本實(shí)用新型屬于裝配式建筑外墻面技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種裝配式建筑外墻光伏發(fā)電與保溫一體化集成系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在國(guó)家大力發(fā)展低碳綠色經(jīng)濟(jì)背景下，光伏發(fā)電行業(yè)發(fā)展迅猛，地面光伏電站和屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，是目前光伏發(fā)電的主要形式，建筑物外墻的光伏發(fā)電系統(tǒng)，尚未開(kāi)始大規(guī)模進(jìn)入應(yīng)用。對(duì)于建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，隨著社會(huì)對(duì)環(huán)保高效技術(shù)的需求，以及人工成本的節(jié)節(jié)上升，可以預(yù)期的是，工廠模塊化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)積木式拼裝的裝配式建筑，將逐步取代目前現(xiàn)場(chǎng)施工工藝，成為行業(yè)主流。從節(jié)能環(huán)保的要求來(lái)看，將裝配式建筑的這個(gè)趨勢(shì)與光伏發(fā)電結(jié)合起來(lái)，形成光伏建筑一體化技術(shù)（BIPV），也將是城市建筑的未來(lái)方向。

光伏建筑一體化技術(shù)，是將光伏產(chǎn)品集成到建筑上的技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將太陽(yáng)能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面來(lái)提供電力，主要應(yīng)用于建筑物外墻和屋面上。光伏方陣與建筑的集成是BIPV的一種比較高級(jí)形式，它對(duì)光伏組件的要求較高，不僅要滿足光伏發(fā)電的功能要求，還要兼顧建筑的基本功能，也就是說(shuō)，光伏方陣也同時(shí)是一種建筑材料。

裝配式建筑外墻光伏保溫集成系統(tǒng)，就是充分利用裝配式建筑部品在裝配工廠集中組裝的優(yōu)勢(shì)，將光伏發(fā)電系統(tǒng)、外墻面保溫系統(tǒng)以及建筑外墻板有機(jī)集成，既滿足建筑物外圍護(hù)墻堅(jiān)固耐久、保溫隔熱的要求，也滿足利用外墻面陽(yáng)光資源進(jìn)行光伏發(fā)電的要求，同時(shí)大大簡(jiǎn)化施工工藝，從而大幅降低成本、縮短工期。

目前市場(chǎng)上外墻面光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要應(yīng)用形式為光伏幕墻，就是采用傳統(tǒng)幕墻工藝，將幕墻玻璃更換成光伏玻璃組件，主要應(yīng)用于商業(yè)建筑和公共建筑。對(duì)于普通外圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)，比如普通住宅和辦公樓，光伏幕墻不僅浪費(fèi)成本，而且很難滿足建筑物隔熱和保溫要求。市場(chǎng)上也出現(xiàn)了將保溫與光伏組件組合的產(chǎn)品，對(duì)于裝配式建筑來(lái)說(shuō)，這種部品只能用于建筑物施工完畢后，再進(jìn)行干掛或者鑲貼作業(yè)，將光伏部品安裝到建筑物外立面，這種工藝實(shí)際上抵消了裝配式建筑模塊化生產(chǎn)、積木式拼裝的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種裝配式建筑外墻光伏發(fā)電與保溫一體化集成系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種裝配式建筑外墻光伏發(fā)電與保溫一體化集成系統(tǒng)，包括預(yù)埋件、系統(tǒng)支架、保溫層和雙玻光伏組件，所述預(yù)埋件預(yù)埋于建筑外墻PC板上，自建筑外墻PC板向外依次為保溫層和雙玻光伏組件，所述系統(tǒng)支架為縱橫交錯(cuò)設(shè)置的系統(tǒng)支架立柱和系統(tǒng)支架橫梁形成的框架，所述預(yù)埋件通過(guò)鋼角碼與系統(tǒng)支架立柱相接，所述框架內(nèi)密封鑲嵌有雙玻光伏組件，所述雙玻光伏組件與建筑外墻PC板之間形成有間隙夾層，所述間隙夾層內(nèi)設(shè)置有保溫層，所述保溫層固定于系統(tǒng)支架立柱和系統(tǒng)支架橫梁構(gòu)成的框架上，所述保溫層與框架相接的一面上覆蓋有玻纖布。

