一種防火保溫光伏裝飾復合板的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種防火保溫光伏裝飾復合板，所述復合板為層狀結構，由里至外依次包括保溫層、加強層和光伏裝飾層；所述保溫層為巖棉板，厚度為30～100mm，由防水卷材密封包裹；所述光伏裝飾層由里至外依次包括柔性薄膜電池組件、膜層和涂料層。本實用新型采用了經(jīng)過用防水卷材和無機板進行防水和增強處理過的巖棉作為保溫板作為底板，以非晶硅等柔性薄膜太陽能光伏電池組件作為光伏裝飾層，制成的防火功能的光伏保溫裝飾復合板具有高溫防火、施工裝配化、光伏保溫裝飾復合化的優(yōu)點。
【專利說明】一種防火保溫光伏裝飾復合板
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及建筑節(jié)能和光電建筑領域，具體涉及一種防火保溫光伏裝飾復合板。
【背景技術】
[0002]節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟、實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展，是人類戰(zhàn)勝資源能源短缺、環(huán)境惡化和氣候變暖的不二選擇。建筑從建設到運營的全生命周期中所產(chǎn)生的能耗已占社會總能耗近50%。建筑節(jié)能已成為從根本上實現(xiàn)全社會節(jié)能減排、綠色發(fā)展的關鍵。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，歐美等發(fā)達國家的建筑節(jié)能已從單一的外墻外保溫，發(fā)展到將外圍護結構保溫隔熱與可再生能源的綜合利用相結合，通過被動和主動式節(jié)能技術與可再生能源技術的系統(tǒng)集成和綜合應用，在最大限度降低建筑能耗的同時，充分利用太陽能給建筑提供可持續(xù)的清潔能源。
[0003]太陽能光伏建筑一體化提出了一個21世紀“建筑物產(chǎn)生能源的新概念”。即通過在建筑物的外圍護結構表面布設光伏列陣產(chǎn)生電力，為建筑物能源系統(tǒng)供電，實現(xiàn)建筑物與光伏發(fā)電的集成化，使建筑物即是電力的生產(chǎn)者又是電力的使用者，變節(jié)能為自身能源供應，它將成為未來綠色建筑發(fā)展的熱點和方向。目前，包括歐、美、日本等發(fā)達國家在內(nèi)的世界各國都在積極開展太陽能光伏與建筑相結合的研究，特別是將光伏建材和光伏建筑一體化技術(BIPV)作為研究重點。但迄今為止，真正意義上的光伏建筑一體化項目為數(shù)并不多，大部分為將晶體硅電池板通過各種形式的支撐系統(tǒng)附著在屋面上的放置型光伏系統(tǒng)，該系統(tǒng)存在影響建筑整體美觀、增加建筑荷載、破壞屋面防水和防火系統(tǒng)，特別是安全性差等缺陷。如何開發(fā)光伏建材，使得光伏產(chǎn)品成為具有隔熱保溫、防水防風、安全可靠、經(jīng)久耐用的建材構件和建筑物不可分割的一部分，已成為光電建筑發(fā)展的關鍵。
[0004]現(xiàn)今，光伏電池組件的安裝多集中在建筑物屋頂，建筑物外立面卻沒有很有效利用。隨著弱光性較好的非晶硅薄膜電池的出現(xiàn)，非晶硅薄膜電池板已被制成光伏玻璃，用于建筑玻璃幕墻系統(tǒng)，但是由于建筑玻璃幕墻項目中玻璃自爆和墜落事件的頻發(fā)，玻璃幕墻的安全隱患已成為全社會關注的焦點。上海市2011年底率先出臺了《上海市建筑玻璃幕墻管理辦法》，禁止在住宅、醫(yī)院、學校的新建、改建、擴建工程以及立面改造工程的二層以上采用玻璃幕墻。這一舉措預示著隨著國內(nèi)建筑高度、人口密度的增加，特別是建筑玻璃幕墻自身存在的安全隱患，其應用會受到越來越多的限制。將太陽能光伏電池與保溫裝飾復合板結合為一體，形成集光伏發(fā)電、保溫隔熱、防火防水和建筑裝飾等多功能為一體的光伏幕墻系統(tǒng)，將大大擴展太陽能光伏在建筑上的應用范圍。中國專利號為CN201444481U的實用新型專利說明書中公開了一種具有保溫性能的太陽能光伏組件；中國專利號為CN201521070U的實用新型專利說明書中公開了一種太陽能發(fā)電外墻外保溫復合板。中國專利號為CN101781920A和中國專利號為CN201391052Y的實用新型專利說明書中分別公開了一種發(fā)電保溫一體化建筑構件。以上專利所采用的太陽能電池均為太陽能電池玻璃板，保溫板均為擠塑聚苯乙烯或發(fā)泡聚氨酯材料等可燃或難燃有機泡沫塑料，不符合國家對高層建筑外墻必須采用A級不燃保溫材料的要求。
