干货 光伏幕墙施工工法!

1前言

光伏幕墙是太阳光电池与建筑围护结构或建筑材料相结合形成光伏组件,光伏电池组件安装在建筑外墙面作为建筑围护结构的一部分,通过逆变器转换提供建筑物用电或并入电网。

我国太阳能资源极其丰富,年日照时间在2500h的地区占国土面积的2/3以上,陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ,全国各地太阳年辐射总量达335~837kJ/cm2·a,平均值为586kJ/cm2·a。利用太阳能发电是一种清洁、环保能源,它简单可行,安全可靠,具有可持续永久性、无需消耗燃料及机械转动部件、亦无需架设输电线路,因此受到世界各国的欢迎,太阳能电力系统以其供电稳定可靠、安装方便,已得到越来越广泛的应用,逐步成为常规电力的一种补充和替代。在国际光伏市场蓬勃发展的拉动和国家政策的引导激励下,近年来我国光伏产业发展迅猛,光伏技术得到了大幅度提高,逐渐克服了发电成本高的障碍,在建筑工程中得到了推广和应用,并作为太阳能—建筑一体化的重要内容,在节能工程中取得了显著效益。

2工法特点

2.1 光伏幕墙发电原材料采用太阳能是一种清洁、环保能源,而且取之不尽用之不竭,是丰富永久性天然能源。

2.2 太阳光电转化安全可靠,并直接通过并网逆变器,把电能送上电网,由于不需要蓄电池,无需机械部件与传动系统,可节省设备投入费用。

2.3 光伏幕墙既可作发电部件、集热系统,又可做建筑墙体外围护结构,有利于降低建筑结构与装饰成本。

2.4 光伏幕墙不用单独建设厂房、车间,依附在房屋工程上,可节地、节省发电基建费用。

2.5 系统采用太阳能电池组件,使用寿命长,≥25年,衰减小,具备良好的耐候性,防风、防雹。能有效抵御湿气和盐雾腐蚀,无毒无害。

2.6 太阳光能转换为电能,转换效率高,不产生垃圾及废弃物,有利于环境保护,减少常年维修与处理费用。

2.7 太阳光电安装简单方便,无噪音,无污染,建设周期短,自动调控,无需人员值守,也无需线路架设,减少常年运行费用。

2.8 太阳光电不仅可供自有房屋使用,亦可并网利用。

2.9 在建筑结构外表面铺设光伏组件提供电力,将太阳能发电系统与屋顶、天窗、幕墙等建筑融为一体,建造绿色环保建筑师太阳光能发电系统与现代建筑的完美结合。

2.10享受财政补贴及相应优惠政策。

3适用范围

适用于房屋及附属设施的外围护结构幕墙工程,包括隐框幕墙、明框幕墙、点式幕墙、及采光顶等。

4工艺原理

把能将太阳光转换为电能的未用电池组件,安装在建筑物或构筑物上,使其成为建筑物的构造部分,通过逆变器等未用设施把转换成的电能传输至用电器终端或并网传入供电线路。

5施工工艺流程及操作要点

5.1 光伏幕墙安装工艺流程

方案设计→部件加工、购置→预埋件安装→光电施工准备→测量放线→光电器材安装→玻璃光伏幕墙施工→线缆安装→设备就位→系统运行(工艺流程图5.1.1见下页)

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图5.1.1 光伏幕墙安装工艺流程图

5.2 操作要点

5.2.1 方案设计:光伏幕墙程设计应遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济实用的基本要求,其设计原则是:

1 先进性原则:使系统在一定的周期内保持技术领先性,保证系统具有较长的生命周期。

2 实用性原则:选用有大规模实际工程应用经验的产品,并保证其稳定性、可靠性和可维修(护)性。

3 经济性原则:在保证系统各项技术指标的前提下,努力降低工程、设备成本,提高系统的性价比。

4 建筑一体化设计:必须与建筑工程有机结合,把太阳能电池组件和屋面或墙面相结合,形成建筑物的组成部分并增加建筑整体美感。

5 选址依据:太阳能组件的放置应在建筑物上,系统不受周边建筑物的遮挡,缩短并网距离,减少输电损失与线路费用。

5.2.2 预埋件安装:由于光伏幕墙附着固定于建筑物上,因此,土建结构施工时按照图纸设计,做好系统安装部件的预埋、预留,没有预留或位置不正确的的要增加后置埋件,后置埋件用锚栓固定,并经设计计算锚栓大小,做好现场拉拔实验。

