一种建筑-光伏一体化复合墙体

本发明涉及光伏建筑一体化，具体涉及一种建筑-光伏一体化的复合墙体。

背景技术：

1、近年来，我国经济快速增长的同时，能源供需结构失衡、环境污染问题加剧，建筑行业作为主要的耗能产业之一，具有很大的节能潜力，建筑用能逐渐从常规能源向可再生能源转变，光伏建筑一体化是其中的重要技术措施。光伏建筑一体化技术中，光伏组件与建筑围护结构的连接方式是关注的重点。

2、传统光伏组件多安装在建筑屋面，但对于多层及高层建筑来说，建筑屋顶资源局限，为了最大化利用建筑接收到的太阳辐射，逐渐将光伏组件的安装扩展到了建筑外墙上，但是目前建筑外立面与光伏组件的连接存在不足，难以充分满足需求。一方面，在施工建造完成后的外墙上安装光伏组件时，面临的打洞甚至穿孔问题，会对墙体基层结构和构造层产生破坏，影响墙体的热工性能；另一方面，垂直架空的安装方式虽然有利于光伏组件的背面散热，但是由于太阳辐射入射角度的问题，难以达到发电效率最大化，而目前在外墙表面倾斜安装的光伏组件，其顶部与外墙表面贴近，不利于光伏组件背面的对流换热，散热效果较差；此外，现有外墙光伏组件安装架多为整体式框架，其面临的维修和更换问题难度较大。

技术实现思路

1、针对上述现有技术不足，本发明中提出了优化措施。本发明提供一种建筑-光伏一体化的复合墙体设计科学、结构合理，兼具功能性与美观性。该复合墙体由墙体、光伏组件、安装件和承重件组成。光伏组件固定在承重件和安装件之间，在施工过程中，使承重件、预埋螺栓与墙体成为一体，减少对墙体基层结构的破坏，承重件既满足建筑外立面的遮阳和美观需求，又作为光伏组件的支撑结构。安装件包括卡件、铰链、铰链安装板和预埋螺栓，卡件的弹簧固定在靠板内，使顶板能够上下伸缩，便于固定光伏组件，卡件的内段卡槽为外宽内窄形式，软质卡扣的中间进行了内凹处理，能在滑动过程中自然固定在卡槽端部，铰链能使卡件在0～90°内自由调节，提高光伏组件与卡件靠板的贴合度，降低安装难度，同时使光伏组件顶部到墙体的外表面留有距离，强化光伏组件背面的对流散热作用，预埋在墙体内部的普通螺栓包裹螺栓保温层，缓解了预埋件热桥对墙体热工性能的不利影响。

2、本发明通过以下技术方案来实现：

3、一种建筑-光伏一体化的复合墙体，由墙体、光伏组件、安装件和承重件组成。其中，光伏组件下端放置在承重件上，上端固定在安装件的卡件上，卡件与预埋螺栓通过铰链和铰链安装板连接。

4、所述墙体为预制或现浇钢筋混凝土墙体，在浇筑墙体基层结构的同时浇筑承重件，并将预埋螺栓埋入，使承重件、预埋螺栓与墙体成为一体。

5、所述光伏组件表面涂有透光辐射致冷涂料，采用倾斜安装的方式，使其与墙体形成三角形空腔，其下端固定在承重件端部，上端倚靠在靠板上，用卡扣固定。

6、所述安装件包括卡件、铰链、铰链安装板和预埋螺栓，卡件与铰链的叶片焊接，铰链与铰链安装板通过销轴铰接，铰链安装板穿过预埋螺栓的裸露部分后紧贴墙面，用螺母和垫片固定。

7、所述承重件为多功能一体化构造，既满足建筑外立面的遮阳和美观需求，又作为光伏组件的支撑结构。

8、所述卡件包括弹簧、靠板、顶板、卡槽和卡扣，弹簧固定在靠板内部，使顶板能够上下伸缩，卡槽包括内、外两段，内段卡槽为外宽内窄形式，对软质卡扣的中间进行内凹处理，使其能够卡入卡槽，并在滑动过程中自然固定。

9、所述预埋螺栓包括普通螺栓和螺栓保温层，预埋在墙体内部的普通螺栓包裹螺栓保温层，墙体外部的普通螺栓不包裹螺栓保温层。

10、本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：

11、1、本发明提供的预埋螺栓和现浇承重件，适用于预制或现浇钢筋混凝土墙体，在施工阶段就对其进行考虑，使预埋螺栓和承重件与墙体基层结构成为一体，能够缓解在建筑建成后，由于安装光伏组件对建筑外墙基层结构的破坏性问题。

