CN114658148A - 一种幕墙单元、光伏幕墙及建筑物 - Google Patents

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CN114658148A CN202210294895.9A CN202210294895A CN114658148A CN 114658148 A CN114658148 A CN 114658148A CN 202210294895 A CN202210294895 A CN 202210294895A CN 114658148 A CN114658148 A CN 114658148A
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Abstract

本发明公开一种幕墙单元、光伏幕墙及建筑物，涉及光伏幕墙技术领域，用于解决建筑物非墙体的层间位置不易安装光伏组件，规范走线提高美观程度。光伏幕墙包括多个电连接在一起的幕墙单元；每个幕墙单元均包括承载框，承载框包括光伏承载框和透光承载框，透光承载框安装有透光层；光伏承载框安装有光伏组件，光伏组件包括层压件和副框，层压件设置在副框上，副框与光伏承载框固定连接。

Description

一种幕墙单元、光伏幕墙及建筑物
技术领域
本发明涉及光伏幕墙技术领域，尤其涉及一种幕墙单元、光伏幕墙及建筑物。
背景技术
光伏幕墙通常包括多个光伏结构、横梁和竖向立柱。在组装过程中，两个横边框和两个竖边框依次首尾连接，以形成一个框架。光伏组件通常包括依次连接的具有外边框的层压件、接线盒、光伏线缆和接线器，一般上述层压件通过粘结件与框架粘结。
近年响应国家绿色建筑的行业发展，光伏幕墙的项目需求也在不断增加，建筑与光伏行业都在对光伏建筑一体化进行不断探索与实践。针对晶硅光伏幕墙，现有技术存在建筑物非墙体的层间处不易安装光伏组件，光伏幕墙透光性差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种幕墙单元、光伏幕墙及建筑物，用于解决建筑物的层间位置不易安装光伏组件的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种幕墙单元，包括：
承载框，承载框包括光伏承载框和透光承载框，透光承载框安装有透光层；光伏承载框安装有光伏组件，光伏组件包括层压件和副框，层压件设置在副框上，副框与光伏承载框固定连接。
采用上述技术方案时，在实际应用中，将每个幕墙单元的承载框划分为光伏承载框和透光承载框，用于分别安装光伏组件和透光层，适用于建筑立面高度方向上的层间布置，仅在对应建筑立面的外墙位置安装光伏承载框，以便于安装，对应建筑立面层间的门窗位置使用透光承载框，解决层间位置不易安装光伏组件的问题，还可改善现有光伏幕墙透光性差的问题。
在一些实现方式中，层压件与光伏承载框围合形成容纳空间，或者，层压件、副框与光伏承载框围合形成容纳空间，光伏组件的接线盒和接线盒引出的光伏线缆均容置在容纳空间内。
采用上述方案的效果是，采用层压件背光面的走线方式，接线盒、接线器和线缆等均可以容置在容纳空间内，并且可以在容纳空间内实现线缆的走线。基于此，不仅可以规范线缆的走线，而且还可以有效的避免接线盒、接线器和线缆等裸露在外，以降低对整个光伏幕墙美观性的不利影响。
在一些实现方式中，承载框包括：
第一横梁、第二横梁、第三横梁、第一立柱和第二立柱，第一横梁、第二横梁和第三横梁均平行间隔布置，第一立柱和第二立柱沿建筑立面的高度方向平行间隔布置；
第一立柱、第二立柱分别与第一横梁及第三横梁首尾连接围合形成矩形框架；
第二横梁的两端分别与第一立柱及第二立柱垂直连接，将矩形框架分隔为光伏承载框和透光承载框。
采用上述方案的效果是，透光承载框与光伏承载框沿建筑立面高度方向连接，且共用第二横梁，设计合理结构简单，同时具有较好的发电与透光性能，由于二者共同组成幕墙单元中的承载框，在实际安装过程也提高了效率。
在一些实现方式中，第一立柱与相邻的第二立柱可拆卸连接。
在一些实现方式中，第一立柱和/或第二立柱的对应光伏承载框的位置开设有与容纳空间连通的通风散热孔。
