CN115787937A - 一种轻质光伏组件建筑一体化结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质光伏组件建筑一体化结构及施工方法，在既有建筑彩钢瓦屋顶的波峰与波峰之间设置耐力板和轻质凹槽垫板，其高度与彩钢瓦的波峰齐平，再将轻质光伏组件铺设在屋顶上面，屋顶边角、阴影遮挡等非规则屋顶区域铺设可切割不同形状的轻质耐力板，达成100%满铺屋顶的目的，形成第二层轻质BIPV光伏建筑一体化防水系统，包括耐力板铺设在彩钢瓦波峰与波峰之间非轻质光伏组件接驳处；轻质凹槽垫板铺设在彩钢瓦波峰与波峰之间且在两块轻质光伏组件之间的接缝处，轻质凹槽垫板的凹槽中铺设漏水检测绳，轻质光伏组件的边缘搭在轻质垫板顶部的凹槽上并涂抹防水结构胶使轻质光伏组件形成防水物理屏障。

Description

一种轻质光伏组件建筑一体化结构及施工方法

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种轻质光伏组件建筑一体化结构及施工方法。

背景技术

太阳能光伏建筑一体化是太阳能光伏发电技术在建筑领域应用，通俗的讲就是将太阳能光伏发电组件安装在建筑的围护结构外表面来获取绿色电力，根据光伏组件与建筑结合的方式不同，光伏建筑一体化可分为两大类：一类是光伏组件直接铺设安装在既有建筑围护结构的外表面（BAPV构建型光伏电站），先有建筑围护结构，再有光伏组件的安装，光伏组件依附在现有建筑围护结构上，另一类是光伏组件与建筑功能的集成一体化（BIPV光伏建筑一体化），光伏组件不仅是建筑的发电单元，而且还是建筑的围护结构，具有隔热、防水、保温等建筑功能，光伏发电系统的使用寿命大于25年；

建筑屋顶安装常规光伏发电系统需要满足两个关键条件：一是屋顶剩余恒荷载余量大于15KG；二是屋顶剩余使用寿命大于10年以上；因此，实际中往往在混凝土建筑屋顶推行较成功，而在老旧彩钢瓦建筑屋顶推行较困难，主要原因是屋顶剩余恒荷载余量和剩余使用寿命无法满足安装屋顶光伏电站的基本要求。据统计，我国既有存量老旧建筑可供安装光伏发电系统的屋顶面积超过160平方米，新增建筑屋顶面积超过2.1平方米，其中，彩钢瓦建筑屋顶约占总量的70%。彩钢瓦的建筑屋顶使用寿命与彩钢瓦的彩色涂层的相关，根据《彩色涂层钢板及钢带（GB/T 12754—2019）》标准，将彩涂彩钢板的使用寿命和耐久性分为5个级别，最高级别L5使用寿命年限是大于20年；正常彩钢瓦屋顶使用到十年以后，受日晒雨淋腐蚀氧化、生锈而漏水，一方面老旧建筑的彩钢瓦屋顶剩余使用寿命无法覆盖太阳能光伏发电系统寿命周期时，运营中存在需要将老旧彩钢瓦屋顶换新的可能，势必将造成屋顶光伏发电系统运营成本增加，影响其经济性，且影响老旧彩钢瓦建筑的室内空间的使用，比如工厂彩钢瓦屋顶则生产线腾空搬移影响企业生产；另一方面，彩钢瓦屋顶安装上太阳能光伏发电系统后，在彩钢瓦屋顶的使用寿命接近时，屋顶非常容易漏水，需要频繁的维修，并且太阳能光伏发电组件会阻碍彩钢瓦的维修和更换，难以找准漏水点，如上所述，由于老旧建筑的彩钢瓦屋顶安装太阳能光伏发电系统会带来诸多问题，在实际工作中，往往面对老旧建筑彩钢瓦屋顶时就放弃、不安装，造成大量的屋顶资源浪费，因此，市场需要一种确实可行的轻质光伏组件建筑一体化结构及施工方法，用于解决既有建筑老旧彩钢瓦屋顶安装光伏发电系统剩余恒荷载余量不足和屋顶漏水等问题，实现在BIPV光伏发电系统直接踩踏、行走，创造更佳便利的运维检修条件；

