋面组合底板相交位置的内侧。
优选的，所述拉铆钉均为防水拉铆钉。
优选的，所述拉铆钉沿着所述光伏屋面组合底板长度方向以每个300mm的间距紧密铆固。
优选的，所述内嵌型光伏组件为无边框双玻组件，所述紧固型光伏组件为双玻光伏组件且两侧留白玻璃开有连接孔。
一种新型BIPV光伏屋面组合板的安装方法，具体包括以下步骤：
S1、将搭接背板穿过下坡光伏屋面组合底板的底板搭接孔及防水密封胶，使搭接背板与下坡光伏屋面组合底板的底部紧密贴合；
S2、定位上坡光伏屋面组合底板，将上坡光伏屋面组合底板的前端与下坡光伏屋面组合底板的端部搭接，确保有至少50mm的搭接长度；
S3、在上坡光伏屋面组合底板端部根据屋面板上的底板搭接孔放置搭接压条，使用搭接压条可使搭接节点的受力均匀；
S4、使用紧固螺钉将搭接压条和上下坡光伏屋面组合底板和搭接背板连接起来，使之整个光伏屋面安装完成后形成一个完整的屋面系统；
S5、在搭接光伏屋面组合底板时，对光伏组件通过光伏组件接线装置用导线连接起来。
综上所述，本发明具有如下优点：
本发明在组装成光伏屋面后，光伏组件与接线装置均在室外，仅需在室外通过导线对接线装置进行连接即可，提高了连线的便利性，并且本发明可整体布置于屋顶，也可与彩钢瓦混合搭接适用，安装方法与金属建筑安装方式相同；不仅具有传统金属屋面的美观、耐久、防渗漏、抗外力等诸多优点外，还简化了光伏组件在金属屋面上的安装程序，可在工厂直接加工成型，节省安装成本，提高现场施工效率等方面超越了传统光伏屋面系统，彰显其独特的优越性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的光伏屋面组合板的主视图；
图2是本发明实施例提供的光伏屋面组合板的俯视图；
图3是本发明实施例提供的内嵌型光伏屋面组合底板的主视图；
图4是本发明实施例提供的内嵌型光伏屋面组合底板的俯视图；
图5是本发明实施例提供的内嵌型光伏屋面组合底板的主视图和剖视图；
图6是本发明实施例提供的紧固型光伏屋面组合底板的主视图；
图7是本发明实施例提供的紧固型光伏屋面组合底板的俯视图；
图8是本发明实施例提供的紧固型光伏屋面组合底板的主视图和剖视图；
图9是本发明中图1所示的两块光伏屋面组合板连接的主视图；
图10是本发明中图7所示的光伏屋面组合板连接后一种卷边形式的主视图；
图11是本发明中图7所示的光伏屋面组合板连接后另一种卷边形式的主视图；
图12是本发明提供的光伏屋面组合板的搭接结构示意图；
图13是本发明提供的光伏屋面组合板系统的总布置图。
其中：光伏屋面组合底板-1、光伏屋面组合板左肋连接结构-2、光伏屋面组合板右肋连接结构-3、紧固加紧件-5、拉铆钉-6、防水密封胶-7、光伏组件接线装置-8、搭接背板-10、搭接压条-11、紧固螺钉-12、底板左肋-101、底板右肋-102、内嵌型底板上夹扣-103、内嵌型光伏组件-104、底板多腔区-105、底板加强肋-106、内嵌型底板承载区-107、内嵌型底板槽口-108、底板搭接孔-109、紧固型光伏组件-124、紧固型底板螺柱-127、组件压条-128、薄头尼龙螺母-129、紧固型底板承载区-130。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
如图1所示，本发明提供一种新型BIPV光伏屋面组合板，包括光伏屋面组合底板1、光伏屋面组合板左肋连接结构2、光伏屋面组合板右肋连接结构3、紧固加紧件5、拉铆钉6、防水密封胶7、光伏组件接线装置8。
光伏屋面组合底板1是光伏屋面组合板的主体；是一个含有空腔的平面，底板左肋101和底板右肋102为光伏屋面组合底板1向上延伸出两个弯折连接区，底板加强肋106分别位于底板左肋101和底板右肋102下侧，如图3、图6所示，此结构增强了光伏屋面组合板抗风能力，底板多腔区105位于底板加强肋106内侧，底板多腔的设计在相同的承载能力的前提下，提高光伏组件散热性能，减少底板的自重。
如图3、图4、图5所示，底板多腔区105内侧为底板承载区，底板承载区和光伏组件有两种组合方式：
