CN114961126B - 一种光伏屋面连接结构及包含其的光伏屋面 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏屋面连接结构及包含其的光伏屋面，所述光伏屋面连接结构包括连接条棒，所述连接条棒为条状的中空薄壁壳体，连接条棒的顶端封闭，底端、首端和尾端开放，安装在相邻的光伏组件的边框上，数支连接条棒首尾相接，形成贯穿于层叠的光伏组件之间的封闭通道。本发明能够有效地提高屋面的防水密闭性，并更好的体现建筑的层次美感，安装牢固且简单，提高了光伏屋面系统的光电转化率，并具有挡鸟、通风的功能。

Description

一种光伏屋面连接结构及包含其的光伏屋面

技术领域

本发明涉及光伏建筑一体化技术领域，特别是涉及一种光伏屋面连接结构及包含其的光伏屋面。

背景技术

BIPV（光伏建筑一体化）光伏屋面系统是将光伏电池瓦及其配套的组件作为屋面的一部分，将光伏组件代替部分建材，以屋面瓦的形式替换掉原屋面上的陶土瓦片或金属屋面面板等，将最清洁的太阳能转化为人们日常使用的电能，以达到节能、环保、降低建筑使用成本等目的。但由于目前光伏屋面较多用于商业建筑屋面或工业厂房屋面上，并未广泛的应用于民用建筑屋面，所以对建筑美学等方面的考量就稍有不足。

在现有已公开的技术中，光伏屋面系统的连接做法大多采用较为传统的连接形式，即利用压块和铆钉与挂瓦条或檩条等屋面配件相固定，此种技术方案较为适用于工业建筑屋面，但普通民用建筑，对于屋面的防水、保温、美观等要求相对较高，所以传统的光伏系统连接方式则不完全适用于民用建筑，为了追求建筑的实用、耐久、安全、经济、与环境协调等特性，则需要对光伏系统模块的连接方式做出进一步的深化改进。首先，已公开的构造做法中，仅靠压块与光伏板的边框紧密压实，或利用胶条抵压在光伏板面和屋面系统配件之间，是不足以满足民用建筑较高的防水要求的。做到紧密压实意味着需要更大的外力来锁紧螺栓，在施工过程中，极易因操作不当或其他不可控的因素导致光伏系统某一组件变形，使得漏水风险增加。橡胶则由于屋面的特殊性，经过经年累月的太阳光照与潮湿恶劣环境的叠加影响，发生不可逆的橡胶老化，漏水的风险则再次被加大。这些风险则与光伏屋面系统的经济、节能、耐久等初衷相违背，还会增加建筑的使用成本。其次，民用建筑对于美的追求不应该被忽视，与粗犷且千篇一律的的工业厂房相对比，民用建筑则需要更加多样化、更加灵活的材质、颜色的组合连接方式来达到美和与环境协调的要求。

由此可见，如何能创设一种新的光伏屋面连接结构及包含其的光伏屋面，实属当前重要研发课题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光伏屋面连接结构，使其提高屋面的防水密闭性，并更好的体现建筑的层次美感，从而克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏屋面连接结构，包括连接条棒，所述连接条棒为条状的中空薄壁壳体，连接条棒的顶端封闭，底端、首端和尾端开放，安装在相邻的光伏组件的边框上，数支连接条棒首尾相接，形成贯穿于层叠的光伏组件之间的封闭通道。

作为本发明的一种改进，所述连接条棒的首端两侧壁面向下延伸出矩形的沿板，沿板的底部用于与下层光伏组件的顶面抵接。

进一步地，所述连接条棒的首端向内弯折形成卡扣，连接条棒的尾端壁面具有环状的凹槽，相邻的连接条棒之间通过首端的卡扣与尾端的凹槽卡合连接。

进一步地，所述连接条棒的截面形状为半圆形、弧形、矩形、三角形或多边形。

进一步地，所述连接条棒的壁面厚度为0.5～0.9mm，若光伏屋面与金属屋面相搭配，则所述连接条棒的壁面厚度同屋面板。

进一步地，所述连接条棒的侧壁与光伏组件的边框之间的连接方式为铆接、栓接或扣接。

此外，本发明还提供了一种光伏屋面，使其满足民用屋面的防水要求的同时建立通风散热通道，并具有挡鸟功能，提高了光伏屋面系统的光电转化率，从而克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏屋面，包含上述的一种光伏屋面连接结构。

作为进一步改进，所述光伏屋面还包括

基础层，混凝土结构、钢结构、木结构、砌体结构或砖混结构；

防水层，满铺于基础层；

支撑件，呈L形，底部通过螺栓穿透防水层与基础层连接；

屋面檩条，焊接于支撑件上；

U形穿孔梁，铺设在屋面檩条之上，与屋面檩条垂直；

光伏组件，内嵌于边框之内，纵向层叠铺设，横向并列铺设；

铝合金压块，呈倒置的几字形，固定在同层的相邻两光伏组件的边框间隙处。

进一步地，所述光伏组件的边框上翻起有通长的挡水沿，所述连接条棒的侧壁安装在挡水沿上。

进一步地，在位于最末端的连接条棒的端部设置有檐口封盖，并于光伏组件与基础层之间的檐口处设有通风挡篦，通风挡篦下方设有泛水板。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