专利号CN114232868A公开一种BIPV建筑物屋面防水系统及防水检测方法，通过光伏组件十字卡接固定在特殊结构的彩钢瓦屋顶上，防水卷材敷设在彩钢瓦屋面上，防水卷材中内置导电条检测的漏水点，实现BIPV建筑物屋面的防水，但该专利仍存在较多的缺隐，没有形成双屋顶防水系统减少屋顶漏水现象的发生，未能妥善解决既有彩钢瓦建筑改造实施BIPV光伏建筑一体化所面临屋顶剩余使用寿命不足，导致运营中更换屋顶而拆建光伏发电系统和剩余恒荷载余量不足等问题，方案较为理想化，在实际实施过程中存在障碍。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有恒荷载余量不足的老旧彩钢瓦建筑屋顶安装太阳能光伏发电系统存在剩余恒荷载余量不足、屋顶漏水和维修更换屋顶等诸多困难的问题，从而提出一种轻质光伏组件建筑一体化结构及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种轻质光伏组件建筑一体化结构，包括彩钢瓦以及其顶部铺设的耐力板，彩钢瓦的顶部设置有支撑杆，支撑杆的端部设置有中间板，所述彩钢瓦的波峰上设置有轻质光伏组件，彩钢瓦波峰的中间设置有顶部开设凹槽的轻质垫板以及支撑条，轻质垫板顶部的凹槽中铺设漏水检测绳，轻质光伏组件的边缘搭在轻质垫板顶部的凹槽上并涂抹防水结构胶使轻质光伏组件形成防水屏障，进而实现运维检修中在BIPV系统上直接踩踏行走的便利。

进一步优选的，所述彩钢瓦的波峰和轻质光伏组件的底部通过结构胶粘接，轻质光伏组件的底边搭在另一个轻质光伏组件的顶边，使雨水沿着轻质光伏组件滑落下。

进一步优选的，所述轻质垫板的顶部设置有软垫，软垫垫在轻质光伏组件搭边出用于堵住其重叠处的间隙，防止雨水受风吹逆流进入内部，结构胶的侧面进入轻质光伏组件重叠处的间隙中将其封堵上。

进一步优选的，所述轻质光伏组件的底部和彩钢瓦之间形成缺口，缺口处设置有抗风揭挡风板，挡风板的顶部和底部直角折叠形成弯折部，挡风板上开设有多个排水口。

进一步优选的，所述轻质光伏组件的正面设置有接线端和二极管，并且轻质光伏组件通过导线以串联的方式电性连接，轻质垫板的两侧设置有弧形的缺口，使轻质垫板顶部和底部宽中间窄。

进一步优选的，所述在彩钢瓦的波峰与波峰之间设置的顶部开设凹槽的轻质垫板以及支撑条，其高度与波峰齐平，支撑轻质光伏组件，防止安装及运维检修时踩踏受力塌陷，进而实现在轻质组件BIPV发电系统上直接踩踏行走的便利。

进一步优选的，所述耐力板的顶部设置有与漏水检测绳连接的IOT物联网漏水预警定位传感器，彩钢瓦的波峰之间形成散热风道，利用空气对流为动力进行散热，耐力板的顶部设置有多个无动力风罩用于排出轻质光伏组件底部的空气进行散热。

一种轻质光伏组件建筑一体化结构的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤1：在既有建筑彩钢瓦屋顶在轻质组件光伏建筑一体化系统安装前，首先，应对整个屋顶包括天沟整体基本面进行清理、清洁，松动固件重新加固，屋面腐蚀、有锈孔的区域进行打磨除锈和修补，待干透后，进行锈阻锈底漆一遍，干透固化8小时；其次，对屋顶包括天沟整体涂刷环氧云母铁红防锈漆一遍，涂层要均匀，干透固化8小时；再次，对屋顶包括天沟整体涂刷丙烯酸防腐面漆一遍；同时对屋顶彩钢瓦接缝处涂刷纯丙烯酸基层防水涂料，在涂料湿润状态时，铺设裁剪好相同形状的增强聚酯布，要确保增强聚酯布被基层防水涂料浸湿浸透、不起鼓、不起皱，目的使基层防水涂料通过增强聚酯布与底层防锈涂料固化连结成整体，以减少空隙、防止氧化，干透固化8小时；最后，在钢结构屋顶接缝处涂刷丙烯酸和微泡玻璃球组成的表层防水涂料，待表层涂料干透固化36小时后，进行屋顶防水施工验收。

