專利名稱：卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能光伏發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域和屋頂建筑材料領(lǐng)域，屬于光伏建筑一體化領(lǐng)域。具體來說，就是通過將太陽能電池板與本專利設(shè)計的屋頂支架構(gòu)件相結(jié)合，形成一個防水保溫的太陽能屋頂，可以完全替代傳統(tǒng)屋頂。
背景技術(shù)：
在屋頂上安裝太陽能電池板進行發(fā)電，此具有節(jié)約土地資源、就近供電、減少電能損耗等優(yōu)點，但同時也存在很多缺點，如在原有斜面屋頂或平面屋頂采用后加方式安裝太陽能電池板，均需要破壞屋面防水層進行固定，且不但多用了很多的支架材料，還與建筑物的整體外觀不協(xié)調(diào)，尤其在平面屋頂上安裝還占用了原有的屋頂空間，對房屋無法起到防 曬保溫的功能，即破壞屋面防水層、浪費材料、影響美觀、占用原有空間、無防曬保溫功能。本專利前期調(diào)研了多個個人或廠家對太陽能建筑一體化的研究，如申請?zhí)枮?01010141222. 7 “一種用于光伏建筑一體化的太陽能電池組件”發(fā)明專利，其中涉及的帶有發(fā)泡聚苯乙烯等材料的彩鋼板可以起到保溫的作用，但是其電池板與彩鋼板是通過粘結(jié)膠進行固定，由于太陽能電池板白天工作時最高溫度會達到70°C -90°C，且太陽能電池板設(shè)計使用壽命是25年，因此在此期間，粘結(jié)膠是否能夠始終達到必要的粘結(jié)強度存在很大的疑問，尤其面對強風(fēng)時是否能夠始終牢固，對項目的安全運行是否會存在隱患。申請?zhí)枮?00910095312. 4 “自動排水型全密封光伏建筑一體化屋頂”專利，其中太陽能電池組件的玻璃背板與太陽能組件邊框，及太陽能組件邊框與整體框架間的防水結(jié)構(gòu)均是采用了密封膠條的形式，同樣由于太陽能電池板的工作溫度較高及太陽能電池板使用壽命較長，密封膠條在使用過程中很容易老化，無法長期達到防雨防漏的功能。此專利無保溫結(jié)構(gòu)，不能達到屋頂保暖的基本功能，且此專利太陽能電池背板直接做成屋頂，無散熱結(jié)構(gòu)，會影響太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是太陽能電池板支架在屋頂安裝，存在二次建設(shè)、浪費材料、破壞屋面防水層、影響美觀的缺點，及部分支架所用的材料易老化，使用壽命較短，需定期維護更換的缺點，還有部分光伏建筑一體化支架不易于電池板散熱的缺點。本發(fā)明的技術(shù)方案是研發(fā)了卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件，其可以作為太陽能光伏電池板的支架，又可以做成防水抗壓保溫結(jié)構(gòu)，可以完全替代傳統(tǒng)屋頂。發(fā)明具體包括由金屬薄板做成的U形卡槽式金屬板、L形防滑件、根據(jù)電池板的尺寸已預(yù)先開好孔的斜梁、帶彈簧的中壓件、側(cè)邊防水件。其中U形卡槽式金屬板根據(jù)保溫結(jié)構(gòu)又分為兩種，即單壁簡易型和夾心保溫型，其中單壁簡易型即為只有單層鋼板，無保溫結(jié)構(gòu)，成本低，適用于對保溫要求不高的敞開式結(jié)構(gòu)，如廠房、車棚、遮雨棚等建筑；夾心保溫型即為兩層金屬板結(jié)構(gòu)，里面填充有保溫材料，如聚苯、聚苯乙烯、硬質(zhì)聚氨酯即PU、三聚酯即PIR、酚醛即PF、巖棉即RW、泡沫等保溫材料。
本發(fā)明的主要特點是U形卡槽式金屬板的左右兩個邊的中間部分分別為反S形和S形結(jié)構(gòu)，太陽能電池板的兩邊可以插入此結(jié)構(gòu)所形成的內(nèi)側(cè)為凹面的空腔內(nèi)，在卡槽式金屬板的外側(cè)，中壓件的上邊緣可以卡入此結(jié)構(gòu)所形成的向金屬板內(nèi)側(cè)凹的空腔內(nèi)；在卡槽式金屬板兩邊的上邊緣，一邊為I形,一邊為倒過來的U形，兩片卡槽式金屬板側(cè)邊連接時采用搭接方式，即一塊板邊的I形上邊緣插入另一塊板邊倒過來的U形上邊緣的中空腔內(nèi)，從而達到了防止水滲漏的效果；兩片卡槽式金屬板側(cè)邊采用搭接方式連接后的腔體可以完全覆蓋中壓件、斜梁、螺絲、螺眼等處，使裸露在外面的材料只有太陽能電池板和U形卡槽式金屬板，無任何螺絲螺眼；卡槽式金屬板除兩邊與電池板邊緣所接觸的面積外，其他部分向下凹陷