12、2、本发明提供的光伏组件倾斜安装方式，提高了光伏组件的发电率，光伏组件和墙体之间形成的三角形空腔，结合涂刷在组件表面的透光辐射致冷涂料，能够有效缓解光伏组件的过热问题。

13、3、本发明提供的承重件为多功能一体化构造，既满足建筑外立面的遮阳和美观需求，又作为光伏组件的支撑结构。

14、4、本发明提供的卡件包含可上下伸缩的顶板，与铰链结合，能有效解决安装过程中光伏组件与靠板不易贴合的问题，且软质卡扣易拆装，能提高光伏组件现场安装效率，降低后续维修和替换组件的操作难度。

15、5、本发明提供的预埋螺栓采用普通螺栓包裹螺栓保温层的形式，减少了由于预埋件热桥产生的热损失，缓解了光伏组件安装时对外墙热工性能产生的不利影响。

技术特征：

1.一种建筑-光伏一体化复合墙体，其特征在于，包括墙体(1)、光伏组件(2)、安装件(3)和承重件(4)，其特征在于，光伏组件(2)下端放置在承重件(4)上，上端固定在安装件(3)的卡件(5)上，卡件(5)与预埋螺栓(8)通过铰链(6)和铰链安装板(7)连接。

2.根据权利要求1所述的建筑-光伏一体化复合墙体，其特征在于，所述墙体(1)为预制或现浇钢筋混凝土墙体，在浇筑墙体(1)基层结构的同时浇筑承重件(4)，并将预埋螺栓(8)埋入，使承重件(4)、预埋螺栓(8)与墙体(1)成为一体。

3.根据权利要求1所述的建筑-光伏一体化复合墙体，其特征在于，所述光伏组件(2)表面涂有透光辐射致冷涂料，采用倾斜安装的方式，使其与墙体(1)形成的三角形空腔，其下端固定在承重件(4)端部，上端倚靠在靠板(12)上，用卡扣(9)固定。

4.根据权利要求1所述的建筑-光伏一体化复合墙体，其特征在于，所述安装件(3)包括卡件(5)、铰链(6)、铰链安装板(7)和预埋螺栓(8)，卡件(5)与铰链(6)的叶片(9)焊接，铰链(6)与铰链安装板(7)通过销轴(10)铰接，铰链安装板(7)穿过预埋螺栓(8)的裸露部分后紧贴墙面，用螺母和垫片固定，使卡件(5)在0～90°内自由调节，提高光伏组件(2)与靠板(12)的贴合度。

5.根据权利要求1所述的建筑-光伏一体化复合墙体，其特征在于，所述承重件(4)为多功能一体化构造，既满足建筑外立面的遮阳和美观需求，又作为光伏组件(2)的支撑结构。

6.根据权利要求1所述的建筑-光伏一体化复合墙体，其特征在于，卡件(5)包括弹簧(11)、靠板(12)、顶板(13)、卡槽(14)和软质卡扣(15)，弹簧(11)固定在靠板(12)内部，使顶板(13)能够上下伸缩。

7.根据权利要求6所述的建筑-光伏一体化复合墙体，其特征在于，卡槽(14)包括内、外两段，内段卡槽为外宽内窄形式，对软质卡扣(15)的中间进行内凹处理，使其能够卡入卡槽(14)，并在滑动过程中自然固定。

8.根据权利要求1所述的建筑-光伏一体化复合墙体，其特征在于，预埋螺栓(8)包括普通螺栓(16)和螺栓保温层(17)，预埋在墙体内部的普通螺栓(16)包裹螺栓保温层(17)，墙体外部的普通螺栓(16)不包裹螺栓保温层(17)。

9.根据权利要求1所述的建筑-光伏一体化复合墙体，其特征在于,螺栓保温层采用具有保温效果的材料尼龙套。

技术总结本发明公开一种建筑‑光伏一体化复合墙体，旨在实现建筑外立面遮阳、美观及光伏组件荷载的多功能一体化。该建筑‑光伏一体化复合墙体包括墙体、光伏组件、安装件和承重件。其中，墙体为预制或现浇钢筋混凝土墙体，在施工阶段使承重件、预埋螺栓与墙体成为一体，减少对墙体基层结构的破坏，普通预埋螺栓结合螺栓保温层，光伏组件表面涂有透光辐射致冷涂料，结合倾斜安装形成的三角形空腔，能缓解光伏组件过热问题。安装件的卡件包含可上下伸缩的顶板，与铰链结合，实现卡件角度的自由调节，软质卡扣易拆装，能提高光伏组件的安装效率，进一步提高和优化光伏外墙的发电效率和安装效率，适用于现代建筑的节能环保需求。技术研发人员：刘衍,毕冰藤,武艳文,赵龙,杨柳,吴瑞,王毛真,常铸受保护的技术使用者：西安建筑科技大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4