步骤2：将轻质垫板通过防水结构胶固定粘合在屋顶彩钢瓦的两个波峰之间，轻质垫板的厚度与波峰的高度保持一致，等待防水结构胶固化二十四小时；

步骤3：轻质光伏组件分别上下两块，将屋顶彩钢瓦波峰的脊梁平面和轻质垫板的表面涂抹上防水结构胶，将轻质光伏组件的侧边对齐放置在已涂抹防水结构胶的波峰和轻质垫板的上面，再将轻质光伏组件的下端边沿背面粘贴双面软垫，轻压固定；

步骤4：在屋顶彩钢瓦波峰的脊梁平面和轻质垫板表面已涂抹上防水结构胶的基础上，下一块轻质光伏组件的上端边沿叠搭在上一块轻质光伏组件下端边沿背面的软垫处，轻压固定；

步骤5：轻质光伏组件的中间接缝位置正处于凹槽轻质垫板的凹槽上，在凹槽放入漏水检测绳，再涂抹注入防水结构胶，并用工具刮至与轻质光伏组件齐平，使防水结构胶与轻质光伏组件表面处于同一水平面，其余轻质光伏组件施工安装依上述工艺要求逐一安装；

步骤6：PVC线槽安装在轻质光伏组件的顶部，再结构胶固定PVC线槽的下底槽，将串联的光伏直线电缆放入PVC线槽内，再盖上线槽的上盖板，PVC线槽两端用防火胶泥封堵；

步骤7：结构胶涂抹在挡风板的弯折部上，再将挡风板的压入在轻质光伏组件和屋顶彩钢瓦的两个波峰之间，结构胶将弯折部粘接在轻质光伏组件和屋顶彩钢瓦上。

进一步优选的，所述耐力板的屋顶边沿可集成LED灯带，LED灯带的其电源可以由微型风光离网储能系统提供或由市电供应。

进一步优选的，所述轻质光伏组件建筑一体化结构系统采用的漏水检测绳接入IOT物联网漏水预警定位传感器，其所需电源可以由微型风光离网储能系统提供或由市电供应。

本发明的有益效果是：轻质光伏组件安装在彩钢瓦屋顶上，轻质光伏组件与可切割不同形状的轻质耐力板共同形成全屋顶的防水隔离屏障，实现延长既有建筑老旧彩钢瓦屋顶的使用寿命和屋顶恒荷载余量不足无法安装光伏发电系统的问题，同时，也有效避免彩钢瓦屋顶的重复拆建，解决了老旧彩钢瓦屋顶漏水、影响建筑室内空间持续使用等隐患，形成双层屋顶防水功能结构，大幅降低了彩钢瓦屋顶漏水的隐患，轻质光伏组件建筑一体化结构，不仅实现了屋顶光伏发电和屋顶防水功能的互为一体，而且还是建筑环境安全与新能源发电工程的完美体现，响应落实了国家“碳达峰、碳中和”政策，并且对屋顶承重要求低、适应性强，应用非常广泛，通过漏水检测绳和IOT物联网漏水预警定位传感器，可定位漏水点位置，发出预警信息，提醒及时堵漏，解决了排查漏水点困难的问题，具有良好的经济价值，在新增建筑屋顶采用也可实现同样的双屋顶防水结构功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体的截面示意图；