根据建筑物的屋面、墙面尺寸,设计太阳光伏幕墙的尺寸及部件组合,按照组装图做好部件的加工与购置配套工作。

5.2.3光电施工准备:根据工程特点,准备好脚手架或电动吊篮设备,准备好技术人员与劳动力安排。

按照设计图纸进行测量放线、标注部件安装位置。

5.2.4器件安装:主要是太阳光电系统中的转换件、连接件安装。

5.2.5玻璃光伏幕墙施工:首先安装固定龙骨框架与结构体上的预埋件连接牢固后,然后安装太阳能光伏组件,安装过程中边对光伏组件的线缆进行连接。质量检查无误后,对缝隙打耐候胶,并及时对玻璃幕墙清理干净,防止污染、粘结。

5.2.6 线缆连接:将各处连接件、光电转换件用线缆连接,并与变压器、开关、使用设备等,形成完整供电线路系统。

5.2.7设备就位:将电池方阵、直流接线箱、逆变器、交流配电箱、转换器、电脑等设备分别安装就位于配电室、监控室等位置。

5.2.8系统运行:将用电器具与设施与太阳光电系统通过配电箱、变压器联接好后,进行系统整个运行调试。

6材料与设备

6.1 高效晶体硅太阳电池片

具体要求及技术指标:无螺钉内置角键连接,紧固密封,抗机械强度高,高透光率钢化玻璃封装,采用密封防水多功能接线盒,确保组件使用安全。表面覆盖深蓝色碳化硅碱反射膜,颜色均匀,外观精美。

产能:100mw

规格:125×125mm

156×156mm

6.2 单晶体全玻电池组件

技术指标要求:

功率:165wp

尺寸:1800×1500mm

重量:84kg

峰值电压:26.5V

峰值电流:6.23A

开路电压:34.0V

短路电流:6.74A

6.3 非晶硅薄膜电池组件

技术指标要求:

功率:95wp

尺寸:1100×1300mm

重量:24kg

厚度:6.8mm

峰值电压:102V

峰值电流:0.93A

开路电压:138V

短路电流:1.17A

6.4 逆变器

具体要求及技术指标:

交流输出频率:50Hz±1%

输出电压:380VAC或220VAC

交流输出谐波含量:≦5%

逆变器效率:≧94%

功率因数:≧0.98

满载连续工作时间:>12h

6.5 电源汇流箱

具体要求及技术指标:

直流汇流箱:光伏幕墙和逆变器的电气连接,包括直流保护、防雷设备

交流控制柜:逆变器和内部电源网络的电器连接,包括交流保护和汇流作用,电源接入电网装置、电网控制。

6.6电网接入及监控

并网系统一般由光伏方阵、并网逆变器、交直流硅电设备、监控系统等设备组成,其运行操作流程如下:

所有设备连接完毕→检查系统是否正确→合上直流侧开关→并网逆变器自检→并网逆变器运行→并网成功,信息监控

6.7 防雷系统及连接电缆

6.7.1防雷保护:工程中采用具有欧洲专利技术的菲尼克斯浪涌保护器,可以直、交流保护及单相、多项保护,能高速能量释放,低残压等级,快速响应(≤100ns),高绝缘电阻值。

6.7.2电线、电缆技术参数

1 硅橡胶电缆-40℃~+80℃

基本要求:抗紫外线性能强,耐压等级高,绝缘性能好,机械强度大。

额定电压:1000V

额定温度:-60℃~+180℃

导体:镀镉铜丝

绝缘体:硅橡胶

2 电力电缆:采用阻燃聚氯乙烯电线电缆与普通电线相比具有以下特点:不易着火或着火后防止延燃,为预防火灾提供了安全保证。

主要技术指标:

