隨著經(jīng)濟(jì)和生活對能耗的需求越來越大，化石燃料已經(jīng)不能滿足人們對能源的需要，對新能源的迫切需求，使得太陽能建筑光伏發(fā)電成為我們未來清潔能源的不二選擇。在全球大力發(fā)展建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)的同時，涉及到許多問題，特別是在改擴(kuò)建項目中，需要與原來的主體結(jié)構(gòu)有很好的連接，才能保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的受力性能和防水密封性能。
01
金屬屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)
金屬屋面系統(tǒng)包括：直立鎖邊鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)、立邊咬合系統(tǒng)、平鎖扣式屋面墻面系統(tǒng)、二次屋面系統(tǒng)、角馳屋面系統(tǒng)、暗扣式屋面系統(tǒng)。金屬屋頂各式各樣，光伏陣列的安裝方式也多種多樣。
要在金屬屋頂安裝光伏系統(tǒng)，主要通過各種連接件將金屬屋面太陽能光伏支架系統(tǒng)連接在屋頂上。一般情況下，對于直立鎖邊鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)、立邊咬合系統(tǒng)、角馳屋面系統(tǒng)，只要金屬屋頂?shù)姆浪畬硬槐黄茐模诎惭b光伏陣列注意施工、做足防護(hù)措施，屋頂?shù)姆浪ㄖδ芫筒粫茐摹τ诮鉀Q這類的防水密封問題，就是解決金屬屋頂?shù)姆浪畣栴}。
工程實例：
通過對現(xiàn)場的考察以及和業(yè)主的溝通，充分了解現(xiàn)場屋面的情況后，總結(jié)屋面的漏水產(chǎn)生的原因主要有以下幾種：
1. 原來屋面板連接位置的銹蝕;
2. 屋面沒有固定的檢修通道，檢修人員的走動，容易造成局部板的破壞，引起漏水;
3. 原來采光天窗的防水處理沒有做好，局部漏水嚴(yán)重;
針對上述的產(chǎn)生漏水的原因，分別可用以下途徑解決：
█ 對于銹蝕位置的處理
1)預(yù)處理：
金屬屋面施工前仔細(xì)徹底檢查整個屋面的漏水狀況，對其進(jìn)行預(yù)處理，確保金屬屋面牢固、干凈、無銹蝕、無雜物、灰塵，不符合上述情況則分別作如下處理：
A. 更換已生銹固件,在適當(dāng)?shù)奈恢迷黾庸碳?
B. 用除銹砂紙將生銹區(qū)域打磨干凈,直至呈現(xiàn)金屬本色，然后涂一層基層涂料;
C. 清除雜物，灰塵及其它臟物;
2)對屋面的銹蝕位置做防水處理，選用防水涂料進(jìn)行噴涂。
金屬屋面搭接處：
金屬屋面搭接處先涂一層基層涂料，在其仍為濕潤時，把15～20厘米寬的縫織聚酯布嵌入其中，再從上面用基層涂料充分浸潤縫織聚酯布，以至全干。
建造檢修走道：
在解決屋面漏水之后，制作專門的檢修通道，以避免后期的各項維護(hù)工作對屋面造成再次破壞。
具體來說，檢修通道固定在金屬屋面板突出的肋上，通過設(shè)置一道金屬格柵來提供檢修人員的通道。避免隨意走動對屋面造成的破壞。
█ 對于屋面突出物周邊的處理
1)金屬屋面的突出物(如煙囪、出氣孔、風(fēng)機(jī)口等)：裁剪尺寸、形狀合適的縫織聚酯布，并按技術(shù)要求裁剪好，在突出物周圍涂一層基層涂料，把裁剪好的縫織聚酯布鋪于其上，再從上面用基層涂料充分浸潤縫織聚酯布，確保不起泡、不起皺。
金屬屋面與采光頂結(jié)合處
2)金屬屋面固件：用10㎝×10㎝的縫織聚酯布，按上述同樣的方法處理。
原金屬屋面防雷帶
3)金屬屋面天溝：天溝搭接縫，落水口等處先做金屬屋面局部防水處理，然后在更大防水范圍涂一層涂料，在其仍為濕潤時鋪上縫織聚酯布，再從上面用漿料充分浸潤縫織聚酯布，以至全干。至少12小時后，最后再涂一層漿料。
金屬屋面與排水溝結(jié)合處
█ 光伏組件支架的安裝方式
該金屬屋面的為立邊咬合結(jié)構(gòu)的金屬屋面，如下圖，屋面的支撐受力點就在屋面板的肋上，而我們所設(shè)計支架就是通過金屬夾固定在屋面板的肋上，不僅無任何穿孔，而且能使屋面板咬合更為牢固，可以解決因為屋面板咬合松動引起的漏水問題。
金屬屋面搭接處
電池板在金屬屋面安裝方式
電池板在金屬屋面安裝方式三維圖
02
光伏采光頂
