CN216196121U - 一种光伏建筑一体屋面 - Google Patents

Abstract

一种光伏建筑一体屋面，包括支撑梁、配合安装在支撑梁上的光伏组件单元以及用于连接支撑梁、光伏组件单元的连接单元，多个所述支撑梁沿第一方向设置在建筑屋架上，相邻的两个支撑梁之间构成用于装配光伏组件单元的装配框架，光伏组件单元装配在该装配框架中，光伏组件单元装配在安装平台上方；光伏组件单元连接支撑梁一边的相邻折角的另一边之间设置工艺缝。本方案通过对各部件的合理、科学设计设计，减少了建筑用支撑梁中零部件的使用，避免台风暴雨时雨水会从缝隙进入到一体屋面内部，密封性、稳定性、安全性更高；本方案能够最大程度减少构件，节约成本，且安装、维护方便，为实现光伏建筑一体化（BIPV)开拓、创新。

Description

一种光伏建筑一体屋面

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，特别涉及一种光伏建筑一体屋面。

背景技术

光伏是太阳能光伏发电系统的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。随着光伏行业的发展，光伏板组件会被应用到天台及建筑物表面，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为设于建筑物的光伏系统。这一类的光伏系统主要分为BAPV 和BIPV ，BAPV是指附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统，它的主要功能是发电，不替代原有建筑物的功能；BIPV是指与建筑物同时设计、同时施工和安装并与建筑物形成完美结合的太阳能光伏发电系统，它作为建筑物外部构件的一部分，既具有发电功能，又具有建筑构件和建筑材料的功能。

BAPV光伏发电系统作为传统的附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统，光伏组件是用铝合金边框四周固定，再用支架固定在建筑屋面上，其屋面较凌乱、整体性较差，这种技术会对原建筑屋面造成不同程度的破坏，且牢固性欠佳，容易被台风、暴雨侵袭、损坏，目前市场上多数还是采用BAPV光伏发电系统。目前现有的BIPV解决方案中，比如中国专利CN213572699U于2021年06月29日公告授权了一件专利号为“202020838921.6”、名称为《一种建筑光伏一体化光伏屋顶》的实用新型专利中，参见对比文件1的附图1至附图6，对比文件1公开了一种建筑光伏一体化光伏屋顶，包括平铺在屋顶部的光伏板组件，屋顶部设有横向檩条，在横向檩条与光伏板组件之间设有支撑光伏组件的纵向水槽和横向水槽，在纵向装置间隔中设有中压构件，纵向水槽上装有用于安装中压构件的横担，所述纵向水槽由两侧立板和底板构成的槽构件，立板顶部设有外翻的承载面，纵向水槽通过固定卡箍与横向檩条相接；横向水槽包括设置在纵向相邻光伏组件之间的横向装配缝中的竖向板，在竖向板的顶部设有弯向下方光伏组件并盖在下方光伏组件上表面的顺水板，在竖向板的底部设有弯向上方光伏组件并托在上方光伏组件下表面的接水板。对比文件1的构件属于传统的带有铝合金边框的光伏组件，是在光伏组件下面设接雨水槽，但是这种构件没有完全阻断雨水，如遇台风暴雨，雨水会从缝隙中进入屋内，纵向水槽和横向水槽连接点模糊，不能保证连接点处不漏水。

有鉴于此，如何解决现有技术中的上述技术问题，便成为本实用新型所要研究解决的课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种光伏建筑一体屋面。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种光伏建筑一体屋面，包括支撑梁、配合安装在支撑梁上的光伏组件单元以及用于连接支撑梁、光伏组件单元的连接单元；

所述支撑梁为在其横剖面具有至少一个腔体的型材，所述支撑梁的长度沿第一方向延伸，所述支撑梁上设有沿第一方向延伸的导水槽；支撑梁在导水槽的两侧均设有安装平台；在所述支撑梁的下端部具有用于与建筑屋架固定的支撑座；