[0005]在現(xiàn)有的外墻外保溫系統(tǒng)體系下，開發(fā)具有安全性能高，同時具備光伏發(fā)電、保溫隔熱與裝飾性能，可工廠化、標準化生產(chǎn)、質(zhì)量可控的防火型裝飾保溫復合板具有重要意義。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型要解決的技術問題是提供一種防火型光伏保溫裝飾復合板，所述復合板具有高溫防火、施工裝配化、光伏保溫裝飾復合化的優(yōu)點。
[0007]本實用新型防火保溫光伏裝飾復合板，所述復合板為層狀結構，由里至外依次包括保溫層、加強層和光伏裝飾層，所述保溫層為巖棉板。
[0008]本實用新型所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其中所述巖棉板厚度為30~100mm,由防水卷材密封包裹。
[0009]本實用新型所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其中所述巖棉板的巖棉纖維排列方向垂直于所述巖棉板的水平面，使得各層間拉拔強度> 0.2MPa，所述巖棉纖維密度≥250g/m3，容重≥200kg/m3，抗壓強度≥0.1MPa，憎水率≥98%。
[0010]本實用新型所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其中所述光伏裝飾層由里至外依次包括柔性薄膜電池組件、膜層和涂料層。
[0011]本實用新型所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其中所述柔性薄膜電池組件是在塑料等可彎曲的柔性襯底上采用沉積透明導電膜制備的薄膜電池，所述柔性薄膜太陽能電池包括:非晶硅柔性太陽能薄膜電池、銅銦鉀硒薄膜太能能電池(CIGS)、碲化鎘薄膜太陽能電池(CdTe)，染料敏化太陽能電池(DSC)或有機薄膜太陽能電池，所述膜層為含氟TPT聚酯膜或乙烯一四氟乙烯共聚物(ETFE)膜，厚度為250um，主要起防水、隔離的作用。所述涂料層由粒徑為納米級的防污自潔涂料涂覆而成，優(yōu)選所述涂料層為納米級有機硅改性丙烯酸樹脂涂料或納米級氟碳樹脂涂料，厚度為30~70um，主要起到自潔、防污染作用，該涂料可有效避免粉塵、霧霾等污染物降低太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0012]本實用新型所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其中所述加強層為硅酸鈣板或水泥壓力板，厚度為3~5_，其彈性模量與所述保溫層一致。所述硅酸鈣板以優(yōu)質(zhì)高標號水泥為基體材料，并配以天然纖維增強，經(jīng)先進生產(chǎn)工藝成型、加壓、高溫蒸養(yǎng)等特殊技術處理而制成，是一種具有優(yōu)良性能的新型建筑和工業(yè)用板材，其產(chǎn)品防火，防潮，隔音，防蟲蛀，耐久性強；所述水泥壓力板又稱水泥纖維壓力板，是以天然纖維和水泥為原料，經(jīng)制漿、成型、切割、加壓、養(yǎng)護而成的一種新型建筑板材，具有輕質(zhì)、高強、防水、防腐、防火等優(yōu)點，廣泛用于民用和工業(yè)建筑中外墻板、幕墻襯板、復合墻體面板；所述硅酸鈣板和所述水泥壓力板憑借其優(yōu)良的物理力學性能和耐久性，可有效保護保溫層不受長期惡劣環(huán)境的破壞；選擇與所述保溫層彈性模量一致的硅酸鈣板和水泥壓力板，可防止所述保溫層與所述加強層因差異變形產(chǎn)生的層間裂隙。
