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摘要：现代建筑技术的发展使人们对住宿条件的要求有了新的认识，光伏建筑一体化的建筑概念，促进了光伏幕墙的推广与发展。合理利用建筑屋面作为光伏板载体是实现太阳能利用、建筑节能的重要方式，也是绿色建筑的内在要求。本文分析了光伏屋面集成体系及其施工技术，为后续工程施工提供参考。
关键词：光伏屋面；太阳能；施工技术
引言
能源是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础，光伏技术是最具有前景的可持续的能源技术之一，对环境没有任何有害的影响。屋面太阳能光伏系统安装施工技术的应用，将会极大推动屋顶电站的建设，实现太阳能与电能的转换，具有可观的经济效益和节能效果，应用前景广阔。
1、光伏屋面集成体系分类
在建筑结构中利用太阳能这一环保的可再生能源，实现太阳能与建筑一体化是建筑行业未来发展的趋势，也是实现建筑节能减排的重要方式。光伏屋面集成体系一般根据安装场地和安装位置的不同，可以分为独立式和建材式两种类型。
（1）独立式。独立式的安装方式，即通过特定的连接件或装配件将标准的光伏组件与建筑结构体相连，这样既能安装在建筑主体上，又能单独安装。但是当安装在建筑屋顶时，此种安装方式下的光伏组件只具有发电功能，不作为建筑的围护结构，需要另外单独设置具有围护功能的屋面，因此造价相对较高。
（2）建材式。为了节约资源和场地，设计初期将太阳能电池片直接封装在特殊形式的建筑材料内（如屋面瓦、幕墙、遮阳板、屋面卷材、外墙单元内等），形成特殊、独立的建筑材料，这样既可以实现太阳能电池发电，又兼备建材的功能。安装时可以采用模块化方式组装，成本低、效率高。但相比独立式安装，建材式安装的施工技术要求更高，防水、保温隔热等处理较为困难。
2、光伏屋面集成体系布置方式
日照角度在一定程度上会影响光伏幕墙系统的设置，因而在施工时需找出最佳日照角度并科学分析其日照量，保证光伏系统设置后能充分吸收太阳光线，因此要选择不具备遮挡物和能够充分吸收太阳光的位置来安装光伏系统。当光伏幕墙分布的建筑面不同时，由于朝向不同其光照强度也不同，此时可能会导致幕墙组件间的电压和电流不稳，从而影响其整体发电效率根据光伏组件倾斜角度的不同，建筑光伏屋面集成体系的布置方式主要分为3类：（1）沿屋面倾斜方向架设，组件倾角与屋面倾角相同；（2）以最佳倾角倾斜架设，组件倾角与当地纬度有关；（3）太阳光实时跟踪，组件倾角逐渐变化。在相同的面积下，沿屋面倾斜方向架设光伏组件，可实现装机容量的最大化，同时使得安装成本最低，但是屋面本身的倾斜角度并非最佳的太阳光入射角度，组件发电效率有所降低；以当地太阳光的最佳倾角倾斜架设光伏组件，太阳光利用率高，组件发电效率亦较高；采用太阳光实时跟踪，可以全天保持阳光垂直入射，光伏系统的发电效率最高，但是支架及其控制体系复杂，成本高。
3、彩钢瓦屋面光伏集成体系施工技术要点
光伏系统在建筑中的应用，为现代建筑设计带来很大的优势，完全满足了现代人们对建筑住宿条件的需求。彩钢瓦屋面光伏集成体系是指采用光伏组件直接附加于轻型彩钢屋面板的形式，常通过卡扣、暗扣、锁边等非穿透的方式进行安装，特殊情况下也可采用穿透式安装。
在建筑项目开发时应该先与建筑师以及光伏技术依托厂家的工程师进行积极的交流，达到相互配合、协助工作的效果。做好光伏屋面的清理工作，上下屋面的梯子安装工作，施工用电引至现场，认真学习图纸，做好安全技术交底工作。彩钢瓦屋面光伏集成体系的安装顺序是：①测量、放线，确定光伏组件及其支撑结构在屋面的安装位置；②将钢板夹的正面和背面卡在原屋面彩钢板上，采用螺栓进行固定；③采用T型螺钉将横梁固定在钢板夹上，确定组件在横梁上的连接位置；④分别使用端部扣件、中部扣件扣紧光伏组件，并采用螺栓固定。安装完成后，清除组件表面的杂物和铁屑。