進(jìn)一步的，所述預(yù)埋件為哈芬槽預(yù)埋件，所述哈芬槽預(yù)埋件的C型鋼及工字鋼的材質(zhì)為Q235，哈芬槽預(yù)埋件表面設(shè)有鍍鋅層，所述鍍鋅層的厚度不小于55um。

進(jìn)一步的，所述玻纖布的四角留出保溫層與框架之間安裝鉚釘?shù)陌惭b位置，所述安裝位置上安裝有鉚釘，所述鉚釘固定連接保溫層和框架。

進(jìn)一步的，所述鋼角碼的一端通過(guò)哈芬槽內(nèi)不銹鋼螺栓組與哈芬槽預(yù)埋件相接，所述鋼角碼的另一端通過(guò)鋼角碼配套不銹鋼螺栓組與系統(tǒng)支架立柱相接。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)支架橫梁通過(guò)鋁合金角碼連接件與系統(tǒng)支架立柱連接，所述鋁合金角碼連接件上配套設(shè)置有若干個(gè)不銹鋼螺釘，若干個(gè)不銹鋼螺釘分別穿過(guò)鋁合金角碼連接件打入系統(tǒng)支架橫梁或系統(tǒng)支架立柱。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)支架的材質(zhì)為鋁合金，其傳熱系數(shù)K值小于3.0W/㎡·K。

進(jìn)一步的，所述保溫層為復(fù)合巖棉板或復(fù)合擠塑板。

進(jìn)一步的，所述保溫層與玻纖布之間通過(guò)一層建筑膠相黏貼。

進(jìn)一步的，所述雙玻光伏組件無(wú)邊框，且雙玻光伏組件為正反兩面均設(shè)置有玻璃板的光伏板。

進(jìn)一步的，所述光伏板正反兩面的玻璃板厚度均不低于6mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、通過(guò)系統(tǒng)支架與外墻PC板、雙玻光伏組件、保溫層的有效連接，解決了外墻光伏發(fā)電系統(tǒng)與保溫系統(tǒng)的集成問(wèn)題，且與裝配式建筑工法完全融合，使得光伏建筑一體化在墻面上施工的難題得到徹底解決。

2、本實(shí)用新型同時(shí)解決了一直困擾建筑業(yè)多年的外墻保溫板經(jīng)常脫落傷人問(wèn)題，創(chuàng)造性地將保溫層連接到系統(tǒng)支架上，不但免除了安全隱患，同時(shí)在雙玻光伏組件和墻體之間形成空氣間層，提高建筑物熱阻，增加了建筑節(jié)能效果。

3、本實(shí)用新型既考慮了建筑物使用的耐久性和安全性，也考慮了光伏組件以后維修保養(yǎng)的方便性。在使用本實(shí)用新型以后，一旦發(fā)現(xiàn)光伏組件受損或老化，可以隨時(shí)更換調(diào)試，最大程度地提高了系統(tǒng)可靠性。

4、本實(shí)用新型極其重視降低成本，所有構(gòu)件均主要使用目前市場(chǎng)上的通用材料，節(jié)省了設(shè)計(jì)和開(kāi)模費(fèi)用，增加了材料選擇的多樣性，從而確保了系統(tǒng)的質(zhì)量。從全周期成本來(lái)看，本系統(tǒng)不但通過(guò)光伏組件回收了大部分成本，還大幅減少了后期維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。

5、本實(shí)用新型在目前的市場(chǎng)上還未出現(xiàn)，填補(bǔ)了這一領(lǐng)域的技術(shù)空白，故該實(shí)用新型具有首創(chuàng)性、前沿性、實(shí)用性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型縱向截面的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型橫向截面的示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中鋼角碼的示意圖；