[0013]本實用新型所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其中所述防水卷材為聚合物水泥砂漿高分子復合防水卷材，由胎基與聚合物水泥砂漿復合而成，厚度為1.5~2.5mm，所述胎基為滌棉無紡布與玻纖網(wǎng)格布的復合氈。所述聚合物水泥砂漿是由水泥、骨料和可以分散在水中的多種單聚體聚合而成的共聚物攪拌而成，可形成獨特的有一定韌性的復合網(wǎng)狀結構，對所述保溫板起到保護和防水雙重功能。
[0014]本實用新型所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其中所述保溫層和加強層通過聚合物水泥砂漿粘合劑粘結在一起，所述加強層和光伏裝飾層通過防火型聚合物粘結劑(西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘劑)粘結在一起。所述聚合物水泥砂漿粘合劑是由水泥、骨料和可以分散在水中的有機聚合物攪拌而成，聚合物在環(huán)境條件下成膜覆蓋在水泥顆粒子上，并使水泥機體與骨料形成強有力的粘接。聚合物網(wǎng)狀結構具有阻止微裂縫發(fā)生和擴展的能力，聚合物水泥砂漿粘結劑為無機材料粘結劑與保溫材料防水層和硅酸鈣板等無機材料的相容性好，粘結牢固。所述防火型聚合物粘結劑一西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘劑是一種類似軟膏，一旦接觸空氣中的水分就會固化成一種堅韌的橡膠類固體的材料，該粘結劑粘接力強，拉伸強度大，同時又具有耐候性、抗振性，和防潮、抗臭氣和適應冷熱變化大的特點，能實現(xiàn)柔性薄膜電池組件塑料襯底與保溫板加強層之間的有效粘結。
[0015]所述巖棉板中纖維米取垂直豎排放置，使得各層間拉拔強度> 0.2MPa,纖維方向垂直于保溫板水平面的巖棉，在密度較低的情況下，有較高的抗拉強度，使系統(tǒng)具有較高的安全性能以及系統(tǒng)在建筑中的應用高度得到提升，在保溫板內(nèi)壁設有電能引出接線盒，接線盒與非晶硅柔性薄膜太陽能電池組件層電路連接。
[0016]本實用新型防火保溫光伏裝飾復合板與現(xiàn)有技術不同之處在于本實用新型采用了經(jīng)過用防水卷材和無機板進行防水和增強處理過的巖棉作為保溫板作為底板，以非晶硅等柔性薄膜太陽能光伏電池組件作為光伏裝飾層，制成的防火功能的光伏保溫裝飾復合板既滿足了大量公用建筑對高等級外墻防火保溫材料的迫切需求，又為光伏幕墻系統(tǒng)的應用和推廣打下了重要的技術基礎。本實用新型中經(jīng)用防水卷材密封處理的巖棉板，即能防止水分、濕氣和霉變進入巖棉板內(nèi)部，又能防止巖棉板加工切割時產(chǎn)生的巖棉屑對人體的傷害和環(huán)境的污染；所述巖棉板中的巖棉纖維方向垂直于保溫板的水平面，在密度較低的情況下，有較高的抗拉強度，使系統(tǒng)較高的安全性能以及系統(tǒng)在建筑中的應用高度的提升。
[0017]本實用新型所述具有防火功能的光伏保溫裝飾復合板既避免了有機保溫材料易燃不耐久的缺陷，又充分發(fā)揮了非晶硅等柔性薄膜太陽能光伏電池組件體薄質(zhì)輕、柔韌性好、對弱光、散射光、漫射光都具有很強的吸收能力等優(yōu)點，這一實用新型為外墻外保溫和光伏發(fā)電系統(tǒng)在建筑上的綜合利用提供了一個科學且切實可行的系統(tǒng)解決方案。所述復合板中光伏裝飾層、增強層、保溫層及與墻體基層各界面的抗拉強度高、整體系統(tǒng)安全系數(shù)大；通過把建筑圍系統(tǒng)護與光伏技術集成融合，制成具備各種功能和規(guī)格的光伏建材部品，大幅度降低了光電建筑建設成本；并具有火災高溫防火、施工裝配化、光伏保溫裝飾復合化的優(yōu)點。
[0018]下面結合附圖對本實用新型的防火保溫光伏裝飾復合板作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型防火保溫光伏裝飾復合板的結構示意圖；