采用上述方案的效果是，通过开设通风散热孔，实现光伏组件使用过程中的通风散热的效果，增加光伏发电效率，并降低过热带来的安全隐患。
第二方面，本发明提供了一种光伏幕墙，包括多个电连接在一起的幕墙单元，幕墙单元为第一方面所描述的幕墙单元，每个幕墙单元的光伏承载框与建筑立面的墙体位置，幕墙单元的透光承载框对应建筑立面的门窗位置。
采用该光伏幕墙所具有的效果，参考第一方面的描述，在此不再赘述。
在一些实现方式中，光伏承载框在垂直于建筑立面的方向上具有相对的第一侧和第二侧，第一侧为与建筑立面紧固连接的第一装配面，第二侧为与副框可拆卸连接的第二装配面。
采用上述方案的效果是，通过第一装配面与建筑立面固定连接，起到建筑立面对幕墙单元的承托效果，通过第二装配面与光伏组件的副框连接来固定层压件，实现在光伏承载框中对层压件的安装。
在一些实现方式中，透光承载框在垂直于建筑立面的方向上具有相对的第三侧和第四侧，第三侧为与建筑立面相对应的第一连接面，第四侧为与透光层连接的第三装配面。
在一些实现方式中，还包括扣盖，扣盖安装在第一连接面上，与第一连接面围成用于放置光伏线缆和接线器的子容纳空间。
在一些实现方式中，光伏承载框的第一装配面上安装有层间背板，层间背板设置有用于从层压件与光伏承载框围合形成的容纳空间内引出光伏线缆的套管。
采用上述方案的效果是，通过层间背板预留的套管，可将容纳空间里的光伏线缆引出，走线至室内侧踢脚线区域进行同层光伏承载框之间串联连接。
在一些实现方式中，容纳空间内设置有保温层，保温层连接在层间背板上。
采用上述方案的效果是，通过在容纳空间中设置保温层，起到对建筑物外墙的保温效果，有助于提高室内温度。
在一些实现方式中，光伏承载框中的层间背板在靠近建筑立面的一侧设置有走线槽，走线槽两端分别与套管及子容纳空间连通，用于将容纳空间与子容纳空间中的光伏线缆走线连接，走线槽覆盖有封板。
采用上述方案的效果是，通过走线槽承托光伏线缆和接线器可将通过套管引出的光伏线缆隐藏，起到规范走线的美观效果，并且具有防水作用提高光伏线缆的使用寿命；并且通过走线槽与子容纳空间连通，可以实现沿建筑立面高度上相邻的两个幕墙单元之间的光伏线缆的电连接，方便进行串联接线和检修。
第三方面，本发明提供了一种建筑物，包括建筑立面和光伏幕墙，光伏幕墙为第一方面所描述的光伏幕墙。
采用该光伏幕墙的建筑物所具有的效果，参考第一方面的描述，在此不再赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明提供的一种光伏幕墙的结构示意图；
图2为本发明提供的幕墙单元的承载框的组成结构示意图；
图3为图1中a处的剖视图；
图4为图1中b处的剖视图；
图5为图1中c处的剖视图；
图6为图1中d处的剖视图。
图中：
10-幕墙单元；
11-光伏承载框；111-第一横梁；1111-横向副框；112-第二横梁；113-第三横梁；1131-竖向副框；1132-封装胶条；
12-透光承载框；121-第一立柱；122-第二立柱；1221-扣盖；1222-扣盖固定件；
20-透光层；30-层压件；301-密封件；302-粘接件；31-接线盒；32-光伏线缆；
40-层间背板；401-套管；402-走线槽；403-封板；
50-通风散热孔；51-防火棉；52-踢脚板；53-踢脚托板；
100-建筑立面；101-容纳空间；1011-保温层；102-子容纳空间。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。
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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，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，或成一体；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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明实施例公开了一种光伏幕墙单元，如图1-3所示，包括承载框，承载框包括光伏承载框11和透光承载框12，透光承载框12安装有透光层20；光伏承载框11安装有光伏组件，光伏组件包括层压件30和副框，层压件30设置在副框上，副框30与光伏承载框固定连接。