所述一种光伏建筑一体屋面被配置成：多个所述支撑梁沿第一方向设置在建筑屋架上，相邻的两个支撑梁之间构成用于装配光伏组件单元的装配框架，光伏组件单元装配在该装配框架中，并且光伏组件单元装配在安装平台上方，光伏组件单元通过连接单元与支撑梁定位连接；光伏组件单元连接支撑梁一边的相邻折角的另一边之间设置工艺缝，该工艺缝中填充密封胶或结构胶。

本实用新型的有关内容解释如下：

1. 在上述技术方案中，通过对建筑用支撑梁中支撑梁、光伏组件单元、连接单元的设计，只用一根支撑梁即可达到现有技术中使用纵梁、横梁带来的技术效果，解决光伏组件传统安装工艺对建筑屋面造成破坏的问题，且能解决整体防雨漏水的问题，也进一步节省了建筑材料的使用，施工简单、方便。具体分析如下：通过支撑梁、光伏组件单元的连接方式的设计，减少了建筑用支撑梁中零部件的使用，特别是能减少铝合金边框、过渡连接金属件的使用；对导水槽和工艺缝的配合设计，避免台风暴雨时雨水会从缝隙进入到一体屋面内部；对其中一体成型的支撑梁进行了更加优化的设计，整合了现有技术中的多种功能，密封性、稳定性、安全性更高；能有利于建筑用支撑梁的安装和后续维护维修，拆除替换方便。

2. 在上述技术方案中，所述支撑梁的支撑座为弓字形结构，弓字形的支撑座在相同截面积下可以增高型材的屈服强度。支撑座底部具有多个支撑脚，多个支撑脚在一个支撑面，“弓”字形结构是为了增加强度和牢固、稳定性，支撑座既能用于支撑、又能有安装固定一体作用。支撑座固定方式有二种：一、紧固件直接穿过支撑座连接固定在其它屋架上；二、通过另设固定压块，压住支撑座。

3. 在上述技术方案中，所述连接单元包括压板、紧固件，所述紧固件包括紧固螺丝和螺母，压板压在光伏组件单元上方，通过紧固件使压板、光伏组件单元和支撑梁连接固定；压板与光伏组件单元之间设置有胶条，用以密封和缓冲作用。

4.在本实用新型中，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，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，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

5.在本实用新型中，术语“中心”、“前”、“后”、“轴向”、“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装配关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

6. 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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

由于上述方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有以下优点和效果：

1.本实用新型的上述方案中，通过对建筑用支撑梁中支撑梁、光伏组件单元、连接单元的设计，其中作为支撑的部件只用到支撑梁；相比现有技术能够以较少的部件去实现一样的功能，能够减少建筑用支撑梁的制造成本、安装成本及后续维护维修成本。

2. 本实用新型的上述方案中，对导水槽和工艺缝的配合设计以及相应的密封设计均进行了设计上的突破，导水槽设置成开口敞开在一体屋面的方式，而且导水槽的水流道部位没有设置穿孔、没有设置接缝，密封胶或结构胶表面的水直接流入到导水槽中，导水槽中的水再排入房屋排水系统，不会像现有技术一样在碰到台风暴雨时雨水会从缝隙进入到一体屋面内部，从结构设计上就避免了这种情况的出现，提升光伏屋面的防水性能。

3.本实用新型的上述方案中，对其中一体成型的支撑梁进行了更加优化的设计，导水槽用于光伏屋面在下雨天、水清洗时的排水，导水槽上端两侧的安装平台用于光伏组件单元第一边的搭接固定、同时还能用于设置胶条时对胶条的固定，底部的支撑座既能用于支撑、又能有安装固定一体作用，能让支撑梁承受更大载荷，支撑梁的设计，能整合了现有技术中的多种功能，同时使排水的方式、排水的结构更合理、更具密封性，稳定性、安全性也更高。

