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【光伏建筑】鋼結(jié)構(gòu)與光伏發(fā)電結(jié)合的建筑
發(fā)布時間：2024/8/9 來源：重慶美匠環(huán)保工程有限公司閱讀：2003次
光伏建筑作為主要利用光伏陣列與建筑屋頂、墻體等結(jié)合，來進(jìn)行太陽能發(fā)電的建筑，在舒適、節(jié)能和節(jié)地方面具有突出優(yōu)勢，是全面鋪開綠色建筑的最佳途徑。根據(jù)住建部、建筑前沿、光大證券、申萬證券等多家機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，全國現(xiàn)有工商業(yè)（含公共建筑）屋頂可安裝光伏總面積約60億平米，立面約16億平米，合計(jì)近80億平米，如果全部建設(shè)成光伏建筑，共計(jì)可安裝1100GW，相當(dāng)于一個5.5萬億元的潛力市場。光伏建筑的分類：光伏建筑即可利用太陽能發(fā)電的的建筑，其中光伏電站是其重要組成部分，光伏電站是光伏產(chǎn)業(yè)鏈終端應(yīng)用市場，根據(jù)電站的裝機(jī)規(guī)模、和用戶的距離、接入電網(wǎng)的電壓等級等不同可以分為集中式電站和分布式電站。目前，實(shí)現(xiàn)綠色光伏建筑的技術(shù)路線主要分為BAPV（Building Attached Photovoltaic）與BIPV（Building Integrated Photovoltaic）兩類！ ①BAPV即將電站安裝在已經(jīng)投入使用的建筑屋頂、墻外等設(shè)備附著在建筑上，對建筑原有結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生影響。目前，BAPV為主流的光伏建筑類型。 ②BIPV即光伏建筑一體化，是一種太陽能發(fā)電的新概念，將光伏產(chǎn)品集成到建筑上，主要著眼于新建筑和新材料與光伏行業(yè)的融合，是將光伏發(fā)電系統(tǒng)與新建筑物同時設(shè)計(jì)、同時施工和同時安裝并與建筑相結(jié)合，做到光伏板與建筑屋面墻面有機(jī)結(jié)合。既是發(fā)電裝置也是建筑外部結(jié)構(gòu)的一部分，可以有效降低成本，又兼顧美觀，BIPV市場處于起步階段，我國每年新增及翻新建筑面積可達(dá)40億平方米，BIPV作為光伏行業(yè)未來發(fā)展的細(xì)分賽道，市場潛力巨大。從兩者類型對比可以看出，在房屋建設(shè)之初即采用BIPV類型，那么性價(jià)比是最好的，不僅節(jié)省成本也可以節(jié)能綠色環(huán)保。如果是在已有的建筑上加裝太陽能光伏組件的話，就是BAPV類型好一點(diǎn)，即在對原有房屋評估之后并適當(dāng)加固屋面承載力即可安裝光伏組件了，如果是BIPV類型即有可能會拆換屋面嵌合房屋的結(jié)構(gòu)，如此成本會高很多，因此，從發(fā)展的趨勢來看，BIPV在未來會有很多的發(fā)展空間，但在目前市場上主流的光伏建筑類型還是以BAPV為主。目前我國光電建筑應(yīng)用面積占既有建筑的比例僅約1%，且多以工商業(yè)屋頂應(yīng)用為主。隨著光伏組件逐步降價(jià)，使得普通廠房改造為太陽能光伏發(fā)電能源而變得更加經(jīng)濟(jì)，而當(dāng)前市面上大量工業(yè)廠房屋頂都采用鋼結(jié)構(gòu)而非混凝土結(jié)構(gòu)。很多鋼結(jié)構(gòu)廠房廠棚屋頂是使用主流的彩鋼瓦，而彩鋼瓦的使用壽命和荷載能力不足以支撐長期承重，這就使得在此類屋頂安裝分布式光伏時相對混凝土屋頂需要做安全評測和加固屋面承載力。以達(dá)到制作BAPV或BIPV的光伏建筑要求！現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑與光伏發(fā)電設(shè)備相結(jié)合的施工方法及流程，那么市面上普通彩鋼瓦鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝光伏發(fā)電設(shè)備怎么施工呢？又是怎么加固的呢？下面宏宇鋼構(gòu)精心總結(jié)并分享鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝光伏設(shè)備的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，前方滿滿技術(shù)，行業(yè)精品技術(shù)文,注意收藏了! 