图3为本发明整体的拆解示意图；

图4为本发明挡风板的结构示意图；

图5为本发明中间板的结构示意图；

图6为本发明图2的放大示意图；

图7为本发明第二场景铺设示意图。

图中：耐力板1、彩钢瓦2、轻质垫板3、结构胶4、轻质光伏组件5、防水结构胶6、漏水检测绳7、挡风板8、弯折部81、排水口82、中间板9、接线端10、软垫11、支撑杆12、IOT物联网漏水预警定位传感器13、无动力风罩14、二极管15、支撑条16。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-7，一种轻质光伏组件建筑一体化结构，包括彩钢瓦2以及其顶部铺设的耐力板1，彩钢瓦2的顶部设置有支撑杆12，支撑杆12的端部设置有中间板9，彩钢瓦2的波峰上设置有轻质光伏组件5，彩钢瓦2波峰的中间设置有顶部开设凹槽的轻质垫板3以及支撑条16，轻质垫板3顶部的凹槽中铺设漏水检测绳7，轻质光伏组件5的边缘搭在轻质垫板3顶部的凹槽上并涂抹防水结构胶6使轻质光伏组件5形成防水屏障。

优选的，彩钢瓦2的波峰与波峰之间设置顶部开设凹槽的轻质垫板3以及支撑条16，其高度与波峰齐平，支撑轻质光伏组件5，防止安装及运维检修时踩踏受力塌陷，进而实现在轻质组件BIPV发电系统上直接踩踏行走的便利。

优选的，彩钢瓦2的波峰和轻质光伏组件5的底部通过结构胶4粘接，轻质光伏组件5的底边搭在另一个轻质光伏组件5的顶边，使雨水沿着轻质光伏组件5滑落下，轻质垫板3的顶部设置有软垫11，软垫11垫在轻质光伏组件5搭边出用于堵住其重叠处的间隙，

具体实施时，结构胶4的侧面进入轻质光伏组件5重叠处的间隙中将其封堵上，两个轻质光伏组件5重叠处通过胶水密封，防止大风吹动雨水沿着轻质光伏组件5的表面向上移动进入到两个轻质光伏组件5重叠处，使轻质光伏组件5形成的防水屏障防水无死角。

优选的，轻质光伏组件5的底部和彩钢瓦2之间形成缺口，缺口处设置有挡风板8，挡风板8的顶部和底部直角折叠形成弯折部81，挡风板8上开设有多个排水口82，挡风板8堵在轻质光伏组件5的底部和彩钢瓦2之间形成缺口中，挡风板8能够阻止大量空气进入到轻质光伏组件5和彩钢瓦2之间，有效的防止大风时将轻质光伏组件5从彩钢瓦2上掀掉，大大增加轻质光伏组件5的抗风能力，排水口82可以排出轻质光伏组件5漏水时彩钢瓦2顶部留下的雨水，防止雨水堆积在彩钢瓦2上。

优选的，轻质垫板3与彩钢瓦2的波峰保持平行，漏水检测绳7为四根不同类型的导线组成，其中两根由导电聚合物加工而成，其单位长度电阻被精密加工并为定值，漏水检测绳7的端部连接IOT物联网漏水预警定位传感器13；

具体实施时，泄漏时其中两根导线间电流值为正常，当检测绳被泄漏的雨水沾上，两根导电聚合物之间被短接，使得所监测电流值发生变化而激发预警信号，漏水检测绳7通过接线端子接入IOT物联网漏水预警定位传感器13内，该装置具有无线Wi-Fi或物联通讯卡通信功能，当采集到漏水信号时，装置内的微处理器根据欧姆定律电阻与长度有关的原理，通过运算，得到故障漏水点的位置信息并进行定位显示，同时向预置的接收终端发送预警信号，提醒管理人员检查处理；当处理完漏水定位点的液体时，预警信号消失，恢复正常状态。

优选的，轻质光伏组件5的正面设置有接线端10和二级管15，并且轻质光伏组件5通过导线以串联的方式电性连接，轻质垫板3的两侧设置有弧形的缺口，使轻质垫板3顶部和底部宽中间窄；

具体实施时，轻质光伏组件5的边缘与轻质垫板3凹槽的边缘齐平，将防水结构胶6涂抹如轻质垫板3的凹槽中，防水结构胶6将漏水检测绳7包裹，并将多块轻质光伏组件5边缘的填充满，防水结构胶6粘在凹槽和两块轻质光伏组件5的侧边形成三角形受力，既可以使多块轻质光伏组件5的侧面具有完全密封，又可以将轻质光伏组件5牢牢的固定在轻质垫板3的顶部，使轻质光伏组件5固定牢固，具有很好地防水、抗风能力。