4. .本实用新型的上述方案中，由于采用的金属框架少，能有利于建筑用支撑梁的安装和后续维护维修，拆除替换方便，减少对不同种类型材的物料配备，使物料统一，以此来减轻企业的物料成本；本方案能够最大程度减少构件，节约成本，且安装、维护方便，为实现光伏建筑一体化（BIPV)开拓、创新。

附图说明

附图1为本实用新型实施例一种光伏建筑一体屋面的整体结构示意图；

附图2为本实用新型实施例一种光伏建筑一体屋面的横剖面示意图；

附图3为本实用新型实施例中支撑梁的横剖面示意图；

附图4为本实用新型实施例中连接单元的横剖视图；

附图5为本实用新型实施例中胶条的横剖视图。

以上附图各部位表示如下：

1、支撑梁；101、腔体；

11、上支撑部；111、导水槽；1111、开口；112、嵌置槽；1121、上限位部；11211、上限位面；1122、斜支撑面；113、安装平台；1131、安装槽；

12、下支撑部；120、支撑座；121、第一支撑脚；1211、第一支撑面；122、第二支撑脚；1221、第二支撑面；

2、光伏组件单元；21、第一边；22、第二边；

3、连接单元；

31、压板；32、紧固件；321、紧固螺丝；322、螺母；3221、配合面；

4、胶条；41、安装凸块；42、挡水条；

5、工艺缝。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

如附图1至附图5所示，本实用新型实施例提供一种光伏建筑一体屋面，用于光伏发电，该一体屋面作为建筑物外部构件的一部分，既具有发电功能，又具有建筑构件和建筑材料的功能，该一体屋面包括支撑梁1、配合安装在支撑梁1上的光伏组件单元2以及用于连接支撑梁1、光伏组件单元2的连接单元3。所述支撑梁1为在其横剖面具有至少一个腔体101的型材，所述支撑梁1的长度沿第一方向延伸，所述支撑梁1上设有沿第一方向延伸的导水槽111；支撑梁1在导水槽111的两侧均设有安装平台113；在所述支撑梁1的下端部具有用于与建筑屋架固定的支撑座120；

所述一种光伏建筑一体屋面被配置成：多个所述支撑梁1沿第一方向设置在建筑屋架（该建筑屋架为不包含在本实用新型技术方案中的外部的建筑屋架，建筑屋架包括：轻钢桁架梁上、钢筋桁架楼承板屋面上、轻钢结构屋架檩条上、轻钢结构彩钢瓦屋面上、混凝土屋面上等）上，相邻的两个支撑梁1之间构成用于装配光伏组件单元2的装配框架，光伏组件单元2沿第二方向装配在该装配框架中，并且光伏组件单元2装配在安装平台113上方，光伏组件单元2通过连接单元3与支撑梁1定位连接；光伏组件单元2连接支撑梁1一边的相邻折角的另一边之间设置工艺缝5，该工艺缝5中填充密封胶或结构胶。其中第一方向、第二方向指向不同的方向，具体的，第一方向和第二方向可以是纵横垂直交叉的方向，以拼接成矩形形状，也可以是斜向交叉，以形成棱形形状。

通过上述实施例的实施，通过对建筑用支撑梁1中支撑梁1、光伏组件单元2、连接单元3的设计，只用一根支撑梁1即可达到现有技术中使用纵梁、横梁带来的技术效果，解决光伏组件传统安装工艺对建筑屋面造成破坏的问题，且能解决整体防雨漏水的问题，也进一步节省了建筑材料的使用，施工简单、方便。具体分析如下：通过支撑梁1、光伏组件单元2的连接方式的设计，减少了建筑用支撑梁1中零部件的使用，特别是能减少铝合金边框、过渡连接金属件的使用；对导水槽111和工艺缝5的配合设计，避免台风暴雨时雨水会从缝隙进入到一体屋面内部；对其中一体成型的支撑梁1进行了更加优化的设计，整合了现有技术中的多种功能，密封性、稳定性、安全性更高；能有利于建筑用支撑梁1的安装和后续维护维修，拆除替换方便。