，從而與太陽能電池板有一定的距離，為太陽能電池板的通風(fēng)散熱留出了空間；整套屋頂構(gòu)件的固定方式是，中壓件固定在斜梁上，彈簧處于中壓件與斜梁之間將中壓件撐高，L形防滑件固定在斜梁向下的一端，U形卡槽式金屬板的兩邊分別搭在兩根斜梁上，中壓件上邊緣在外側(cè)分別嵌入卡槽式金屬板的兩邊反S形和S形向內(nèi)側(cè)凹的空腔中，太陽能電池板插入卡槽式金屬板，通過旋緊中壓件的螺絲來向下壓迫卡槽式金屬板，從而使此卡槽式金屬板被壓迫部分發(fā)生向內(nèi)的變形，從而達到卡住太陽能電池板的效果，達到即固定了卡槽式金屬板又固定了太陽能電池板，又保證了卡槽式金屬板無任何破損目的。
本發(fā)明的優(yōu)點是實現(xiàn)了太陽能光伏建筑一體化屋頂在外部無任何裸露螺絲或釘目艮，無漏水隱患；使太陽能支架直接與屋頂橫梁相結(jié)合，大量節(jié)省了支架材料和屋頂防水抗壓保溫材料，降低了建設(shè)成本，達到了即美觀又經(jīng)濟的效果；內(nèi)部有保溫結(jié)構(gòu)，無易老化材料，有通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)，真正達到了防水保溫長壽命及保證電池板轉(zhuǎn)換效率的特點，可以完全替代傳統(tǒng)屋頂。


圖I、夾心保溫卡槽式金屬板橫斷面2、夾心保溫卡槽式金屬板側(cè)視3、單壁簡易卡槽式金屬板橫斷面4、單壁簡易卡槽式金屬板側(cè)視5、兩塊單壁簡易卡槽式金屬板連接6、中壓件、底部防滑件、橫梁示意7、中壓件、底部防滑件與豎梁安裝后示意8、已安裝上一塊單壁簡易卡槽式金屬板示意9、已安裝上兩塊單壁簡易卡槽式金屬板示意10、已安裝上一塊太陽能電池組件的單壁簡易卡槽式屋頂構(gòu)件示意11、已安裝上兩塊太陽能電池組件的單壁簡易卡槽式屋頂構(gòu)件示意12、卡槽式屋頂構(gòu)件固定結(jié)構(gòu)示意13、卡槽式屋頂構(gòu)件安裝側(cè)邊擋水件后結(jié)構(gòu)示意14、卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件安裝后整體示意圖
具體實施例方式結(jié)合附圖，以下進一步說明本發(fā)明的實施方式，本發(fā)明先根據(jù)電池板的尺寸將金屬薄板預(yù)制成U型卡槽式金屬板，其根據(jù)保溫結(jié)構(gòu)又分為夾心保溫型和單壁簡易型，夾心保溫型卡槽式金屬板如圖I、圖2所示，夾心層(3)為聚苯、聚苯乙烯、硬質(zhì)聚氨酯即PU、三聚酯即PIR、酚醛即PF、巖棉即RW或泡沫保溫材料。單壁簡易型卡槽式金屬板如圖3、圖4所示。卡槽式金屬板左右兩個邊的中間部分分別為反S形(I)和S形(2)結(jié)構(gòu)，卡槽式金屬板兩個邊的上邊緣，一邊為I形結(jié)構(gòu)(6)，一邊為倒過來的U形結(jié)構(gòu)(7)?？ú凼浇饘侔鍌?cè)邊的接縫處采用搭接方式(8)，即一塊板邊的I形上邊緣插入另一塊板邊倒過來的U形上邊緣的中空腔內(nèi)，如圖5。具體安裝方式是根據(jù)卡槽式金屬板的尺寸，先將已預(yù)先開好孔的斜梁(12)按尺寸固定于屋頂橫梁上；然后將帶有彈簧的中壓件(9)固定在斜梁上，使彈簧(10)處于中壓件與斜梁之間，再將L形防滑件(11)固定在斜梁向下的一端，如圖6、圖7所示；然后分別將兩塊卡槽式金屬板搭在斜梁上(13)，中壓件上邊緣要卡入卡槽式金屬板外側(cè)S形結(jié)構(gòu)(1、2)所形成的向金屬板內(nèi)側(cè)凹的空腔內(nèi)，如標(biāo)記(14)，卡槽式金屬板側(cè)邊的接縫處采用搭接方式(8)，如圖8、圖9所示；再分別將兩塊太陽能電池板沿著卡槽式金屬板的上部插 A (19)，并接好線調(diào)整好位置，如圖10、圖11所示；最后從底部旋緊中壓件的螺絲，達到整 套構(gòu)件的固定，其固定結(jié)構(gòu)的剖視圖如圖12所示；整套卡槽式屋頂構(gòu)件安裝完畢后，再在兩邊的側(cè)邊卡入側(cè)邊防水件(17)，卡入方式如(16)，最后插入電池板固定，固定后結(jié)構(gòu)如圖13所示；卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件安裝上太陽能電池板并固定后的整體圖如圖14所示。
權(quán)利要求