一、鋼結(jié)構(gòu)屋面鋼板加固安裝（一）鋼結(jié)構(gòu)屋面鋼板安裝施工工序流程：鋼板進(jìn)場 →搭設(shè)施工平臺→ 天溝安裝 → 屋面板成型→屋面板倒運(yùn)→ 屋面板安裝→ 屋脊帽蓋安裝 →山墻泛水安裝 →零星修補(bǔ) →工程檢測驗(yàn)收（二）鋼結(jié)構(gòu)屋面鋼板安裝施工方法： ①.屋面上層板施工方法按照屋面板的尺寸把屋面板支架壓在原有屋面上層板上部，并用自攻螺釘固定于檁條上。在安裝屋面板時應(yīng)注意板的橫向平整度，在鋪設(shè)第一塊板先用鋼卷尺量出鋼梁到女兒墻邊的一個平行尺寸，并進(jìn)行定位，在鋪設(shè)3-5片屋面板時應(yīng)測量出屋脊和檐口的寬度是否一致，以保證屋面的平行，并確保最大斜度不超過規(guī)范要求的20mm。 ②.山墻泛水板、屋脊蓋板及變形縫蓋板施工方法在屋面板安裝完成后，先對屋脊和檐口做滴水檐泛水邊的防水處理，再進(jìn)行屋脊帽蓋的安裝。在安裝屋脊帽蓋時，搭接部分長度不小于100mm，并用鉚釘進(jìn)行連接。接著安裝變形縫蓋板，變形縫蓋板兩個折邊分別與變形縫兩邊的固定支架用鉚釘進(jìn)行連接固定，在屋脊蓋板和變形縫蓋板完成后，對所有外露鉚釘滿打密封膠。在安裝山墻泛水板施工過程中，首先在山墻距離邊波峰高度250mm的高度沿屋面坡度開出10mm× 15mm的泛水槽，其次將泛水板折邊與槽連接處采用M6膨脹螺栓連接固定，對外露膨脹螺栓部分用密封膠進(jìn)行密封處理；與屋面板連接處用自攻螺釘固定于屋面板支架上，并使用通長滯水膠帶對泛水板與屋面板接縫處進(jìn)行防水處理。 ③.屋面增加彩鋼板安裝節(jié)點(diǎn) 二、鋼結(jié)構(gòu)廠房（彩鋼瓦）太陽能光伏項(xiàng)目安裝施工流程（一）廠房基礎(chǔ)知識點(diǎn)及配件介紹。 1.常見的彩鋼板屋面的主要形式有：直立鎖邊型、角馳型、卡口型、明釘型等。 2.彩鋼瓦屋頂支架配件。 3.采鋼瓦屋頂支架安裝方案節(jié)點(diǎn)。 4.彩鋼瓦屋頂支架夾具，不同彩鋼瓦結(jié)構(gòu)對應(yīng)不同的支架夾具，夾具與彩鋼瓦匹配越佳支架安裝的可靠性越高。（二）彩鋼瓦屋面改造基本認(rèn)識。彩鋼屋面光伏發(fā)電項(xiàng)目屬于對已有建筑物彩鋼屋面的改造項(xiàng)目，因而建筑物的屋面形式、建筑物的結(jié)構(gòu)形式、光伏陣列的布置形式及光伏組件本身的形式，以上條件的多樣性決定了屋面光伏支架的形式多種多樣。屋面的形式及建筑物的結(jié)構(gòu)形式對光伏支架的工程造價(jià)影響較大。一般來說，屋面的防水等級越高，屋面防水層不外露，屋面的活荷載越大及建筑物整體結(jié)構(gòu)較好、承載能力較強(qiáng)的屋面，光伏支架的工程造價(jià)越低，反之，工程造價(jià)越高。根據(jù)原有建筑物的結(jié)構(gòu)形式，屋面形式及承載力情況，考慮到各個車間實(shí)際的用電負(fù)荷及安裝容量等因素，項(xiàng)目主要的布置方式為：沿屋面坡度平鋪布置、組件作為屋面的布置形式、北坡起一定的角度，使北坡布置與南坡角度一致。（三）不同承重的彩鋼瓦屋面安裝方式：鋼架或屋架、檁條和屋面板作為彩鋼屋面重要的組成部分。彩鋼板的安裝方式與鋼架或屋架、檁條和屋面板的承重直接有重要關(guān)系。各種連接件、緊固件的數(shù)量和尺寸可通過靜力計(jì)算分析和設(shè)計(jì)構(gòu)造求得。 1.鋼架或屋架、檁條均能滿足設(shè)計(jì)要求且屋面板鋼度較大時，這種方式是比較合理的安裝條件，光伏支架采用連接件與屋面板連接，并盡可能靠近檁條位置固定。 2.鋼架或屋架、檁條均能滿足設(shè)計(jì)要求，但屋面板鋼度較小，變形較大時，這種類型的彩鋼屋頂主要表現(xiàn)為車棚、公交候車廳、養(yǎng)殖場等一些要求程度不太高的場所。光伏支架可采用連接件直接與檁條處的屋面板直接連接方式，也可以采用連接件與檁條通過穿透屋面板的方式進(jìn)行連接。 3.僅鋼架或屋架能滿足設(shè)計(jì)要求，檁條及屋面板承載能力較小時，此種布置方式，采用連接件與鋼架或屋架連接，具體連接安裝方式同支架與檁條穿透屋面板連接方式。 4.還有一種連接方式為將固定支架的位置屋面板割開，通過型鋼柱連接到屋面鋼梁上。以上為主要彩鋼屋面的光伏支架布置方式總結(jié)，對于穿透屋面的連接件，必須帶有防水墊片或采用密封結(jié)構(gòu)膠處理，保證防水能力。若鋼架或屋架、檁條、屋面板均不能滿足設(shè)計(jì)要求：原屋面上不能建設(shè)光伏電站項(xiàng)目。支架設(shè)計(jì)前，必須對原有屋面的鋼架或屋架、檁條、屋面板等受力構(gòu)件進(jìn)行準(zhǔn)確核算。（四）彩鋼瓦屋頂光伏項(xiàng)目前期方案設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)： 1、明確光伏組件的形式及鋪設(shè)方式，清楚原有建筑物的屋面形式。 