1、连接条棒有效地增强了防水防尘密闭性能，并且可根据建筑物的设计风格灵活变化，美化建筑外观，与周围环境或所处地区相辅相成，互相协调，使屋面层次感强，错落有致；

2、连接条棒采用首尾卡扣锁紧及机械锚固的方式安装于屋面光伏系统上，安装简单稳固，利于较好的控制工期，缩减人、材、机等成本的支出；

3、连接条棒扣于光伏组件铝型材边框的挡水沿外侧，为挡水沿再提供一层屏障，保持系统内部干燥，延长系统内建材的使用寿命、降低建筑物在使用寿命中产生的建筑能耗，还为光伏组件创造凉爽透气的工作环境，避免光伏组件因温升而降低光电转化效率；

4、解决了使用于民用建筑屋面的光伏屋面照搬工业建筑的施工做法的弊端，并在此基础上进行优化改进，连接条棒在屋面上勾勒出优美线条，解决了造型单一的问题，为分布式光伏与建筑的深度融合拓宽了思路；

5、檐口位置的连接条棒端部加装檐口封盖，并在光伏组件与基础层之间加装通风挡篦，通风挡篦下方设有泛水板，除了美观的同时，还具有挡鸟、通风，防止雨水顺着连接条棒滴入光伏屋面系统等功能。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是连接条棒的结构示意图。

图2是连接条棒首端的结构示意图。

图3是连接条棒尾端的结构示意图。

图4是本发明提供的一种光伏屋面的第一实施例的结构示意图。

图5是本发明提供的一种光伏屋面的第一实施例的纵向剖面结构示意图。

图6是本发明提供的一种光伏屋面的第一实施例的横向剖面结构示意图。

图7是本发明第一实施例中连接条棒连接位置的局部结构示意图。

图8是本发明第一实施例中檐口位置局部结构示意图。

图9是本发明第一实施例中檐口位置的纵向剖面结构示意图。

图10是本发明第二实施例的连接条棒连接位置的局部结构示意图。

图11是本发明第二实施例的横向剖面结构示意图。

图12是本发明第三实施例的连接条棒连接位置的局部结构示意图。

图13是本发明第三实施例的横向剖面结构示意图。

图14是本发明第四实施例的连接条棒连接位置的局部结构示意图。

图15是本发明第四实施例的横向剖面结构示意图。

图16是本发明第五实施例的连接条棒连接位置的局部结构示意图。

图17是本发明第五实施例的横向剖面结构示意图。

附图标记说明：1、连接条棒；101、卡扣；102、凹槽；103、沿板；2、铝合金压块；3、光伏组件；4、边框；401、挡水沿；5、U形穿孔梁；6、屋面檩条；7、支撑件；8、防水层；9、基础层；10、檐口封盖；11、通风挡篦；12、泛水板。

具体实施方式

请参阅图1至图3，本发明提供一种光伏屋面连接结构，包括数支首尾相接的连接条棒1，所述连接条棒1为条状的中空薄壁壳体，连接条棒1的顶端封闭，底端、首端和尾端开放。首端两侧壁面向下延伸出矩形的沿板103，首端端面向内弯折形成卡扣101，尾端壁面具有环状的凹槽102，数支连接条棒1通过首端的卡扣101和尾端的凹槽102的卡合连接，构成首尾相接的一体，并安装于光伏组件3的边框4上，形成了贯穿于光伏组件3之间的封闭通道。

优选的，所述连接条棒1的壁面厚度依据现场实际情况确定，一般为0.5～0.9mm。若光伏屋面与金属屋面相搭配，则所述连接条棒的壁面厚度同屋面板。连接条棒1的侧壁与光伏组件3的边框4之间的连接方式为铆接、栓接或扣接。