3.1太阳能电池板的安装要点
电池板的进场检验太阳能电池板应无变形、损坏、划伤及裂纹等，测量太阳能电池板在阳光下的开路电压，电池板输出端与标识正负应吻合。电池板在运输和保管过程中，应轻搬轻放，组件在搬运、固定过程中，确保组件安全。组件放在支架上后，一人扶住以防滑落，另一人则由上往下用螺母把组件固定在支架上，在没有对支架上的螺丝拧紧前，要对方阵外观进行调整，使各个组件之间的间距基本一致，使各行各列之间横平竖直。电池板的安装应自下而上逐块安装，并紧固电池板螺栓；电池板的联接螺栓应有弹簧垫圈和平垫圈，紧固后应将螺栓露出部分及螺母涂刷油漆，做防松动处理。
3.2施工注意事项
彩钢瓦屋面光伏集成体系不会破坏屋面既有防水，但在施工时需做到如下几点：①屋面需提前搭建施工栈道，避免搬运材料时直接踩踏在屋面板上，引起屋面板受力变形，破坏屋面原有防水；②施工时应提前明确与标出屋面檩条的具体位置，同时支架与彩钢板连接处必须在屋面檩条位置上或直接生根于主要受力杆件上，避免与屋面发生关联；③施工时应在需要密封的连接处敷设密封胶，避免屋面后期出现漏水；④如需在屋面上行走，施工人员必须穿具有绝缘的软底鞋，同时还应定期清理干净屋面，避免屋面板锈蚀和划伤。
4、光伏屋面集成体系的基本要求
4.1对支架的要求
支架结构是保证整个光伏集成系统正常运行的必要外部条件，基础纵横型钢构件采用焊接的方式，满焊，端部与墙体等建筑构件固定牢固，支架钢结构进行防腐除锈处理，应按照设计要求安装在建筑结构上，施工时须确保定位无误，连接可靠。固定支架前，应综合考虑安装现场风速、安装条件等多方面因素采取合理的抗风、挡风措施。钢支架在焊接完后应按设计要求采取有效的防腐处理。
4.2对光伏组件的要求
光伏组件是整个光伏集成系统的发电部件，需要安全接地，且应有明显的警告标识。光伏玻璃组件应该根据位置不同、光照度不同，从而选择合适的类型。光伏组件在存放、运输和安装的过程中不得因碰撞、重压等受损（如玻璃开裂、破碎、脱膜等）。例如光伏幕墙组件设置在建筑物墙面时，由于安装倾斜角度往往不能达到最佳位置，光伏组件设置的位置经常低于光照度，针对这样的情况就需要选择弱光性能好的光伏玻璃组件。在选用光伏幕墙组件时还需要考虑建筑物的使用率，由于建筑物一般的使用期限为50a，因此根据年限选用光伏玻璃组件，避免了组件使用年限低导致不能达到发电效果和组件装置使用率高造成的资源浪费。
4.3对连接的要求
光伏屋面处于建筑外部，呈一定的坡度，常需经受地震、风荷载、雪荷载、冰雹等自然环境，对支架与建筑主体结构的连接要求极高，安装时必须保证连接牢固可靠。
4.4对保温隔热的要求
为了控制组件在使用期间产生的温度升高，安装光伏组件时应采取合理的通风降温措施，组件与原有屋面板的间距不宜小于100mm，同时组件与组件之间亦应保持一定间隙。
4.5对防水的要求
对于原防水层已遭破坏的屋面，支座底部应做附加防水层，且附加防水层应包至支座和金属埋件的上部，以形成较高的泛水。此外，为了防止卷材防水层收头翘边，施工中应按照设计要求做好收头处理，并采用密封材料封严。
5、结语
随着现代建筑技术的发展，建筑要求也在逐渐提高，节能环保的绿色建筑已经成为了建筑的新主题。目前光伏屋面集成系统施工技术水平差别较大，施工方式也参差不齐。为规范光伏系统的施工安装，应采取先设计后施工的方法，严禁施工单位无设计的盲目施工，研究光伏屋面集成体系的施工技术，明确施工时的基本要求，对推进光伏建筑一体化的发展意义重大。
参考文献：
[1]杨德林.光伏幕墙发展现状与前景[J].科学之友，2010