其一、内嵌型底板承载区107与内嵌型底板上夹扣103形成底板空腔区，其内嵌型底板上夹扣103为三角状，与底板加强肋106和底板多腔区105形成三角结构，提高结构稳定性，防止受较大外部载荷时，在夹扣处连接结构发生破坏，内嵌型光伏组件104通过内嵌型底板槽口108滑入底板空腔区后，空腔区四周用防水材料密封，形成内嵌型光伏屋面组合底板；
其二、紧固型底板螺柱127位于紧固型底板承载区130两侧，将紧固型光伏组件124通过薄头尼龙螺母129、组件压条128固定在紧固型底板承载区130，组件压条128增大光伏组件受压面积，防止其受到较大外部载荷时，因应力集中而发生破环，并在光伏组件四周用防水材料密封，形成紧固型光伏屋面组合底板。
如图6、图7、图8所示；由底板左肋101和底板右肋102分别由拉铆钉6穿过与光伏屋面组合板左肋搭接结构2、光伏屋面组合板右肋搭接结构3和紧固加紧件5锚固在一起，光伏屋面组合底板1和光伏屋面组合板左肋搭接结构2、光伏屋面组合板右肋搭接结构3之间分别设置有两道防水密封胶7，采用双重防水结构，保证了光伏屋面有非常优秀的防水效果；并且使之成为一个紧密连接的整体，形成光伏屋面组合板。本发明施例提供的光伏板可在工厂就组装测试完成，作为一体化成型的光伏板在项目中安装就像安装普通金属屋面系统一样安全、简单。
本发明实施例提供的光伏屋面组合板的连接方式采用了先进的直立锁边结构，如图9所示，锁边形式有450°和540°两种卷边锁缝；如图10、图11所示，安装时，沿着光伏屋面板的纵向边缘相互锁扣，形成垂直于屋面的锁缝，板与板之间通过锁缝的形式相连，形成一个联系紧密几乎刚性的屋面系统，拥有优秀的防水及抗风能力。
如图12所示，一种新型BIPV光伏屋面组合板的安装方法，包括以下步骤：
S1、将搭接背板10穿过下坡光伏屋面组合底板1的底板搭接孔109及防水密封胶7，使搭接背板10与下坡光伏屋面组合底板1的底部紧密贴合；
S2、定位上坡光伏屋面组合底板1，将上坡光伏屋面组合底板1的前端与下坡光伏屋面组合底板1的端部搭接，确保有至少50mm的搭接长度；
S3、在上坡光伏屋面组合底板1端部根据屋面板上的底板搭接孔109放置搭接压条11，使用搭接压条11可使搭接节点的受力均匀；
S4、使用紧固螺钉12将搭接压条11和上下坡光伏屋面组合底板1和搭接背板10连接起来，保证绝对密实；达到双重防水效果，使之整个光伏屋面安装完成后形成一个完整的屋面系统，具有良好的抗风性性能和防水性能；
S5、在搭接光伏屋面组合底板1时，对光伏组件通过光伏组件接线装置8用导线连接起来，高效便捷。
本发明实施例中的光伏屋面板在达到传统发电效率的同时，解决了现有技术中光伏组件在钢结构建筑系统中需要用其他结构组件进行二次安装的问题，使光伏组件与彩钢瓦实现一体化，不仅具有传统金属屋面的美观、耐久、防渗漏、抗外力等诸多优点外，还简化了光伏组件在金属屋面上的安装程序，可在工厂直接加工成型，节省安装成本，提高现场施工效率等方面超越了传统光伏屋面系统，彰显其独特的优越性。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种BIPV光伏屋面组合板，其特征在于：该光伏屋面组合板由光伏屋面组合板左肋搭接结构（2）、紧固加紧件（5）、光伏屋面组合底板（1）及光伏屋面组合板右肋搭接结构（3）组成，
所述光伏屋面组合板分为内嵌型光伏屋面组合底板和紧固型光伏屋面组合底板：
其中，内嵌型光伏屋面组合底板由包括底板左肋（101）、底板右肋（102）、底板加强肋（106）、底板多腔区（105）、内嵌型底板承载区（107）、内嵌型底板空腔区、内嵌型底板上夹扣（103）、内嵌型光伏组件（104）组成；
其中，紧固型光伏屋面组合底板由底板左肋（101）、底板右肋（102）、底板加强肋（106）、底板多腔区（105）、紧固型底板承载区（130）、紧固型底板螺柱（127）、薄头尼龙螺母（129）、组件压条（128）、紧固型光伏组件（124）组成；
所述光伏屋面组合底板（1）为光伏屋面组合板主体，所述底板左肋（101）和所述底板右肋（102）分别位于所述光伏屋面组合底板（1）两侧，所述光伏屋面组合底板（1）中设置有底板加强肋（106），该底板加强肋（106）位于所述底板左肋（101）和所述底板右肋（102）下侧，所述底板多腔区（105）位于所述底板加强肋（106）内侧，所述底板多腔区（105）内侧为底板承载区，底板承载区和光伏组件包括以下两种组合方式：