圖4是圖2中A的局部放大圖；

圖5是本實(shí)用新型中光伏發(fā)電組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1-外墻PC板，2-預(yù)埋件，3-鋼角碼，4-哈芬槽內(nèi)不銹鋼螺栓組，5-鋼角碼配套不銹鋼螺栓組，6-雙玻光伏組件，7-系統(tǒng)支架立柱，8-保溫層，9-系統(tǒng)支架橫梁，10-鋁合金角碼連接件，11-玻纖布。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1-5所示，一種裝配式建筑外墻光伏發(fā)電與保溫一體化集成系統(tǒng)，包括預(yù)埋件、系統(tǒng)支架、保溫層和雙玻光伏組件，所述預(yù)埋件2預(yù)埋于建筑外墻PC板1上，自建筑外墻PC板1向外依次為保溫層8和雙玻光伏組件6，所述系統(tǒng)支架為縱橫交錯(cuò)設(shè)置的系統(tǒng)支架立柱7和系統(tǒng)支架橫梁9形成的框架，所述預(yù)埋件2通過(guò)鋼角碼3與系統(tǒng)支架立柱7相接，所述框架內(nèi)密封鑲嵌有雙玻光伏組件6，所述雙玻光伏組件6與建筑外墻PC板1之間形成有間隙夾層，所述間隙夾層內(nèi)設(shè)置有保溫層8，所述保溫層8固定于系統(tǒng)支架立柱7和系統(tǒng)支架橫梁9構(gòu)成的框架上，所述保溫層8與框架相接的一面上覆蓋有玻纖布11。

所述預(yù)埋件2為哈芬槽預(yù)埋件，所述哈芬槽預(yù)埋件的C型鋼及工字鋼的材質(zhì)為Q235，哈芬槽預(yù)埋件表面設(shè)有鍍鋅層，所述鍍鋅層的厚度不小于55um。預(yù)埋件2在裝配式建筑中使用年限長(zhǎng)，對(duì)安全性和耐久性要求很高，所以本實(shí)用新型采用哈芬槽預(yù)埋件，該預(yù)埋件的特點(diǎn)是承載力高、邊距小、安裝容易且質(zhì)量可靠。要求預(yù)埋件的C型鋼及工字鋼均為熱軋制造，材質(zhì)為Q235，尺寸可根據(jù)需求定制，并在表面做熱浸鍍鋅處理，鋅層厚度不小于55um。預(yù)埋件位置，可以在裝配式建筑結(jié)構(gòu)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)候予以確定，主要考慮的因素是承載力大小、外墻PC板尺寸、雙玻光伏組件模數(shù)以及外立面效果。

所述玻纖布11的四角留出保溫層8與框架之間安裝鉚釘?shù)陌惭b位置，所述安裝位置上安裝有鉚釘，所述鉚釘固定連接保溫層8和框架。

所述鋼角碼3的一端通過(guò)哈芬槽內(nèi)不銹鋼螺栓組4與哈芬槽預(yù)埋件2相接，所述鋼角碼3的另一端通過(guò)鋼角碼配套不銹鋼螺栓組5與系統(tǒng)支架立柱7相接。

所述系統(tǒng)支架橫梁9通過(guò)鋁合金角碼連接件10與系統(tǒng)支架立柱7連接，所述鋁合金角碼連接件10上配套設(shè)置有若干個(gè)不銹鋼螺釘，若干個(gè)不銹鋼螺釘分別穿過(guò)鋁合金角碼連接件打入系統(tǒng)支架橫梁9或系統(tǒng)支架立柱7。所述系統(tǒng)支架的材質(zhì)為鋁合金，其傳熱系數(shù)K值小于3.0W/㎡·K。所述系統(tǒng)支架是以斷橋鋁合金幕墻型材制成的立柱、橫梁以及鋁合金角碼連接件10。系統(tǒng)支架是本實(shí)用新型中所有材料重量的主要承載體，也是與裝配式建筑的連接體。為了質(zhì)量可靠性和耐久性，本實(shí)用新型采用鋁合金型材，型材規(guī)格為明框斷橋鋁合金幕墻型材，具體規(guī)格根據(jù)保溫層厚度和承載力要求，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算后選定。之所以采用斷橋鋁型材，因?yàn)槠鋫鳠嵯禂?shù)K值大約在3.0W/㎡·K以下，可以防止鋁合金構(gòu)件與預(yù)埋件之間形成冷橋，能大大提升建筑物的節(jié)能效果。