其中，软垫11与轻质光伏组件5宽度一样，如说明书附图3所示，既可以起到防止雨水倒流的作用，又可以垫托轻质光伏组件5被踩踏时物理损坏；

优选的，耐力板1的顶部设置有与漏水检测绳7连接的IOT物联网漏水预警定位传感器13，彩钢瓦2的波峰之间形成散热风道，利用空气对流为动力进行散热，耐力板1的顶部设置有多个无动力风罩14用于排出轻质光伏组件底部的空气进行散热，无动力风罩14被风力吹动将轻质光伏组件5和彩钢瓦2之间间隙中的底部的空气排出，防止轻质光伏组件5和和彩钢瓦2之间的空气温度过高，进行轻质光伏组件5的散热工作；

具体实施时，IOT物联网漏水预警定位传感器13，屋顶可以安装上由微型风光离网储能系统，由微型风光离网储能系统给IOT物联网漏水预警定位传感器13提供电源，或者IOT物联网漏水预警定位传感器13可以由部分轻质光伏组件5提供电源，两种方式都无需将电路电线布置到建筑屋顶上减少布置市电线路和市电的消耗，进一步避免漏电而带来的触电风险；

其中，轻质垫板3顶部的凹槽向两侧倾斜，使轻质光伏组件5的边缘悬空在凹槽上如说明书附图6所示，防水结构胶6填充在凹槽中并粘在轻质光伏组件5的底部，可以增加防水结构胶6和轻质光伏组件5的粘接面积，既增加防水能力，又增加牢固性；

其中，耐力板1可以分为透明和不透明的，不透明的耐力板1铺设在轻质光伏组件5的外围，并且耐力板1可以进行裁剪和切割，使轻质光伏组件5可以配适各种情况的屋顶；以及透明耐力板1可以与具有采光带的屋顶配合使用，如说明书附图7所示进行铺设，屋顶采光带位于透明耐力板1的正下方，可以很大程度上的保证原来屋顶的采光；

其中，彩钢瓦2波峰与波峰之间设置顶部开设凹槽的轻质垫板3以及支撑条16，支撑条16和轻质垫板3以及彩钢瓦2的波峰共同支撑起轻质光伏组件5，防止安装及运维检修时踩踏受力塌陷，可以直接在轻质组件5的表面踩踏行走，便于轻质组件5的安装、维修、更换工作；

其中，为防止风从屋檐倒灌进入本发明内部，对系统结构的稳定性造成破坏，系统侧立面采用挡风板8固定，采用倒角防逆流设计，与本发明的屋顶齐平，紧贴屋檐侧开有凸形排水孔，用于第一层屋顶渗漏到第二层屋顶的雨水排出，排水孔凸形设计具有防止风从屋檐口倒灌进入本发明内部的功能，该挡风排水收边板可以结合雨水槽、天沟等一并设计安装在屋檐上。

一种轻质光伏组件建筑一体化结构的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤1：将轻质垫板3通过防水结构胶4固定粘合在屋顶彩钢瓦2的两个波峰之间，轻质垫板3的厚度与波峰的高度保持一致，等待防水结构胶4固化二十四小时；

步骤2：轻质光伏组件5分别上下两块，将屋顶彩钢瓦2波峰的脊梁平面和轻质垫板3的表面涂抹上防水结构胶4，将轻质光伏组件5的侧边对齐放置在已涂抹防水结构胶4的波峰和轻质垫板3的上面，再将轻质光伏组件5的下端边沿背面粘贴双面软垫11，轻压固定；

步骤3：在屋顶彩钢瓦2波峰的脊梁平面和轻质垫板3表面已涂抹上防水结构胶4的基础上，下一块轻质光伏组件5的上端边沿叠搭在上一块轻质光伏组件5下端边沿背面的软垫11处，轻压固定；

步骤4：轻质光伏组件5的中间接缝位置正处于凹槽轻质垫板3的凹槽上，在凹槽放入漏水检测绳7，再涂抹注入防水结构胶6，并用工具刮至与轻质光伏组件5齐平，使防水结构胶6与轻质光伏组件5表面处于同一水平面，其余轻质光伏组件5施工安装依上述工艺要求逐一安装；