额定电压:300/300V;300/500V;450/750V;0.6/1KV

6.8 系统配置

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6.9安装设备、机具

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7质量控制

7.1 工程设计与施工依据标准文件

7.1.1 光伏幕墙连接在建筑物上;

7.1.2 周围的建筑物全年不遮挡整个太阳能系统;

7.1.3 尽量缩短到并网点距离,以减少输电损失;

7.1.4 能产生附加的经济、生态效益,有助于抵消部分电价成本;

7.1.5 当地政府的积极参与和支持,提供优惠政策和各种便利条件;

7.2 质量控制措施

在项目设备安装调试过程中实施有效管理,以保证安装质量达到规定要求。

7.2.1施工组织设计

施工组织设计应体现进度可控、质量优良、安全环保的思想,选择合理的施工方案。产品安装调试过程中须有施工组织结构、人员及设备配备、安装进度、作业指导书等文件的内容。

7.2.2施工前的准备工作

1)技术资料的准备

产品安装前,项目经理将安装订货合同及相关技术资料、图纸等交付现场施工负责人。

2)人员、仪器及工具的配置

选用技术数量的小组承担该工程的施工作业,这样能从现场施工作业的第一道环节上控制施工质量、减少浪费、缩短工期、降低成本和造价。

3)产品的清点及摆放

施工现场负责人在施工现场将产品依据清单予以清点验收,并作好记录。产品按安装顺序摆放,作好标识并予以监护。

4)基础验收

对现场提供的设备,施工现场负责人组织专业技术人员对设备进行测量验收,并作好记录。

7.2.3 实施过程中的质量控制

按照施工组织计划进行有序安装。材料设备进入施工现场要有严格的验收制度,对其数量和质量进行签收,不符合要求的,坚决拒签;材料在使用过程中,要严格按照施工材料消耗定额和工程进度安排用料,限额领用,并对材料使用量上进行监督,防止浪费,合理使用资料。

在安装中发现产品质量问题及时提出更改申请,由项目经理认定并更改。设计变更通知书由施工现场负责人负责存档保存。

1)检验工作

在产品安装期间,施工现场负责人指派专职人员对产品各部安装精度进行测量与检验。并做好《设备安装检验、调试记录》,署名检验日期和检验人。

2)设备调试

设备安装完毕,对设备进行检查和测试,测试结果作好记录。

3)系统调试

工程安装完毕,对系统进行测试,测试结果作好记录。

7.2.4 试运行前设备移交

系统最终交付业主时,项目经理应为客户提供交付系统设备清单,并共同签字认可,保证系统进入试运行阶段。

7.2.5试运行及服务措施

系统运行期间,将根据实际情况对系统进行优化,应派技术专家或工程师到用户指定的地点,提供现场技术支持及服务。

7.3质量验收标准

7.3.1 主控项目

1、 光伏幕墙工程所使用的各种材料,材料和组件应有产品合格证书、进场验收记录、性能检测报告和材料的复验报告,其质量应符合设计要求及国家现行产品标准和工程技术规范的规定。

