钢结构厂房屋面光伏板安装施工技术研究

钢结构厂房屋面光伏板安装施工技术研究

吴鹏

（中铁二局集团建筑有限公司，四川成都）

摘要近年来光伏发电作为一种清洁、可再生的能源，应用广泛。目前国内光伏发电行业也正在稳步发展和扩大，得到了广泛的运用，现在越来越多厂房屋面安装了光伏发电系统，但目前因行业对屋面光伏板的安装施工技术研究不多，本文依托年产400万平方米板材的莱州市石材产业园一期项目这个具体工程实例，开展了钢结构厂房屋面光伏板安装施工技术的研究，优化了优化光伏板与厂房屋面彩钢板的连接方式，重点从工艺原理、施工特点、施工方法等方面介绍了一种采用T型螺栓组合铝合金夹具连接方式的光伏板安装施工技术，有效解决了传统厂房屋面光伏板安装中固定不牢及固定点渗漏的问题，在今后的工程中可推广应用。

关键词钢结构厂房  光伏板  安装

1工程实例概况简介

研究依托项目为莱州市石材产业园建设一期工程—标准化智慧生态加工园区，本工程位于莱州市夏邱镇李金村村内，该项目建设高标准化厂房7栋，大锯车间3栋，办公楼1栋，合计建筑面积70849.19㎡，屋面光伏板安装面积64000㎡。办公室基础为独立基础形式，高标准化厂房及大锯车间基础为柱下独立基础形式，办公楼主体结构采用框架结构，高标准化厂房及大锯车间主体结构为轻型门式钢架结构。

2施工技术优、特点

为保证钢结构厂房屋面光伏板施工质量及防渗漏,根据不同的屋面彩钢板的结构尺寸，选用不同的T型螺栓组合铝合金夹具将光伏板底座固定在屋面彩钢板上，组合铝合金夹具直接采用带防水垫片的自攻螺栓与屋面彩钢板连接，螺钉处采用优质中性耐候密封胶涂抹，导轨檩条安装在夹具上端，用螺栓锁紧，光伏电池组件直接通过专用压块固定在檩条上。实现了钢结构厂房屋面光伏板快速安装，且安装牢固可靠，防渗漏。

图2.1 钢结构厂房屋面光伏板安装构造示意图

本安装技术具体优、特点如下：

2.1.1 安装牢固结实：采用一种T型螺栓组合铝合金夹具将光伏板底座固定在屋面彩钢板上，夹具的抗拉拔力能达到1.1KN以上，安全可靠。

2.1.2 防渗漏效果好：组合铝合金夹具直接采用自攻螺栓与屋面彩钢板连接，所采用的自攻螺栓采用带有配套的耐候密封防水垫片，自攻螺栓固定完毕后，螺钉处采用优质中性耐候密封胶涂抹，有效解决了固定部位渗漏问题。

2.1.3 安装便捷：将檩条安装在夹具上端，用螺栓锁紧，光伏电池组件直接通过专用压块固定在檩条上，操作方便。

2.1.4 抗风隔热：光伏组件在屋顶构成一个遮盖的遮挡物，高效能单晶硅组件和多晶硅组件能够在屋顶构成一个庇荫区，从而降低厂房环境温度及增强抗风强度。

2.1.5创造收益：厂房闲置屋面得到利用，安全无忧，使用寿命长，发电增收又增光，为园区增加收益。

2.1.6节能环保：对彩钢板屋面的光照辐射和雨水侵蚀问题有直接保护，提高彩钢板屋面的使用寿命。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1施工工艺流程

本工程主要工艺流程如下：

作业准备→测量放线→夹具安装→导轨安装→导轨调平→组件安装→电池连接→电缆桥架→电缆敷设→绝缘检查、电器接地电→成套设备安装及调试→市电并网。

3.2操作要点及施工方法

3.2.1 施工准备：确定施工方案，针对施工现场情况清理屋面建筑垃圾，若遇屋面压型钢板表面防腐漆脱落的情况，应进行重新喷漆，支架、电池板等材料准备、人员准备、机械准备均符合施工要求，人工准备齐全，并配置相应安全设备，安装材料确保能及时到达施工现场。