步骤5：PVC线槽安装在轻质光伏组件5的顶部，用结构胶4固定PVC线槽的下底槽，将串联的光伏直线电缆放入PVC线槽内，再盖上线槽的上盖板，PVC线槽两端用防火胶泥封堵；

步骤6：结构胶4涂抹在挡风板8的弯折部81上，再将挡风板8的压入在轻质光伏组件5和屋顶彩钢瓦2的两个波峰之间，结构胶4将弯折部81粘接在轻质光伏组件5和屋顶彩钢瓦2上。

具体实施时，安装前预处理，第一步：应对整个屋顶包括天沟整体基本面进行清理、清洁，松动固件重新加固，屋面腐蚀、有锈孔的区域进行打磨除锈和修补，待干透后，进行阻锈底漆一遍，干透固化八小时；

第二步：对屋顶包括天沟整体涂刷环氧云母铁红防锈漆一遍，涂层要均匀，干透固化八小时；

第三步：对屋顶包括天沟整体涂刷丙烯酸防腐面漆一遍；同时对屋顶彩钢瓦接缝处涂刷纯丙烯酸基层防水涂料，在涂料湿润状态时，铺设裁剪好相同形状的增强聚酯布，要确保增强聚酯布被基层防水涂料浸湿浸透、不起鼓、不起皱，目的使基层防水涂料通过增强聚酯布与底层防锈涂料固化连结成整体，以减少空隙、防止氧化，干透固化八小时；

第四步：在钢结构屋顶接缝处涂刷丙烯酸和微泡玻璃球组成的表层防水涂料，待表层涂料干透固化三十六小时后，进行屋顶防水施工验收；防水施工验收通过后，进入本发明的安装施工。

优选的，彩钢瓦2的屋顶边沿可集成LED灯带，LED灯带的其电源可以由微型风光离网储能系统提供或由市电供应，挡风板8及其他屋顶边沿的收边收口板可集成LED灯带，构成屋顶灯光秀，点亮美化环境，其电源可以由微型风光离网储能系统提供或由市电供应，实际应用中应根据LED灯带的功率和点亮时间长短的要求而定。

其中，软垫11为三元乙丙发泡胶带或者其它防水材料制成，软垫11可以支撑在轻质光伏组件5的重叠处，使轻质光伏组件5的各个部位都得到稳定的支撑，既可以增加轻质光伏组件5和彩钢瓦2的牢固程度，又可以防止轻质光伏组件5踩踏时被压坏。

在一些实施例中，本发明还可用于新增轻钢建筑，轻钢建筑在完成屋顶檩条铺设后，直接在檩条上安装彩钢瓦2且做好防水措施，形成第一层屋顶防水系统；接着在彩钢瓦上满铺轻质防火隔热板，用结构胶固定，轻质防火轻质垫板3的厚度与彩钢瓦2波峰高度一致，两者处于同一水平面，固化后在轻质防火隔热板表面涂抹上结构胶4，安装轻质光伏组件5，形成第二层屋顶防水功能，具体的施工方法和既有建筑屋顶轻质光伏组件5件建筑一体化系统施工相同。

在一些实施例中，本发明应用于建筑立面安装轻质光伏发电幕墙，其施工方法与新增轻钢建筑的施工方法大体一致，在建筑的立面安装好檩条、龙骨，再铺设轻质防水隔热板，其固定方式可以用自攻螺丝或结构胶，接着铺设轻质光伏组件用结构胶固定，除上、下两块轻质光伏组件5不需要叠搭安装，轻质光伏组件5接线盒和直线电缆线槽等构件可根据建筑结构和美观要求的不同，放在轻质光伏发电幕墙系统背面或表面。

在一些实施例中，IOT物联网漏水预警定位传感器13也可由微型风光离网储能系统提供电源，减少布置市电线路和市电的消耗，进一步避免漏电而带来的触电风险。

其中，本发明的新增恒荷载为6-8KG/平方米，可以在不进行屋顶结构加固的前提下进行安装，解决当前既有彩钢瓦建筑剩余使用年限不足问题，延长既有彩钢瓦建筑使用寿命，减少建筑产权业主更换屋顶的再次投入。