在其中一种实施方式中，如附图3所示，所述支撑梁11为在其横剖面具有至少一个腔体101的铝合金型材，成型、制造方便，成本低，这种腔体101的设计，让支撑梁11的力学结构更加合理，其结构强度高、能承受的载荷大，能让支撑梁11的各功能部分合理划分区域，不冲突、不干涉，方便施工，腔体101也可作为延展连续的过渡部位。进一步的，所述支撑梁11为以横剖面竖直中心左右对称的铝合金型材。

在其中另一种实施方式中，如附图4所示，所述连接单元3包括压板31、紧固件32，所述紧固件32包括紧固螺丝321和螺母322，压板31压在光伏组件单元2上方，通过紧固件32使压板31、光伏组件单元2和支撑梁1连接固定，压板31与光伏组件单元2之间设置有胶条4，用以密封和缓冲作用。

在其中一种实施方式中，如附图3所示，所述支撑梁1的支撑座120为弓字形结构，弓字形的支撑座120在相同截面积下可以增高型材的屈服强度。支撑座120底部具有多个支撑脚，多个支撑脚在一个支撑面，“弓”字形结构是为了增加强度和牢固、稳定性，支撑座120既能用于支撑、又能有安装固定一体作用。支撑座120固定方式有二种：一、紧固件直接穿过支撑座120连接固定在其它屋架上；二、通过另设固定压块，压住支撑座120。

下面对本实用新型的更加具体的实施方式进行详细说明：

如附图2所示，一种光伏建筑一体屋面，包括支撑梁1、配合安装在支撑梁1上的光伏组件单元23以及用于连接支撑梁1、光伏组件单元23的连接单元34。

所述支撑梁1为在其横剖面具有至少一个腔体101的型材，所述支撑梁1的长度沿第一方向延伸；

所述支撑梁1包括一体成型的第一上支撑部11和第一下支撑部12；

所述第一上支撑部11上设有沿第一方向延伸的导水槽111，所述导水槽111上方顶部形成敞开的第一开口1111，第一开口1111的两侧内壁处剖设有相对的嵌置槽112；

所述第一上支撑部11上在导水槽111的顶端两侧均设有安装平台113，安装平台113上设有沿第一方向延伸的安装槽1131；

如附图3所示，所述第一下支撑部12的底部设置有第一支撑脚121，第一支撑脚121底部具有用于与外部建筑屋架固定连接的第一支撑面1211，支撑梁1在第一支撑脚121的两侧向外延伸展开形成第二支撑脚122，第二支撑脚122底部具有用于与外部建筑屋架固定连接的第二支撑面1221，第一支撑面1211和两个第二支撑面1221之间具有空隙，以此来形成弓字形结构的支撑座120；由紧固螺栓（螺丝）穿过第二支撑脚122，以使支撑梁1固定在外部建筑屋架上；同时所述第二支撑脚122的外缘向上弯曲，且安装平台113相对第二支撑脚122靠近导水槽111的竖直中心设置；

如附图1所示，所述光伏组件单元2具有沿第一方向设置的第一边21和沿第二方向设置的第二边22；

如附图4所示，所述连接单元3包括压板31、紧固件32，所述紧固件32包括紧固螺丝321和螺母322，压板31压在光伏组件单元2上方，通过紧固件32使压板31、光伏组件单元2和支撑梁1连接固定；压板31与光伏组件单元2之间设置有胶条4，用以密封和缓冲作用；

如附图1以及附图2所示，所述建筑用支撑构件被配置成：多个支撑梁1沿第一方向平行设置在外部建筑屋架上，相邻的支撑梁1之间装配二方向放置的光伏组件单元2，光伏组件单元2的第一边21搭接固定在支撑梁1的安装平台113上，光伏组件单元2通过连接单元3与支撑梁1定位连接；相邻的光伏组件单元2的第二边22之间设置工艺缝5，工艺缝5中填充密封胶或结构胶；同时在安装平台113上设置有胶条4，用于密封和缓冲；位于最外侧的支撑梁1通过压板31、紧固件32与外部屋面建材装配（外部屋面建材（透光板等）可以镶嵌、过渡，或衔接山墙），可由调节块来调节其中的间隙。