[0020]圖2為圖1的M處的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例1[0022]一種防火保溫光伏裝飾復合板，如圖1和圖2所示為層狀結構，由里至外依次包括保溫層2、加強層3和光伏裝飾層9，所述保溫層2為巖棉板，厚度為30mm，由防水卷材I密封包裹；所述巖棉板的巖棉纖維排列方向垂直于所述巖棉板的水平面，使得各層間拉拔強度≥0.2MPa，所述巖棉纖維密度≥250克/m3，容重≥200kg/m3，抗壓強度≥0.1MPa，憎水率^ 98% ;所述防水卷材I為聚合物水泥砂漿高分子復合防水卷材，由胎基與聚合物水泥砂漿復合而成，厚度為1.5mm,所述胎基為漆棉無紡布與玻纖網(wǎng)格布的復合租。
[0023]所述光伏裝飾層9由里至外依次包括柔性薄膜電池組件5、膜層8和涂料層7 ;所述柔性薄膜電池組件5是在塑料等可彎曲的柔性襯底上采用沉積透明導電膜制備的薄膜電池，為非晶硅柔性太陽能薄膜電池、銅銦鉀硒薄膜太陽能電池、碲化鎘薄膜太陽能電池，染料敏化電池或有機薄膜電池；所述膜層8為含氟TPT聚酯膜或乙烯一四氟乙烯共聚物(ETFE)膜，厚度為250um ;所述涂料層7由粒徑為納米級的防污自潔涂料涂覆而成；所述防污自潔涂料為納米級有機硅改性丙烯酸涂料或納米級氟碳涂料，厚度為30um。所述加強層3為水泥壓力板，厚度為3_，其彈性模量與所述保溫層2 —致；所述保溫層2和加強層3通過聚合物水泥砂漿粘合劑4粘結在一起，所述加強層3和光伏裝飾層9通過防火型聚合物粘結劑6粘結在一起。
[0024]實施例2
[0025]一種防火保溫光伏裝飾復合板，其中所述保溫層2厚度為100mm，所述防水卷材I厚度為2.5mm，所述柔性薄膜電池組件5為銅銦鉀硒薄膜太陽能電池；所述膜層8厚度為250um ;所述涂料層7厚度為70um，所述加強層3為硅酸鈣板，厚度為5_，其他同實施例1。
[0026]實施例3
[0027]—種防火保溫光伏裝飾復合板，其中所述保溫層2厚度為60_，所述防水卷材I厚度為2mm，所述柔性薄膜電池組件5為碲化鎘薄膜太陽能電池；所述膜層8厚度為250um ;所述涂料層7厚度為50um，所述加強層3為水泥壓力板，厚度為3mm，其他同實施例1。
[0028]實施例4
[0029]一種制備本實用新型所述防火保溫光伏裝飾復合板的方法，包括如下步驟:
[0030](I)保溫層2的制備:用防水卷材I將所述巖棉板密封包裹，所述保溫層2的厚度為30~100mm,所述巖棉板中的巖棉纖維經(jīng)過憎水處理,所述巖棉纖維的排列方向垂直于所述巖棉板的水平面；
[0031]所述防水卷材I的制作方法為:將柔性聚合物水泥砂漿通過機制刮板均勻涂布于所述胎基的兩側，形成寬1.2米的防水卷材1，將制成的防水卷材I進行烘干和養(yǎng)護；
[0032]對所述巖棉纖維進行憎水處理的方法為:在巖棉纖維生產(chǎn)過程中，在巖棉纖維表面噴涂有機硅憎水劑；
[0033]所述防水卷材I的烘干和養(yǎng)護方法為:制成的防水卷材I采用生產(chǎn)線中的熱吹風裝置自動烘干，達到聚合物砂漿初凝，成卷后的防水卷材1，在5~38°C的室內(nèi)溫度下，自然干燥養(yǎng)護28天后備用；
[0034](2)加強層3的制備:選擇3~5mm的硅鈣板或水泥壓力板，進行防水和抗變形處理；
[0035]所述加強層3的防水和抗變形處理方法為:在所述加強層3的表面涂刷有機硅丙烯酸防水涂料；所述硅酸鈣板是以水泥為基體材料，配以天然纖維增強，經(jīng)成型、加壓、高溫蒸養(yǎng)處理而制成；所述水泥壓力板是以天然纖維和水泥為原料，經(jīng)制漿、成型、切割、加壓、養(yǎng)護而成；
[0036](3)光伏裝飾層9的制備:在所述柔性薄膜電池組件5的表面覆蓋加封TPT聚酯膜或乙烯一四氟乙烯共聚物(ETFE)膜層8，并在所述TPT聚酯膜或乙烯一四氟乙烯共聚物(ETFE)膜層8的外側涂覆具有防污功能的納米級有機硅丙烯酸涂料或納米級氟碳樹脂涂料7 ;所述柔性薄膜電池組件5的生產(chǎn)方法包括:薄膜電池卷對卷生產(chǎn)、電池片組裝、光伏組件封裝；
[0037](4)采用聚合物水泥砂漿粘結劑4粘結經(jīng)防水卷材I密封包裹的所述保溫層2和所述加強層3 ;所述聚合物水泥砂漿粘合劑4是由水泥、骨料和分散在水中的有機聚合物攪拌而成；
[0038](5)采用西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘劑粘結所述加強層3和光伏裝飾層9 ；