为保证轻质光伏组件光伏建筑一体化系统屋顶表面的干净和整洁，在施工和检、维修过程中，可以在屋顶表面铺设轻质踩踏防滑垫板，也可以在系统屋顶表面直接行走。

建筑屋顶简单的分成两大类：一是混凝土建筑屋顶，主要用在住宅、写字楼等多层商业建筑领域，约占全社会既有屋顶面积的百分之三十；二是彩钢瓦建筑屋顶，主要用在工业厂房、大型仓库、展览中心等单层工业建筑领域，约占全社会既有屋顶面积的百分之七十。

据统计，我国既有存量老旧建筑屋顶面积超过235平方米，每年新增建筑屋顶面积约10平方米，可供安装屋顶光伏发电系统的既有建筑屋顶面积超过160平方米，新增建筑屋顶面积超过2.1平方米，其中，可供安装屋顶光伏发电系统的既有建筑屋顶约70%为彩钢瓦建筑屋顶。

屋顶光伏发电系统分为两大类：一是构建型屋顶光伏发电系统，按光伏组件类型不同，又可进一步细分晶硅组件构建型屋顶光伏发电系统和轻质组件构建型屋顶光伏发电系统；二是建材型屋顶光伏发电系统，按光伏组件类型不同，又可进一步细分晶硅组件建材型屋顶光伏发电系统和轻质组件建材型屋顶光伏发电系统。

在屋顶安装光伏发电系统，前提条件是屋顶的荷载有足够的余量，可以满足新增屋顶光伏发电系统恒荷载的要求，不会影响屋顶建筑主体的安全性。当前，混凝土屋顶荷载余量基本可以满足安装任何一种屋顶光伏发电系统恒荷载的要求。

因此，我们着重研究的是彩钢瓦屋顶建筑，它又可分为既有彩钢瓦建筑和新增彩钢瓦建筑，在光伏发电产品领域，当前晶硅太阳能产品是主流，因此，在既有彩钢瓦建筑安装屋顶光伏发电系统，又可分为满足晶硅产品安装荷载余量要求的既有彩钢瓦屋顶和需要加固才能满足安装晶硅产品安装荷载余量要求的既有彩钢瓦屋顶。

经调查发现，既有（存量）彩钢瓦建筑安装屋顶光伏发电系统的几种技术方向介绍如下：

本发明，可以在不进行屋顶结构加固的前提下，具有低成本、施工周期短、对室内空间使用影响小，两层屋顶防水系统、不用更换屋顶、美观等优势，是既有彩钢瓦建筑安装改造BIPV光伏建筑最有效的解决方案；

解决当前既有彩钢瓦建筑剩余使用年限不足问题，延长既有彩钢瓦建筑使用寿命，减少建筑产权业主更换屋顶的再次投入；

本发明形成两层屋顶的防水结构，可大幅度减少漏水现象的发生，减少建筑产权业主因屋顶漏水造成的财产损失和漏水维修费用支出。

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 (9)

1.一种轻质光伏组件建筑一体化结构，包括彩钢瓦（2）以及其顶部铺设的耐力板（1），彩钢瓦（2）的顶部设置有支撑杆（12），支撑杆（12）的端部设置有中间板（9），其特征在于：所述彩钢瓦（2）的波峰上设置有轻质光伏组件（5），彩钢瓦（2）波峰的中间设置有顶部开设凹槽的轻质垫板（3）以及支撑条（16），支撑条（16）的高度与彩钢瓦（2）波峰的高度齐平，支撑轻质光伏组件（5），防止安装及运维检修时踩踏受力而塌陷，轻质垫板（3）顶部的凹槽中铺设漏水检测绳（7），轻质光伏组件（5）的边缘搭在轻质垫板（3）顶部的凹槽上并涂抹防水结构胶（6）使轻质光伏组件（5）形成防水屏障。

2.根据权利要求1所述的轻质光伏组件建筑一体化结构，其特征在于，所述彩钢瓦（2）的波峰和轻质光伏组件（5）的底部通过结构胶（4）粘接，轻质光伏组件（5）的底边搭在另一个轻质光伏组件（5）的顶边，使雨水沿着轻质光伏组件（5）滑落下。