结合参阅图10至图17，在第一实施例中，所述连接条棒1的截面形状为半圆形，而在本发明的第二至第五实施例中，连接条棒1的截面形状分别为弧形、矩形、三角形和多边形。

请参阅图4至图7，本发明还提供一种光伏屋面，包括上述的连接条棒1，还包括基础层9、防水层8、支撑件7、屋面檩条6、U形穿孔梁5、光伏组件3和铝合金压块2。所述基础层9为混凝土结构层、钢结构层、木结构层、砖混结构层或砌体结构层，是屋面的结构基础。防水层8满铺于基础层9之上，起到防水的作用。所述支撑件7呈L形，通过膨胀螺栓穿透防水层固定在基础层9之上。所述屋面檩条6焊接于支撑件7上，为光伏组件3提供纵向的支撑。所述U形穿孔梁5通过螺栓固定在屋面檩条6之上，并且与屋面檩条6相互垂直，为光伏组件3提供横向的支撑。所述光伏组件3内嵌于边框4之中，边框4通常为铝合金材质，边框4上翻起有通长的挡水沿401。所述光伏组件3铺设在U形穿孔梁5之上，在横向方向，光伏组件3并列铺设，并在相邻的边框4之间留有间隙。而在纵向方向，光伏组件3层叠铺设，即每层光伏组件3均有一部分叠压在下层光伏组件3之上构成逐层叠压的连续铺设方式。所述铝合金压块2呈倒置的几字形，扣压在同层的相邻两光伏组件3的边框4间隙处，起到固定、防水和加强抗风揭性能的作用。连接条棒1的侧壁通过铆接、栓接或扣接的方式安装在挡水沿401上，并首尾相接地纵向贯通数层光伏组件3，形成扣在挡水沿401外部的一个封闭通道，加强了防水性能。

请参阅图8和图9，在位于最末端的连接条棒1的端部设置有檐口封盖10，并于光伏组件3与基础层9之间的檐口处设有通风挡篦11，通风挡篦下方设有泛水板12，檐口封盖10和通风挡篦11除了美观之外，还起到挡鸟、通风和防止雨水顺着连接条棒1滴入光伏屋面系统内的作用，泛水板12也进一步起到了防水作用。

本发明提供的一种光伏屋面在基础层9、防水层8、支撑件7、屋面檩条6、U形穿孔梁5、光伏组件3依次安装固定完毕后，并确认光伏组件3连线无误后，进行以下施工步骤：

第一步：将铝合金压块2布置于两块光伏组件3之间的间隙中，并用螺栓锚固牢固，左右两边分别压在光伏组件3的铝型材的边框4上，铝合金压块2的布置间距根据光伏屋面系统面积，光伏组件3的规格等因素综合考量设计；

第二步：将连接条棒1通过抽拉铆接、栓接、扣接等多种方式固定在光伏组件3的边框4上，由于光伏组件3是上压下方式布置，上下排连接条棒1之间首尾压合扣紧。

第三步：檐口位置在光伏组件3与基础层9中间，将通风挡篦11与泛水板12通过铆钉牢固固定于基础层9上，并在檐口处连接条棒1的端部加盖与连接条棒1截面形状相同的檐口封盖10。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种光伏屋面连接结构，其特征在于，包括连接条棒，所述连接条棒为条状的中空薄壁壳体，连接条棒的顶端封闭，底端、首端和尾端开放，安装在相邻的光伏组件的边框上，数支连接条棒首尾相接，形成贯穿于层叠的光伏组件之间的封闭通道；

所述连接条棒的首端两侧壁面向下延伸出矩形的沿板，沿板的底部用于与下层光伏组件的顶面抵接；

所述连接条棒的首端向内弯折形成卡扣，连接条棒的尾端壁面具有环状的凹槽，相邻的连接条棒之间通过首端的卡扣与尾端的凹槽卡合连接。

2.根据权利要求1所述的一种光伏屋面连接结构，其特征在于，所述连接条棒的截面形状为半圆形、弧形、矩形、三角形或多边形。

3.根据权利要求1所述的一种光伏屋面连接结构，其特征在于，所述连接条棒的壁面厚度为0.5～0.9mm，若光伏屋面与金属屋面相搭配，则所述连接条棒的壁面厚度同屋面板。

4.根据权利要求1所述的一种光伏屋面连接结构，其特征在于，所述连接条棒的侧壁与光伏组件的边框之间的连接方式为铆接、栓接或扣接。

5.一种光伏屋面，其特征在于，包含如权利要求1-4任一项所述的一种光伏屋面连接结构。

6.根据权利要求5所述的一种光伏屋面，其特征在于，还包括

基础层，混凝土结构、钢结构、木结构、砌体结构或砖混结构；

防水层，满铺于基础层；

支撑件，呈L形，底部通过螺栓穿透防水层与基础层连接；

屋面檩条，焊接于支撑件上；

U形穿孔梁，铺设在屋面檩条之上，与屋面檩条垂直；

光伏组件，内嵌于边框之内，纵向层叠铺设，横向并列铺设；

铝合金压块，呈倒置的几字形，固定在同层的相邻两光伏组件的边框间隙处。

7.根据权利要求6所述的一种光伏屋面，其特征在于，所述光伏组件的边框上翻起有通长的挡水沿，所述连接条棒的侧壁安装在挡水沿上。

8.根据权利要求6所述的一种光伏屋面，其特征在于，在位于最末端的连接条棒的端部设置有檐口封盖，并于光伏组件与基础层之间的檐口处设有通风挡篦，通风挡篦下方设有泛水板。