实际使用时，将每个幕墙单元10的承载框划分为光伏承载框11和透光承载框12，分别安装光伏组件和透光层20，可适用于建筑立面100高度方向上的层间布置，使光伏承载框11对应建筑立面100的外墙位置，透光层20对应建筑立面100的采光的门窗位置，以解决建筑物层间位置不易安装光伏组件的问题，并改善现有光伏幕墙透光性差的问题。
如图2所示，层压件30，特别是其背光面与光伏承载框12围合形成容纳空间101，或者，层压件30，特别是其背光面、副框与光伏承载框12围合形成容纳空间101，光伏组件的接线盒31和接线盒31引出的光伏线缆32均容置在容纳空间101内。多个幕墙单元10之间的电连接是利用接线盒31将单个幕墙单元10的电引出后，再利用接线器和光伏线缆32等将多个幕墙单元10所包括的接线盒20串接在一起后输出至蓄电池或逆变器等，以实现光伏幕墙所产生的电的输送及利用；采用在层压件30背光面的走线方式并且多个幕墙单元10组装完成并形成光伏幕墙后，接线盒31和光伏线缆32等均可以容置在容纳空间内，容纳空间为接线盒31和光伏线缆32提供了足够大的安装空间，能够隐藏体积较大的接线盒31，规范了光伏组件的走线提高了光伏幕墙美观性。
如图2所示，在本实施例中，幕墙单元10的承载框包括：第一横梁111、第二横梁112、第三横梁113、第一立柱121和第二立柱122，其中，第一横梁111、第二横梁112和第三横梁113平行间隔布置，第一立柱121和第二立柱122沿建筑立面100的高度方向平行间隔布置；第一立柱121、第二立柱122分别与第一横梁111及第三横梁113首尾连接围合形成矩形框架；第二横梁112的两端分别与第一立柱121及第二立柱122垂直连接，将矩形框架分隔成光伏承载框11和透光承载框12，光伏承载框11和透光承载框12共同组成幕墙单元10的承载框。
如图3-图4所示，在一些实施例中，第一立柱121和第二立柱122分别设置在承载框的两侧，便于同层之间相邻两个幕墙单元10的连接，优选的，第一立柱121和第二立柱122均为中空结构，可减轻整体重量，并有利于散热，在平行于建筑立面100的方向上两者相对的一面设置有相互配合的可拆式连接结构，如卡勾卡槽咬合的连接方式或通过螺栓的螺纹连接方式等，在此不做具体限定。
基于此，两个相邻的幕墙单元10中的承载框可以拼接在一起，在实际应用中，相邻的两个承载框通过第一立柱121与第二立柱122的卡接固定在一起。并且在连接处预置封装胶条1132，封装胶条1132为三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene Diene Monomer，缩写为EPDM)或其他可以实现相同功能的胶条等。
示例性地，副框包括横向副框1111和竖向副框1131，如图3所示，光伏组件的竖向副框1131在光伏承载框11的第二装配面上可分别与第一立柱121和第二立柱122可拆卸连接，例如可以是通过紧固螺钉实现螺纹连接。如图5-图6所示，光伏承载框11中第一横梁111及第二横梁112分别与横向副框1111可拆卸连接。
在一些实施例中，第一立柱121和/或第二立柱122对应光伏承载框11的位置开设有连通容纳空间101的通风散热孔50。如此设置，通过开设通风散热孔50，实现光伏组件使用过程中的通风散热的效果，可以是在第一立柱121和第二立柱122的长度方向上从一端到另一端均匀开设，作为优选的，可在第一立柱121和第二立柱122沿建筑立面100高度方向上的两端开设，冷风或冷空气从一端进入容纳空间101中，对光伏组件降温最后从另一端流出，在此情况下有利于形成容纳空间101内的空气循环，增加光伏发电效率，可消除由于过热带来的安全隐患。
如图5-图6所示，光伏承载框11与建筑立面100之间还填充有防火棉51，增强对建筑物的保护，使其更加安全。