3.根据权利要求1所述的轻质光伏组件建筑一体化结构，其特征在于，所述轻质垫板（3）的顶部设置有软垫（11），软垫（11）垫在轻质光伏组件（5）搭边出用于堵住其重叠处的间隙，防止雨水受风吹逆流进入内部，结构胶（4）的侧面进入轻质光伏组件（5）重叠处的间隙中将其封堵上。

4.根据权利要求1所述的轻质光伏组件建筑一体化结构，其特征在于，所述轻质光伏组件（5）的底部和彩钢瓦（2）之间形成缺口，缺口处设置有抗风揭挡风板（8），挡风板（8）的顶部和底部直角折叠形成弯折部（81），挡风板（8）上开设有多个排水口（82）。

5.根据权利要求1所述的轻质光伏组件建筑一体化结构，其特征在于，所述轻质垫板（3）与彩钢瓦（2）的波峰保持平行，漏水检测绳（7）为四根不同类型的导线组成，其中两根由导电聚合物加工而成，其单位长度电阻被精密加工并为定值，漏水检测绳（7）的端部连接IOT物联网漏水预警定位传感器（13）。

6.根据权利要求1所述的轻质光伏组件建筑一体化结构，其特征在于，所述轻质光伏组件（5）的正面设置有接线端（10）和二极管（15），并且轻质光伏组件（5）通过导线以串联的方式电性连接，轻质垫板（3）的两侧设置有弧形的缺口，使轻质垫板（3）顶部和底部宽中间窄。

7.根据权利要求1所述的轻质光伏组件建筑一体化结构，其特征在于，所述耐力板（1）的顶部设置有与漏水检测绳（7）连接的IOT物联网漏水预警定位传感器（13），彩钢瓦（2）的波峰之间形成散热风道，利用空气对流为动力进行散热，耐力板（1）的顶部设置有多个无动力风罩（14）用于排出轻质光伏组件（5）底部的空气进行散热。

8.一种根据权利要求1-7所述的轻质光伏组件建筑一体化结构的施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤：

步骤1：将轻质垫板（3）通过防水结构胶（4）固定粘合在屋顶彩钢瓦（2）的两个波峰之间，轻质垫板（3）的厚度与波峰的高度保持一致，等待防水结构胶（4）固化二十四小时；

步骤2：轻质光伏组件（5）分别上下两块，将屋顶彩钢瓦（2）波峰的脊梁平面和轻质垫板（3）的表面涂抹上防水结构胶（4），将轻质光伏组件（5）的侧边对齐放置在已涂抹防水结构胶（4）的波峰和轻质垫板（3）的上面，再将轻质光伏组件（5）的下端边沿背面粘贴双面软垫（11），轻压固定；

步骤3：在屋顶彩钢瓦（2）波峰的脊梁平面和轻质垫板（3）表面已涂抹上防水结构胶（4）的基础上，下一块轻质光伏组件（5）的上端边沿叠搭在上一块轻质光伏组件（5）下端边沿背面的软垫（11）处，轻压固定；

步骤4：轻质光伏组件（5）的中间接缝位置正处于凹槽轻质垫板（3）的凹槽上，在凹槽放入漏水检测绳（7），再涂抹注入防水结构胶（6），并用工具刮至与轻质光伏组件（5）齐平，使防水结构胶（6）与轻质光伏组件（5）表面处于同一水平面，其余轻质光伏组件（5）施工安装依上述工艺要求逐一安装；

步骤5：PVC线槽安装在轻质光伏组件（5）的顶部，再结构胶（4）固定PVC线槽的下底槽，将串联的光伏直线电缆放入PVC线槽内，再盖上线槽的上盖板，PVC线槽两端用防火胶泥封堵；

步骤6：结构胶（4）涂抹在挡风板（8）的弯折部（81）上，再将挡风板（8）的压入在轻质光伏组件（5）和屋顶彩钢瓦（2）的两个波峰之间，结构胶（4）将弯折部（81）粘接在轻质光伏组件（5）和屋顶彩钢瓦（2）上。

9.根据权利要求8所述的轻质光伏组件建筑一体化结构的施工方法，其特征在于，所述彩钢瓦（2）的屋顶边沿可集成LED灯带，LED灯带的其电源可以由微型风光离网储能系统提供或由市电供应。

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