[0039](6)合并封裝:按照柔性薄膜光伏電池組件5、西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘齊U、硅酸鈣板或水壓力板、聚合物水泥砂漿粘結劑和巖棉保溫板的順序依次層疊，經(jīng)過輥壓和高壓釜處理，使各層組件緊密粘合，即得產(chǎn)品。
[0040]將防火保溫光伏裝飾復合板通過粘接與錨固相結合的方式安裝于建筑物外墻的采光面上。每塊裝飾復合板上的太陽能電池板都有獨立的正負極電流導線引出，電導線及接線盒布置在位于延復合板長度方向側壁的導線槽孔內(nèi)。安裝時，將每塊復合板上的電導線通過接線盒進行電路連接組合(串聯(lián)或并聯(lián)電路連接)，然后利用每塊裝飾復合板之間的結構縫將電導線引導連接至逆變器，將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，?jīng)安裝在建筑物屋內(nèi)的配電箱送上電網(wǎng)(并網(wǎng)使用)或直接提供給建筑負載用電。用密封膠對復合板之間的結構縫進行防水密封保溫處理，對其中的電導線及接線盒進行防水、防凍、防高溫的防護。
[0041]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種防火保溫光伏裝飾復合板，其特征在于:所述復合板為層狀結構，由里至外依次包括保溫層、加強層和光伏裝飾層，所述保溫層為巖棉板。
2.根據(jù)權利要求1所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其特征在于:所述巖棉板厚度為30~100mm,由防水卷材密封包裹。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其特征在于:所述巖棉板的巖棉纖維排列方向垂直于所述巖棉板的水平面,使得各層間拉拔強度> 0.2MPa,所述巖棉纖維密度≥250g/m3，容重≥200kg/m3，抗壓強度≥0.1MPa，憎水率≥98%。
4.根據(jù)權利要求3所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其特征在于:所述光伏裝飾層由里至外依次包括柔性薄膜電池組件、膜層和涂料層。
5.根據(jù)權利要求4所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其特征在于:所述柔性薄膜電池組件是在塑料等可彎曲的柔性襯底上采用沉積透明導電膜制備的薄膜電池，為非晶硅柔性太陽能薄膜電池、銅銦鉀硒薄膜太陽能電池、碲化鎘薄膜太陽能電池、染料敏化電池或有機薄膜電池；所述膜層為含氟TPT聚酯膜或乙烯一四氟乙烯共聚物膜，厚度為250um ;所述涂料層由粒徑為納米級的防污自潔涂料涂覆而成。
6.根據(jù)權利要求5所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其特征在于:所述加強層為水泥壓力板或硅酸鈣板，厚度為3~5mm，其彈性模量與所述保溫層一致；所述防污自潔涂料為納米級有機娃改性丙烯酸涂料或納米級氟碳涂料，厚度為30~70um。
7.根據(jù)權利要求2所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其特征在于:所述防水卷材為聚合物水泥砂漿高分子復合防水卷材，由胎基與聚合物水泥砂漿復合而成，厚度為1.5~2.5mm,所述胎基為漆棉無紡布與玻纖網(wǎng)格布的復合租。
8.根據(jù)權利要求7所述的防火保溫光伏裝飾復合板，其特征在于:所述保溫層和加強層通過聚合物水泥砂漿粘合劑粘結在一起，所述加強層和光伏裝飾層通過防火型聚合物粘結劑粘結在一起， 所述防火型粘結劑為西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘劑。
【文檔編號】E04F13/075GK203514692SQ201320513572
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權日:2013年8月22日
【發(fā)明者】李曉軍 申請人:煙臺斯坦普精工建設有限公司