本发明实施例还公开了一种光伏幕墙，形成在建筑立面100上，包括多个电连接在一起的幕墙单元10，幕墙单元10为上述的幕墙单元10，每个幕墙单元10的光伏承载框11对应建筑立面的墙体位置，幕墙单元10的透光承载框12对应建筑立面的门窗位置。
通过上述方案，将每个幕墙单元10划分为透光部分与光伏发电部分，以适用于建筑立面100高度方向上的层间布置，使光伏发电部分对应建筑立面100的外墙位置，透光部分对应建筑立面的门窗位置，解决了层间位置不易安装光伏组件以及走线不规范的问题，并改善了现有光伏幕墙透光性差的问题。
如图3所示，为光伏承载框处的剖视图，在一个具体的实施例中，此处的一个幕墙单元10的承载框的第一立柱121与相邻的另一个幕墙单元10的承载框的第二立柱122可拆卸连接，光伏承载框100在垂直于建筑立面100的方向上具有相对的第一侧和第二侧，第一侧为与建筑立面100紧固连接的第一装配面，第二侧为与副框可拆卸连接的第二装配面。
其中，第一装配面与建筑立面100紧固连接的方式为多种形式，例如是通过焊接、螺纹连接等不可拆卸或可拆卸的方式紧固连接在一起，在此不做具体限定；使用时，通过光伏承载框11的第一装配面与建筑立面100固定连接，起到建筑物对幕墙单元10的承托效果。
如图3所示，光伏承载框11与层压件30的端面及侧面边缘分别通过密封件301和粘接件302连接；具体的，在实际使用过程中，粘接件302可采用双面贴、硅酮结构胶等粘接能力好的粘接件，层压件30的侧面边缘先通过双面贴与光伏承载框11预先固定，接着，使用中性硅酮结构胶对层压件30进一步连接固定；以确保层压件30的端面与光伏承载框11连接的紧密性，进而确保层压件30与第一立柱121或第二立柱122连接的紧密性，以使组装后的光伏结构安全、稳定。在一种示例中，上述密封件301可以包括耐候硅酮密封胶和珍珠岩泡沫棒。
如图4所示，在本实施例中，透光承载框12在垂直于建筑立面100的方向上具有相对的第三侧和第四侧；第三侧为与建筑立面100对应的第一连接面，第四侧为与透光层20连接的第三装配面。
如图4所示，透光承载框12的第三装配面与透光层20在连接处设置封装胶条1132，封装胶条1132为三元乙丙橡胶或其他可以实现相同功能的胶条等。透光层20为透光材质如普通玻璃、钢化玻璃等透光性好的材质，本实施例中采用中空玻璃和夹胶玻璃。与透光承载框12连接的透光层20的端面及侧面边缘，分别通过密封件301和粘接件302连接；具体的粘接方式可参考上述光伏承载框11与层压件30的连接方式，以实现透光层20与第一立柱121及第二立柱122的固定连接。
进一步的，还包括扣盖1221，扣盖1221沿建筑立面100的高度方向安装在第一连接面上，与第一连接面围成用于放置光伏线缆和接线器的子容纳空间102，具体安装过程，可在第一连接面上通过螺栓固定连接有扣盖固定件1222，扣盖1221与扣盖固定件1222扣合连接。
如图5所示，在一些实施例中，光伏承载框11的第一装配面上安装有层间背板40，层间背板40设置有有用于引出光伏线缆32的套管401。如此设置，通过层间背板40预留的套管401，可将容纳空间101里的光伏线缆32引出，走线至室内侧踢脚线区域进行同层光伏承载框11之间的串联连接。
进一步的，层间背板40上用于穿设套管401的孔洞四周缝隙需使用防火封堵材料进行封堵，以保证安全。
如图5所示，光伏承载框11对应建筑物的层间非墙体位置处设置有踢脚板52，踢脚板52对应建筑物室内踢脚线区，用于同层光伏承载框11的光伏线缆32的串接，优选的，踢脚板52设计为L型，便于形成容纳光伏线缆32与接线器的空间，同时设置踢脚托板53连接建筑立面100与第一横梁111之间，用于承托踢脚板52，起连接固定作用。
如图5-图6所示，在一些实施例中，容纳空间101内设置有保温层1011，保温层1011可采用常用建筑保温材料，如保温棉，保温棉设置于层间背板40上，背离层间背板40的一侧连接有镀铝锌钢板，该保温层厚度可设置为容纳空间101厚度的1/3-1/2之间，起到对建筑物外墙的保温效果，以及低温情况下对光伏组件的保护效果，还有助于提高室内温度。
