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                    怎樣在單層柔性卷材屋面上安裝太陽能系統?

                    發表時間: 2018-07-14 10:25:21

                    作者: 東方信遠(北京)國際建筑防水工程有限公司

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                    導語:太陽能光伏發電可為企業和居民提供清潔電力,是全世界公認的清潔能源。在國內,得益于國家政策扶持和光伏技術的不斷發展,光伏技術的應用效益已顯著提升,工業廠房大面積的空閑屋面成為安裝光伏組件的最佳選擇。目前,作為屋面太陽能發電裝機主要載體的大面積廠房和公共設施建筑,其屋面構造形式主要為傳統的壓型金屬板屋面或新型TPO/PVC單層柔性卷材屋面??紤]到屋面太陽能系統一旦裝機發電、投入使用后,很難對使用中的屋面進行翻新,這就對建筑屋面的防水系統提出了較高的要求。

                    國內早期的太陽能屋面大多采用壓型金屬屋面系統,實際應用過程中已經暴露出諸多缺陷:

                    1)金屬板材的接縫由于施工鎖邊質量缺陷、風荷載,尤其是太陽能組件安裝過程中人員的踩踏,造成鎖邊松脫,導致屋面滲漏。

                    2)金屬屋面一般采用滑動支座固定板材,屋面板的熱脹冷縮應力通過滑動支座釋放,而夾具式的光伏緊固件限制了鋼板的溫度變形,造成鎖邊空隙增大,導致屋面滲漏。

                    3)光伏組件的設計使用壽命通常為25年,而廠房用壓型金屬屋面板大多采用樹脂涂層,壽面在5~10年左右,遠低于光伏組件的設計使用壽命,兩者壽命不匹配。

                    4)光伏組件的夾具一般采用鋁合金材質,與金屬板材存在電位差,會加速金屬板材的腐蝕,金屬板銹蝕破壞后,需拆除光伏組件,整體更換金屬板材,代價巨大。

                    太陽能屋面金屬板材銹蝕失效

                    近年來,越來越多的屋面太陽能系統傾向于在新型單層柔性卷材屋面系統上使用,一般為TPOPVC機械固定單層柔性卷材屋面,屋面構造層次自上而下依次為:TPO/PVC防水卷材、保溫層、隔汽層、壓型鋼板基層。

                    與傳統壓型金屬板屋面相比,TPO/PVC單層柔性卷材屋面太陽能系統具有以下優點:

                    1)可利用面積大,除基本采光和通風外,突出屋面的遮擋物少,平整度高,易于太陽能安裝施工和后期維護。

                    2)卷材僅在搭接邊固定,接縫可靠,且大面空鋪,基于TPO/PVC卷材的物化性能,可適應大跨度建筑變形大的特點,防水效果可靠。

                    3)金屬屋面板的厚度一般在0.75 mm以上,設計穩固,如選擇合適的安裝方式,一般不需要再對結構進行二次加固處理。

                    4)單層屋面多為近些年建造,且TPO/PVC卷材具有超長的使用壽命,屋面整體壽命與光組件的使用壽命匹配,滿足太陽能建造設計的運行周期要求。

                    但是,在單層柔性卷材屋面上安裝太陽能可能遭遇兩難境地:在防水卷材施工之前安裝,會增加防水細部處理的數量和難度,施工人為因素的不穩定極易導致滲漏隱患;在防水卷材施工之后安裝,則可能造成防水卷材穿孔,處理不當就會出現滲漏及竄水。如何在不影響原屋面防水保溫性能和耐用要求的前提下應用太陽能,成為關鍵。

                    解決方案

                    特制自鎖件

                    正常使用極限狀態,特制自鎖件受到的拉拔力對應1 332 kg,即13.05 kN。承載力極限狀態則是對特制自鎖件進行破壞試驗,最終破壞拉拔力對應2 908 kg,即28.50 kN。試驗證明,在不影響屋面正常使用的情況下,穿透屋面系統的抗拉拔力為13.05 kN,遠遠超過支架受到向上的風吸力1.6 kN,滿足設計要求。

                    擬單層屋面連接試驗

                     輕型鋁合金型材支架

                    為減少對屋面系統承重的要求,用于固定光伏組件的支架采用輕型鋁合金型材,安裝支架系統的重量控制在平均2~3 kg/平米,對屋面增加的單位面積均布荷載平均在0.019~0.029 kN/平米。

                    托架、主框架和副框架安裝

                     高分子預制件

                    屋面穿透連接系統防水性能的解決主要體現在細部節點如何與大面防水卷材同質量、同施工、同壽命,其關鍵是實現金屬穿透系統與防水卷材的無縫連接:采用在工廠內將防水卷材與金屬件相結合的工藝,具體做法是采用覆膜技術將TPO/PVC原料與金屬板融合制成覆膜板(即高分子預制件),可與防水卷材直接熱風焊接。

                    高分子預制件與防水卷材直接熱風焊接                                    

                     模塊化快速安裝流程

                    定位基座→安裝穿孔基座→安裝固定托架→主框架安裝→副框架安裝→安裝太陽能電池板→安裝尾部蓋.

                    上述單層屋面太陽能安裝解決方案已通過德國TüV認證,并已在丹麥、瑞典、英國、法國、德國和中國等多地區得到應用。





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