2、清楚原有建筑物的結(jié)構(gòu)形式并對主要結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件進(jìn)行核算。 3、根據(jù)原有建筑物的屋面形式、結(jié)構(gòu)形式、光伏陣列的布置形式、光伏組件本身的形式、結(jié)構(gòu)核算結(jié)果及可能的施工措施等多項(xiàng)條件，給出各種可行的支架布置方案，確定最優(yōu)的布置方式。 4、屋面光伏電站項(xiàng)目有其施工上的特殊性，綜合考慮現(xiàn)場施工條件，選擇合適的施工工藝，并給出施工中的注意事項(xiàng)、施工保護(hù)及安全施工措施等。（五）彩鋼瓦屋面的加固方式：鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面的加固方式主要有加大構(gòu)件截面法和增加支點(diǎn)加固法。鋼梁鋼檁條屋面結(jié)構(gòu)的鋼梁加固，主要為在鋼梁下增設(shè)T型鋼或C型鋼，用以增加鋼梁截面，提高承載力。鋼檁條加固方式一般在檁條兩端加設(shè)支撐點(diǎn)，減少檁條跨度以增加檁條的承載力。網(wǎng)架鋼檁條屋面結(jié)構(gòu)如果承載力不滿足要求，建議放棄安裝，因網(wǎng)架屋面本身的恒荷載較小，平鋪附加荷載盡管只有0.15KN/㎡，但增加的幅度較大，往往不能滿足要求。因網(wǎng)架結(jié)構(gòu)加固工程量較大，加固難度增加，費(fèi)用較高，故如果承載力不滿足要求，建議放棄安裝。（六）加固施工：對于彩鋼板屋面的加固，比較適用的方法：增加型鋼。因?yàn)樵趯?shí)施中存在焊接工序，一般要求在施工時地面不應(yīng)該存在生產(chǎn)或堆放易燃物。加固過程需要廠房短時間停產(chǎn)。（七）彩鋼瓦屋頂防水做法：彩鋼屋頂防水的問題主要分為以下幾點(diǎn)： 1、原屋面彩鋼板銹蝕嚴(yán)重，已經(jīng)出現(xiàn)漏點(diǎn)或局部區(qū)域嚴(yán)重銹蝕。措施：對局部漏點(diǎn)采用優(yōu)質(zhì)中性耐候密封膠涂抹封堵；對于局部彩鋼板銹蝕嚴(yán)重的彩鋼板，在安裝光伏組件前需要更換彩鋼板。 2 、電纜套管或屋面給水管道穿屋面板。措施：管道穿彩鋼板屋面在現(xiàn)有國標(biāo)、行標(biāo)的圖集上均有做法。具體做法可參考國標(biāo)圖集《01J925-1 壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構(gòu)造》、《06J925-2 壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構(gòu)造二》、《08J925-3 壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構(gòu)造三》。可根據(jù)實(shí)際工程的具體情況選用。 3、對于彩鋼板肋板截面為梯形截面的情況，光伏支架通過自攻螺栓與彩鋼板連接。措施：常用的連接分為肋板側(cè)面連接和肋板頂面連接。所采用的自攻螺栓必須帶有配套的耐候密封防水墊片，自攻螺栓固定完畢后，螺釘處須優(yōu)質(zhì)中性耐候密封膠涂抹。 4 、施工過程中其它需要注意的事項(xiàng)：施工時應(yīng)放線準(zhǔn)確，與現(xiàn)場屋面情況核實(shí)準(zhǔn)確，找準(zhǔn)屋面檁條的準(zhǔn)確位置，核實(shí)無誤后可進(jìn)行施工安裝。總結(jié)分享：從以上施工流程得出，鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝光伏設(shè)備的技術(shù)并不復(fù)雜，最主要的是目前光伏發(fā)電技術(shù)還算不上成熟，相關(guān)技術(shù)還需進(jìn)一步提升，行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈也還沒形成標(biāo)準(zhǔn)化，市場也未開發(fā)，客戶的需求增長也還沒到一個爆發(fā)期，不過不可否認(rèn)的是這確實(shí)是一個鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)發(fā)展的方向之一，也有可能是未來很火很賺錢的行業(yè)，根據(jù)現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，以及工業(yè)摩爾定律法則，現(xiàn)在是工業(yè)信息時代，技術(shù)更新迭代非常快，未來不遠(yuǎn)，也許還沒等你想明白，“風(fēng)口”就從你身邊一溜而過！

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