所述保溫層為復(fù)合巖棉板或復(fù)合擠塑板，保溫層的材料品種較多，根據(jù)保溫性能、防火等級(jí)及裝配式建筑的特點(diǎn)，本系統(tǒng)選擇復(fù)合巖棉板或復(fù)合擠塑板作為外保溫材料，保溫形式為外保溫。如果建筑物對(duì)防火等級(jí)要求不是最高，應(yīng)優(yōu)先選用復(fù)合擠塑板，其設(shè)計(jì)厚度小，重量輕，施工方便。復(fù)合巖棉板只適用于對(duì)防火等級(jí)要求嚴(yán)格的建筑，其最大缺陷是吸水率高，一旦遇水，自重大大增加且保溫性能大幅下降。理論上復(fù)合擠塑板也能達(dá)到A級(jí)保溫材料標(biāo)準(zhǔn)，而且在本系統(tǒng)中，保溫板材是被系統(tǒng)支架隔開(kāi)的，形成了事實(shí)上的防火隔離帶。具體實(shí)施時(shí)，在滿足設(shè)計(jì)要求和國(guó)家規(guī)范的基礎(chǔ)上，推薦采用復(fù)合擠塑板，設(shè)計(jì)有特殊要求時(shí)，可以在每層用復(fù)合巖棉板設(shè)置防火隔離帶。所述保溫層與玻纖布之間通過(guò)一層建筑膠相黏貼。

所述雙玻光伏組件6無(wú)邊框，且雙玻光伏組件6為正反兩面均設(shè)置有玻璃板的光伏板，所述光伏板正反兩面的玻璃板厚度均不低于6mm，本實(shí)用新型中的雙玻光伏組件無(wú)邊框，用玻璃作為背板，光伏板的正反兩面均設(shè)置有玻璃板，總體呈三明治結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)既是發(fā)電系統(tǒng)，也是裝配式建筑物外墻裝飾面，需要長(zhǎng)期暴露在戶外，對(duì)耐候性要求很高。而玻璃的優(yōu)勢(shì)是長(zhǎng)期處于戶外條件下，不降解耐磨損，抗腐蝕性大大增強(qiáng)，玻璃透水率幾乎為零，從根本上杜絕PID現(xiàn)象產(chǎn)生，防止EVA老化，不易產(chǎn)生蝸牛紋現(xiàn)象。雙玻光伏組件兩面玻璃均為不可燃物，防火等級(jí)為A級(jí)，適合用于居民住宅等需要避免火災(zāi)隱患的地區(qū)。而且，雙玻光伏組件的三明治結(jié)構(gòu)可以保證在生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝過(guò)程中的組件彎曲形變不會(huì)造成新的電池片隱裂，組件抗彎曲抗隱裂性能優(yōu)于傳統(tǒng)組件和薄膜組件。綜上所述，雙玻光伏組件是本系統(tǒng)的首選，玻璃板的厚度根據(jù)抗風(fēng)壓和抗震設(shè)計(jì)要求，每面不應(yīng)低于6毫米。

所述哈芬槽預(yù)埋件2預(yù)埋于建筑物外墻PC板1上，鋼角碼3通過(guò)鋼角碼配套不銹鋼螺栓組5與系統(tǒng)支架立柱7連接起來(lái)；哈芬槽預(yù)埋件2通過(guò)哈芬槽內(nèi)不銹鋼螺栓組4連接到系統(tǒng)支架立柱7上；雙玻光伏組件6密封鑲嵌至系統(tǒng)支架立柱7和系統(tǒng)支架橫梁9形成的框架上；保溫層8通過(guò)鉚接和黏貼連接到系統(tǒng)支架立柱7上和系統(tǒng)支架橫梁9上。系統(tǒng)支架橫梁9通過(guò)鋁合金角碼連接件10與系統(tǒng)支架立柱7連接。玻纖布11分布在保溫層的另一面，玻纖布的四角留出保溫板與系統(tǒng)支架立柱7和系統(tǒng)支架橫梁9之間連接件的安裝位置，通過(guò)鉚釘固定于保溫層上。

本實(shí)用新型主要針對(duì)的是裝配式建筑，無(wú)論是采用裝配整體式工法，或者采用完全裝配式工法的建筑，只要外墻板是預(yù)制混凝土板（即PC板），即可使用本實(shí)用新型。

考慮到國(guó)內(nèi)PC板廠家尚不能提供可靠的反打工藝，故本實(shí)用新型仍舊采用傳統(tǒng)的埋設(shè)預(yù)埋件，即后安裝支架工法，這種工法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)可靠性有保障，對(duì)預(yù)制板制作影響小，且維修保養(yǎng)方便，利于成品保護(hù)。缺點(diǎn)是需要在裝配工廠多工種協(xié)作，對(duì)工期有一定影響。