光伏采光頂是光伏建筑一體化的表現(xiàn)，即用雙玻光伏組件材料制成的有采光功能的建筑頂部，具有發(fā)電功能和建筑功能。光伏采光頂?shù)墓夥M件將自身所承受的各種荷載通過硅酮類的結(jié)構(gòu)膠傳遞給鋁合金副框，再通過壓塊和自鉆自攻釘將副框的線荷載傳遞給橫梁和立柱。同時，對于室外，硅酮類的結(jié)構(gòu)膠也起到了密封作用。因此，正確選用硅酮類結(jié)構(gòu)膠、合理進(jìn)行節(jié)點設(shè)計、控制施工質(zhì)量，是確保光伏采光頂結(jié)構(gòu)安全性的關(guān)鍵。而采光頂?shù)臍饷苄院退苄詣t主要依靠硅酮類密封膠來保證，硅酮類結(jié)構(gòu)膠好比人的牙齒，而硅酮類密封膠好比人的嘴唇，唇亡齒寒，缺一不可。
工程實例：
█ 光伏采光頂?shù)陌惭b：
1. 測量放線，根據(jù)主體施工單位移交的軸線、標(biāo)高以及網(wǎng)架球節(jié)點施工記錄進(jìn)行必要的復(fù)核，確定網(wǎng)架球節(jié)點是否適用，按采光頂布置圖進(jìn)行全面的測量放線，確定采光頂安裝軸線標(biāo)高，并及時整理把測量數(shù)據(jù)提交業(yè)主等相關(guān)方確認(rèn)，對預(yù)埋件偏差數(shù)據(jù)反饋設(shè)計人員，提出處理意見報業(yè)主等確認(rèn);
2. 將球節(jié)點上的油膏清除，將支托安裝在球節(jié)點上;
3. 橫梁安裝;
4. 玻璃面層的安裝包括面層安裝、清潔、打膠。
該采光頂為排水坡度為3%的單坡采光頂，先將雙玻光伏組件放置在設(shè)計位置，通過雙邊壓塊和自鉆自攻釘將雙玻組件固定、卡在鋁軌上，在雙玻光伏組件面層之間的縫隙里塞泡沫棒、打耐候密封膠形成裝飾面層。待面層安裝完成后，即可安排打膠。打膠首先在膠縫兩側(cè)飾面上粘貼好保護(hù)膠帶，再把泡沫條均勻地填入膠縫中，泡沫條表面應(yīng)與飾面表面距離控制在5-7mm 之間，以保證密封膠的厚度，用清冼液清潔膠接觸面，然后行同一方向用打膠槍把密封膠均勻地注入膠縫內(nèi)，并立即用膠筒或灰刀刮平，去除保護(hù)紙，避免過長時間形成污染。打膠是檢驗安裝是否成功的一個重要環(huán)節(jié)，不但是外觀的點晴之筆，且直接影響采光頂?shù)姆罎B功能。打膠時還要注意天氣情況，杜絕雨天，避免高溫與低溫5 度以下作業(yè)，以確保打膠質(zhì)量，并保證膠縫粗細(xì)均勻，表面美觀流暢。安裝開啟部位必須仔細(xì)，止水膠墊、支撐等，確保滿足設(shè)計要求以及啟閉靈活。
5. 清潔、交驗安裝面層完成后，及時清洗于凈外飾面，并向業(yè)主等相關(guān)方提交報驗申請驗收。工程竣工后需組織驗收前的清理工作。
隱框采光頂橫剖面節(jié)點示意圖
隱框采光頂豎剖面節(jié)點示意圖
03
光電幕墻
考慮到遮擋、光伏組件的加工限制，目前的光電幕墻以隱框幕墻為主流。在隱框幕墻工程中，無論是面層的結(jié)構(gòu)裝配，還是實現(xiàn)幕墻氣密性、水密性等建筑功能，主要依賴硅酮膠。光電幕墻用硅酮類的結(jié)構(gòu)膠將光伏組件粘結(jié)在支撐結(jié)構(gòu)上。硅酮結(jié)構(gòu)膠是專為建筑幕墻結(jié)構(gòu)裝配而設(shè)計的。可在一般的氣候條件下輕易擠出使用。硅酮類的結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度高，能承受較大荷載，且具有耐老化，耐腐蝕，耐疲勞的特點。硅酮密封膠這種材料具有耐高低溫、耐紫外線照射、耐雨水而不會老化的特點，是使用壽命最長的密封膠，因此稱為耐候膠。所以合理設(shè)計和運(yùn)用硅酮結(jié)構(gòu)膠和硅酮密封膠變得尤為重要。
隱框幕墻橫剖面節(jié)點示意圖
隱框幕墻豎剖面節(jié)點示意圖
04
總結(jié)
據(jù)介紹：光伏方陣與建筑結(jié)合的方式不同，光伏建筑一體化可分為兩大類：一類是光伏方陣與建筑的結(jié)合，如在混凝土屋頂、金屬屋頂上安裝光伏系統(tǒng)。另一類是光伏方陣與建筑的集成。如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂?shù)取?/p>
目前在建的光伏發(fā)電項目，大多數(shù)是在已經(jīng)建成的建筑上安裝，所以迫切的需要研究新增加的光伏系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)與原來的結(jié)構(gòu)直接的防水密封問題。本文初略的總結(jié)的目前常用的集中光伏系統(tǒng)的防水密封方式，與大家一起探討。對于如何解決建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)中的防水密封問題，我們在注重保護(hù)和修復(fù)原有建筑的同時，解決好與原有建筑之間的防水密封處理。
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