其一、内嵌型底板承载区（107）与所述内嵌型底板上夹扣（103）形成内嵌型底板空腔区，所述内嵌型光伏组件（104）通过内嵌型底板槽口（108）滑入所述内嵌型底板承载区（107），空腔区四周用防水材料密封，形成内嵌型光伏屋面组合底板；
其二、所述紧固型底板螺柱（127）位于底板承载区两侧，将所述紧固型光伏组件（124）通过所述薄头尼龙螺母（129）、所述组件压条（128）紧固在所述紧固型底板承载区（130），并在所述紧固型光伏组件（124）四周用防水材料密封，形成紧固型光伏屋面组合底板；
所述底板左肋（101）和所述底板右肋（102）分别由拉铆钉（6）穿过，与所述光伏屋面组合板左肋搭接结构（2）、所述光伏屋面组合板右肋搭接结构（3）和所述紧固加紧件（5）锚固在一起，形成光伏屋面组合板。
2.根据权利要求1所述一种BIPV光伏屋面组合板，其特征在于：所述光伏屋面组合底板（1）包括以下两种结构形式：
其一，为内嵌型光伏屋面组合底板，其内嵌型底板上夹扣（103）为三角状，且与底板加强肋（106）和底板多腔区（105）形成三角结构；
其二，为紧固型光伏屋面组合底板，其紧固型底板螺柱（127）与紧固型底板承载区（130）一体成型，将两侧开有孔的紧固型光伏组件（124）穿过紧固型底板螺柱（127）用组件压条（128）和薄头尼龙螺母（129）紧固。
3.根据权利要求1所述一种BIPV光伏屋面组合板，其特征在于：防水密封胶（7）分别放置在光伏屋面组合板右肋搭接结构（3）、光伏屋面组合板左肋搭接结构（2）与光伏屋面组合底板（1）之间；所述拉铆钉（6）依次穿过光伏屋面组合板右肋搭接结构（3）或光伏屋面组合板左肋搭接结构（2）与所述防水密封胶（7）、所述光伏屋面组合底板（1）将其以三明治形式紧密铆固形成一个紧密连接的整体，所述防水密封胶（7）在其所述底板左肋（101）和所述底板右肋（102）端部进行二次防水。
4.根据权利要求1-3任意一项所述一种BIPV光伏屋面组合板，其特征在于：所述光伏屋面组合板连接结构均为直立锁边结构，锁边形式有450°和540°两种卷边锁缝。
5.根据权利要求1所述一种BIPV光伏屋面组合板，其特征在于：所述光伏屋面组合底板（1）的左右两侧所述拉铆钉（6）也穿过紧固加紧件（5），一并将其紧密铆固。
6.根据权利要求3所述一种BIPV光伏屋面组合板，其特征在于：所述防水密封胶（7）包括密封管胶和条状胶泥两种，密封管胶设置于所述光伏屋面组合板右肋搭接结构（3）、所光伏屋面组合板左肋搭接结构（2）与所述光伏屋面组合底板（1）相交位置的内侧。
7.根据权利要求5所述一种BIPV光伏屋面组合板，其特征在于：所述拉铆钉（6）均为防水拉铆钉。
8.根据权利要求7所述一种BIPV光伏屋面组合板，其特征在于：所述拉铆钉（6）沿着所述光伏屋面组合底板（1）长度方向以每个300mm的间距紧密铆固。
9.根据权利要求1所述一种BIPV光伏屋面组合板，其特征在于：所述内嵌型光伏组件（104）为无边框双玻组件，所述紧固型光伏组件（124）为双玻光伏组件且两侧留白玻璃开有连接孔。
10.根据权利要求1-9任意一项所述一种BIPV光伏屋面组合板的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将搭接背板（10）穿过下坡光伏屋面组合底板（1）的底板搭接孔（109）及防水密封胶（7），使搭接背板（10）与下坡光伏屋面组合底板（1）的底部紧密贴合；
S2、定位上坡光伏屋面组合底板（1），将上坡光伏屋面组合底板（1）的前端与下坡光伏屋面组合底板（1）的端部搭接，确保有至少50mm的搭接长度；
S3、在上坡光伏屋面组合底板（1）端部根据屋面板上的底板搭接孔（109）放置搭接压条（11），使用搭接压条（11）可使搭接节点的受力均匀；
S4、使用紧固螺钉（12）将搭接压条（11）和上下坡光伏屋面组合底板（1）和搭接背板（10）连接起来，使之整个光伏屋面安装完成后形成一个完整的屋面系统；
S5、在搭接光伏屋面组合底板（1）时，对光伏组件通过光伏组件接线装置（8）用导线连接起来。
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