建筑外墻PC板在預(yù)制工廠里完成鋼筋綁扎之前，需要預(yù)埋好哈芬槽，預(yù)埋位置按照設(shè)計(jì)圖紙，考慮到外裝飾面美觀和線條整齊要求，哈芬槽位置偏差應(yīng)嚴(yán)格控制。埋件的埋設(shè)質(zhì)量，直接影響本系統(tǒng)的安裝質(zhì)量和安全使用，工序應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行以下幾個(gè)步驟：檢查預(yù)埋件→預(yù)埋件的定位→預(yù)埋件固定→檢查→混凝土澆灌→拆模板→清理→預(yù)埋件檢查。

混凝土澆灌完成，蒸汽養(yǎng)護(hù)達(dá)到70%強(qiáng)度以后，即可在預(yù)制廠安裝系統(tǒng)支架。系統(tǒng)支架由立柱（主龍骨）和橫梁（次龍骨）構(gòu)成，通過(guò)預(yù)埋的哈芬槽與螺栓連接，同時(shí)采取防腐措施，以確保連接的牢固性。主龍骨和次龍骨安裝的原則是，在保證結(jié)構(gòu)安全的情況下，盡可能縱橫交錯(cuò)，隔出較大空間，空間大小以單塊雙玻光伏組件最大尺寸為準(zhǔn)。在主次龍骨安裝并檢查無(wú)誤后，就進(jìn)入下一道工序：安裝外墻保溫板。

外墻保溫層的尺寸可以根據(jù)主次龍骨隔開(kāi)的空間進(jìn)行定制，需要注意的是，保溫層不需要黏貼在外墻PC板上，只要和主次龍骨牢固連接即可。連接方法為：在保溫層外側(cè)覆蓋耐堿玻纖布，玻纖布表面刷上一層建筑膠，與保溫板黏貼。耐堿玻纖布覆蓋時(shí)在保溫層四角留出一部分，用于與主次龍骨以鉚釘連接。這種工法操作簡(jiǎn)單，省工省時(shí)。更重要的是，在雙玻光伏組件6與建筑外墻PC板1之間形成有間隙夾層，間隙夾層中設(shè)置保溫層，在水平和垂直方向有龍骨分隔的情況下，雙玻光伏組件6與建筑外墻PC板1之間增加一個(gè)間隙夾層，極大提高墻體熱阻。

需要特別指出的是，近年來(lái)建筑物外保溫大面積脫落，以至于墜落傷人事件屢屢發(fā)生。主要原因在于，建筑物到了一定年限后，柔軟的保溫層與堅(jiān)硬的混凝土墻面無(wú)法長(zhǎng)期牢固粘結(jié)，逐漸松動(dòng)乃至分離，造成不幸事故。而本實(shí)用新型采用的將保溫層釘掛在系統(tǒng)支架上的工法，不會(huì)出現(xiàn)因保溫層黏貼不牢固而大面積脫落問(wèn)題，有效地提高了建筑物外保溫層在使用過(guò)程中的安全性，產(chǎn)生了一定的社會(huì)效益。

保溫層安裝完畢后，將雙玻光伏組件安裝到系統(tǒng)支架上。雙玻光伏組件的玻璃板鑲嵌在系統(tǒng)支架的鋁合金幕墻型材內(nèi)。系統(tǒng)支架采用形式最為傳統(tǒng)，應(yīng)用最廣泛，工作性能可靠的明框幕墻型材，該型材能夠滿足施工技術(shù)水平的要求。雙玻光伏組件與鋁框之間留有空隙，該空隙是滿足溫度變化和鋁框之間位移所必要的活動(dòng)空間?？障秲?nèi)填充有彈性材料，如橡膠條，必要時(shí)也可采用硅酮結(jié)構(gòu)膠（簡(jiǎn)稱耐候膠）予以密封。

雙玻光伏組件采用背面接線盒布置式，接線盒的位置取決于光伏組件的安裝方式，一般在明框式、半隱框式幕墻安裝中采用背面接線盒布置方式，但接線盒具體的安裝位置還需要依建筑物的分格和構(gòu)造等因素而定，以滿足光伏組件走線方便、合理，易安裝，易維護(hù)等原則。背面接線盒布置方式為現(xiàn)有技術(shù)。

雙玻光伏組件安裝完成后，本實(shí)用新型就已全部完成，接下來(lái)可以按照裝配式建筑的施工順序，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)吊裝，完成設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。