3.2.2测量放线：在夹具安装前，需根据图纸对整个屋面进行放线测量，做到合理规划，如能对设计图纸进行优化及时通知设计单位，考虑到现场屋面存在采光带，排气搭等设备，接到图纸后首先核对现场，保证图纸与现场相符。

3.2.3 夹具定位安装：根据绘制好的光伏板支架平面布置图，在屋面压型钢板上用红色油漆逐点识别出支架安装位置。夹具采用铝合金6063 T6级3mm厚T形夹具，夹具采用ST6.3*25自攻螺丝+耐候防水垫片固定在彩钢板波峰上，相邻夹具间距不大于820mm（屋面压型钢板波峰间距的2倍），夹具的纵横向排布都必须在一条水平线上。

3.2.4 导轨安装：夹具安装调平完成之后，将导轨U41*41*2.0mm热镀锌檩条安装在夹具托盘上，檩条拼接采用U38*49*2.75mm（L=195mm）檩条作为连接板，导轨檩条每处连接处采用4颗M10*30内六角螺栓+平垫+弹垫进行连接，导轨与夹具连接按照夹具平面布置位置采用M8*30T型螺栓连接。

3.2.5 导轨调平：导轨安装完成之后，现场采用水平仪及拉线的方式将导轨控制在一水平面，保证导轨安装在一条直线上。

3.2.6 组件安装：安装组件前，支架上所有连接螺栓应加防松垫片并拧紧，用米尺确定好光伏电池组件与支架导轨之间的距离，采用定向顺序依次安装光伏组件至阵列末端，保证组件安装在同一条直线上，通过安装M8滑动螺母将中压块、边压块与组件固定，用扳手进行紧固，安装过程中不允许踩踏光伏组件。

3.2.6 其他电气安装调试：电气安装调试由专业队伍施工，按常规成熟光伏板安装工艺施工，本文简化不再做重点阐述。

4效益分析

  4.1经济效益：采用本施工技术，实现了钢结构厂房屋面光伏板快速安装，且安装牢固可靠，固定部位防渗漏效果好，有利用屋面厂房光伏板推广。在厂房屋面安装光伏板，在不影响厂房使用功能的情况下，创造了可观的经济效益。直接造价每平方米增加了2元，后期渗漏维修费减少12.8万元（每平米综合考虑2元），工期节约3个月（含后期维修工期）。

4.2社会效益：光伏发电是以太阳能资源为基础，通过在园区厂房屋面安装光伏发电系统。不仅为国家发展清洁能源、构建清洁低碳、安全高效的能源体系贡献了力量，还为实现“碳达峰、碳中和”目标助力，屋顶光伏发电不仅有助于建设绿色建筑，提高建筑物品质，也可以帮助更多公众和当地居民了解和推广建筑物屋顶光伏应用，从而提升了产业园区的品牌形象及影响力，具有较好的社会效益。

4.3环保效益：光伏发电是一种清洁、可再生的能源，相比传统能源，不会产生大量的污染物和温室气体。在工厂厂房中安装光伏发电系统，不仅可以减少对环境的污染，还可以起到节能的作用。一方面保护彩钢板屋面免受光照辐射和雨水侵蚀，提高了彩钢板屋面的使用寿命，同时光伏组件在屋顶构成一个遮盖的遮挡物，降低屋面内部温度，增加了室内工作舒适性和夏天降温的成本。

参考文献

[1]《铝合金结构设计规范》（GB50429-2007）

[2]《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》（01J925-1）

[3]《 光伏（PV）系统电网接口特性》( GBT 20046-2006)

[4]《光伏发电站接入电力系统技术规定》（GB/Z 19964-2005）

[5]《地面用光伏（PV）发电系统 概述和导则》（GB-T 18479-2001）