如图5所示，作为优选的，在本实施例中，光伏承载框11中的层间背板40的靠近建筑立面100的一侧设置有走线槽402，走线槽402两端分别与套管401及子容纳空间102连通，用于将容纳空间101与子容纳空间102中的光伏线缆32电连接，走线槽402覆盖有封板403。在实际操作过程中，通过走线槽402承托光伏线缆32和接线器可将通过套管401引出的光伏线缆32隐藏，起到规范走线的美观效果，并且具有防水作用提高光伏线缆32的使用寿命。
进一步的，通过走线槽402与第二立柱122上子容纳空间102连通，可以实现沿建筑立面100高度上相邻的两个幕墙单元10之间的光伏线缆32的电连接，即实现建筑物上的跨层连接方式，方便进行串联接线和检修。
本发明实施例还公开了一种建筑物，包括建筑立面与光伏幕墙，光伏幕墙为上述的光伏幕墙。通过采用该光伏幕墙，改善了现有光伏幕墙透光性差的问题，多适用于晶硅电池片光伏幕墙，不仅可以规范线缆的走线，而且还可以有效的避免接线盒31、接线器和光伏线缆32等裸露在外，影响光伏幕墙的美观性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种幕墙单元，其特征在于，包括：
承载框，所述承载框包括光伏承载框和透光承载框，所述透光承载框安装有透光层；所述光伏承载框安装有光伏组件，所述光伏组件包括层压件和副框，所述层压件设置在所述副框上，所述副框与所述光伏承载框固定连接。
2.根据权利要求1所述的幕墙单元，其特征在于，所述层压件与所述光伏承载框围合形成容纳空间，所述光伏组件的接线盒和所述接线盒引出的光伏线缆均容置在所述容纳空间内。
3.根据权利要求1或2所述的幕墙单元，其特征在于，所述承载框包括：
第一横梁、第二横梁、第三横梁、第一立柱和第二立柱，所述第一横梁、所述第二横梁和所述第三横梁均平行间隔布置，所述第一立柱和所述第二立柱沿建筑立面的高度方向平行间隔布置；
所述第一立柱、所述第二立柱分别与所述第一横梁及所述第三横梁首尾连接围合形成矩形框架；
所述第二横梁的两端分别与所述第一立柱及所述第二立柱垂直连接，将所述矩形框架分隔为所述光伏承载框和所述透光承载框。
4.根据权利要求3所述的幕墙单元，其特征在于，所述第一立柱与相邻的所述第二立柱可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的幕墙单元，其特征在于，所述第一立柱和/或所述第二立柱的对应所述光伏承载框的位置开设有与所述容纳空间连通的通风散热孔。
6.一种光伏幕墙，其特征在于，包括多个电连接在一起的幕墙单元，所述幕墙单元为权利要求1-5任一项所述的幕墙单元，每个幕墙单元的光伏承载框对应建筑立面的墙体位置，幕墙单元的透光承载框对应建筑立面的门窗位置。
7.根据权利要求6所述的光伏幕墙，其特征在于，所述光伏承载框在垂直于所述建筑立面的方向上具有相对的第一侧和第二侧，所述第一侧为与所述建筑立面紧固连接的第一装配面，所述第二侧为与所述副框可拆卸连接的第二装配面。
8.根据权利要求7所述的光伏幕墙，其特征在于，所述透光承载框在垂直于所述建筑立面的方向上具有相对的第三侧和第四侧，所述第三侧为与所述建筑立面相对应的第一连接面，所述第四侧为与所述透光层连接的第三装配面。
9.根据权利要求8所述的光伏幕墙，其特征在于，还包括扣盖，所述扣盖安装在所述第一连接面上，与所述第一连接面围成用于放置光伏线缆和接线器的子容纳空间。
10.根据权利要求9所述的光伏幕墙，其特征在于，所述光伏承载框的第一装配面上安装有层间背板，所述层间背板设置有用于从层压件与所述光伏承载框围合形成的容纳空间内引出所述光伏线缆的套管。
11.根据权利要求10所述的光伏幕墙，其特征在于，所述容纳空间内设置有保温层，所述保温层连接在所述层间背板上。
12.根据权利要求10所述的光伏幕墙，其特征在于，所述层间背板在靠近所述建筑立面的一侧设置有走线槽，所述走线槽两端分别与套管及所述子容纳空间连通，用于将所述容纳空间与所述子容纳空间中的所述光伏线缆走线连接，所述走线槽覆盖有封板。
13.一种建筑物，其特征在于，包括建筑立面和光伏幕墙，所述光伏幕墙为权利要求6-12任一项所述的光伏幕墙。
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