1.一種卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件，其包括U形卡槽式金屬板(3或7)、L形防滑件(11)、根據(jù)太陽能電池板的尺寸已預(yù)先開好孔的斜梁(12)、帶彈簧的中壓件(9)、側(cè)邊防水件(17)。其特征在于，已預(yù)先開好孔的斜梁(12)與屋頂橫梁連接固定，帶有彈簧的中壓件(9)與斜梁(12)連接固定，彈簧(10)處于中壓件(9)與斜梁(12)之間，L形防滑件(11)與斜梁(12)向下的一端固定，U形卡槽式金屬板兩邊搭在斜梁上(13)，中壓件上邊緣卡入卡槽式金屬板側(cè)邊S形結(jié)構(gòu)(1、2)所形成的開口向外的C形槽(14)內(nèi)，太陽能電池板(18)嵌在卡槽式金屬板側(cè)邊S形結(jié)構(gòu)(1、2)所形成的開口向內(nèi)的C形槽(19)內(nèi)，兩塊卡槽式金屬板側(cè)邊的接縫處采用搭接方式(8)，旋緊中壓件的螺絲來向下壓迫卡槽式金屬板，卡槽式金屬板被壓迫部分發(fā)生向內(nèi)的變形，卡槽式金屬板被壓迫部分向內(nèi)的變形卡緊了太陽能電池板，如(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件，其特征在于U形卡槽式金屬板，根據(jù)保溫結(jié)構(gòu)分為夾心保溫型(3)和單壁簡易型(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件，其特征在于夾心保溫型卡槽式金屬板(3)，夾心層為聚苯、聚苯乙烯、硬質(zhì)聚氨酯即PU、三聚酯即PIR、酚醛即PF、巖棉即RW或泡沫保溫材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件，其特征在于上述U形卡槽式金屬板(3或7)兩個側(cè)邊的中間部分分別為反S形(I)和S形(2)結(jié)構(gòu)，即相當(dāng)于兩個側(cè)邊結(jié)構(gòu)均為兩個C形槽豎向疊放，靠近金屬板端的C形槽開口向內(nèi)，遠(yuǎn)離金屬板端的C形槽開口向外。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件，其特征在于上述中壓件(9)上邊緣可以卡入U形卡槽式金屬板(3或7)開口向外C形槽(14)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件，其特征在于上述太陽能電池板(18)可以卡入U形卡槽式金屬板(3或7)開口向內(nèi)C形槽(19)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件，其特征在于上述U形卡槽式金屬板(3或7)除兩邊C形槽與太陽能電池板接觸的面積外，其他部分向下凹陷(15)，從而與太陽能電池板有IOmm至300mm間的通風(fēng)散熱距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件，其特征在于上述U形卡槽式金屬板(3或7)兩個側(cè)邊的上邊緣部分，一邊為I形結(jié)構(gòu)(6)，一邊為倒過來的U形結(jié)構(gòu)(5)或倒過來的V形結(jié)構(gòu)(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或8所述的卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件，其特征在于兩片U形卡槽式金屬板側(cè)邊連接時采用搭接方式，即一塊板邊的I形上邊緣插入另一塊板邊倒過來的U形(5)或倒過來的V形(5)結(jié)構(gòu)上邊緣的中空腔內(nèi)，如(S)0
全文摘要
本發(fā)明公開一種卡槽式全密封太陽能光伏建筑一體化屋頂構(gòu)件，涉及太陽能光伏發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域和屋頂建筑材料領(lǐng)域，屬于光伏建筑一體化領(lǐng)域。簡單來說，就是將金屬板做成兩邊帶有槽狀結(jié)構(gòu)的屋頂支架構(gòu)件，通過將太陽能電池板與此屋頂支架構(gòu)件相結(jié)合固定，形成一個具有防水保溫功能的太陽能屋頂，可以完全替代傳統(tǒng)屋頂，同時還節(jié)省了大量的材料和人工，美觀實用。
文檔編號E04D3/3645GK102776990SQ20111012353
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者徐婷, 焦昆 申請人:上海虬虎實業(yè)有限公司, 徐婷, 焦昆