进一步的，相对的嵌置槽112之间相对内侧形成卡持部，该卡持部对紧固件32底部的螺母322进行固定连接。更进一步的，该嵌置槽112的顶部具有上限位部1121，该上限位部1121的朝向与开口1111的方向为反向，该嵌置槽112朝向导水槽111处有上向下斜伸有斜支撑面1122，以此来使紧固件32能更好得装配到嵌置槽112里，确保紧固后牢固、稳定。

更具体的，所述紧固件32包括紧固螺丝321和螺母322，螺母322的两翼嵌入到嵌置槽112中，以此来使紧固件32能更好得装配到嵌置槽112里，确保紧固后牢固、稳定。

进一步的，上限位部1121上设置有波浪形的上限位面11211；对应波浪形的上限位面11211，在螺母322上设置有波浪形的配合面3221，以此来使紧固件32能更好得装配到嵌置槽112里，确保紧固后牢固、稳定。

更具体的，所述安装槽1131的截面形状为多段圆弧相切形成，从该安装槽1131的中心点向上其开口1111先缩小再扩大，对应安装槽1131，所述胶条4的底部设置有向下凸起的与安装槽1131截面形状匹配的安装凸块41，安装凸块41、安装槽1131的设计，能让胶条4更牢固得装配到支撑梁1、光伏组件单元2之间，能提高密封防水性能；胶条4的底部在朝向导水槽111的一侧设置有向下凸起的挡水条42，能防止导水槽111一侧的水渗入胶条4底部和支撑梁1之间的缝隙中，能提高该建筑用支撑梁1在台风暴雨等恶劣天气下的防水性能。

在上述实施例中，安装槽1131的形状可以是圆形、椭圆形、菱形等不同形状，本实用新型不以此为限，考虑到支撑梁1的型材制作工艺，采用圆形比较合理。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种光伏建筑一体屋面，其特征在于：包括支撑梁(1)、配合安装在支撑梁(1)上的光伏组件单元(2)以及用于连接支撑梁(1)、光伏组件单元(2)的连接单元(3)；

所述支撑梁(1)为在其横剖面具有至少一个腔体(101)的型材，所述支撑梁(1)的长度沿第一方向延伸，所述支撑梁(1)上设有沿第一方向延伸的导水槽(111)；支撑梁(1)在导水槽(111)的两侧均设有安装平台(113)；在所述支撑梁(1)的下端部具有用于与建筑屋架固定的支撑座(120)；

所述一种光伏建筑一体屋面被配置成：多个所述支撑梁(1)沿第一方向设置在建筑屋架上，相邻的两个支撑梁(1)之间构成用于装配光伏组件单元(2)的装配框架，光伏组件单元(2)装配在该装配框架中，并且光伏组件单元(2)装配在安装平台(113)上方，光伏组件单元(2)通过连接单元(3)与支撑梁(1)定位连接；光伏组件单元(2)连接支撑梁(1)一边的相邻折角的另一边之间设置工艺缝(5)，该工艺缝(5)中填充密封胶或结构胶。

2.根据权利要求1所述的一种光伏建筑一体屋面，其特征在于：所述支撑梁(1)的支撑座(120)为弓字形。

3.根据权利要求1所述的一种光伏建筑一体屋面，其特征在于：所述连接单元(3)包括压板(31)、紧固件(32)，所述紧固件(32)包括紧固螺丝(321)和螺母(322)。

4.根据权利要求3所述的一种光伏建筑一体屋面，其特征在于：压板(31)与光伏组件单元(2)之间设置有胶条(4)。

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