检验方法:检查材料、构件、组件的产品合格证书、进场验收记录、性能检测报告和材料的复验报告。

2、 玻璃幕墙的造型和立面分格应符合设计要求。

检验方法:观察;尺量检查。

3、 幕墙玻璃品种、厚度、颜色、光学性能以及组件夹层玻璃中PVB夹层胶片的厚度应符合设计要求和产品标准。

检验方法:观察和尺量检查。

4 、光伏幕墙与主体结构连接的各种预埋件、连接件、紧固件必须安装牢固,其数量、规格、位置、连接方法和防腐处理应符合设计要求。

检验方法:观察;检查隐蔽工程验收记录和施工记录。

5、 各种连接件、紧固件的螺栓应有防松动措施,焊接连接应符合设计要求和焊接规范的规定。

检验方法:观察;检查隐蔽工程验收记录和施工记录。

6、光伏幕墙四周、光伏幕墙内表面与主体结构之间的连接节点、各种变形缝、墙角的连接节点应符合设计要求和技术标准的规定。

检验方法:观察;检查隐蔽工程验收记录和施工记录。

7、 光伏幕墙应无渗漏。

检验方法:在易渗漏部位进行淋水检查。

8、幕墙的防雷装置必须与主体结构的防雷装置可靠连接。

检验方法:a.用接地电阻仪或兆欧表测量检查电阻值;b.观察检查电焊质量。

7.3.2一般项目

1、光伏幕墙表面应平整、洁净;整幅玻璃的色泽应均匀一致;不得有污染和镀膜损坏。

检验方法:观察。

2、每平方米光伏组件表面质量和检验方法应符合下表规定。

每平方米玻璃光伏组件的表面质量和检验方法

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3、一个分格铝合金型材的表面质量和检验方法应符合下表规定。

一个分格铝合金型材的表面质量和检验方法

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4、光伏幕墙的密封胶缝应横平竖直、深浅一致、宽窄均匀、光滑顺直。

检验方法:观察;手模检查。

5、防火、保温材料填充应饱满、均匀,表面应密实、平整。

检验方法:检查隐蔽工程验收记录。

6、 光伏幕墙隐蔽节点的遮封装修应牢固、整齐、美观。

检验方法:观察;手扳检查。

7、光伏幕墙安装的允许偏差和检验方法应符合下表的规定。

光伏幕墙安装的允许偏差和检验方法

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7.3.3 关键控制点的控制

关键控制点的控制

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7.3.4质量记录

1 各种材料、五金配件、构件及组件的产品合格证书、性能检测报告、进场验收记录和复验报告。

2 硅酮结构胶的认定证书和抽查合格证明;硅酮结构胶相容性和剥离粘结拉伸试验报告。

3 后置埋件的现场拉拔强度检测报告。

4 幕墙的抗风压性能、空气渗透性能、雨水渗漏性能及平面变形性能检测报告。

5 打胶、养护环境的温度、湿度记录;双组份硅酮结构胶的混匀性试验记录及拉断试验记录。

6 防雷装置测试记录。

7 隐蔽工程验收记录。

8 幕墙构件和组件的加工制作记录;幕墙安装施工记录。

9 检验批质量验收记录表。

10 分项工程质量验收记录表。

11 幕墙二次设计文件及确认文件。

7.4应注意的质量问题

7.4.1 施工使用的幕墙材料,尽量做到同一生产厂家;同一产品系列。

7.4.2 对高层建筑的测量应在风力不大于4级的情况下进行,每天应定时对玻璃幕墙的垂直及立柱位置进行校核。

7.4.3 安装幕墙时要注意按设计要求预留伸缩缝。

7.4.4 幕墙框架完成后,需在所有节点填密封胶后才装玻璃。

7.4.5 防水密封胶路要均匀、严密,安装幕墙时切勿堵塞排水孔,确保幕墙的防水性能达到设计要求。

7.4.6 幕墙表面的清理需用专用工具,以免在饰面留下划痕。

7.4.7 组件拆卸的时候必须首先断开方阵直流汇流箱的直流断路器,避免组件处于工作的时候产品火花烧伤工作人员。

7.4.8 组件清洗对于太阳能光伏电,其影响因素包括:天气状况、大气质量、太阳能光伏组表面的灰尘及空气中的油渍颗粒等。所以,一般情况下,太阳能电池板表面有灰尘和树叶、鸟粪等遮挡物附着,会使发电量减少,要求必须对组件进行清洗。

由于太阳能光伏组件存在热斑效应,会大大降低系统的发电量,同时也会缩短光伏组件的使用寿命。

太阳能光伏组件表面油渍颗粒的清晰,一般用清水加特定清洗剂进行冲洗,其中清洁剂禁止选用化学用品和对玻璃有腐蚀性的碱性试剂,以防止对组件表面的玻璃及组件周围其它涂料层的腐蚀,清晰同时要避免太阳能电池板接线盒进水而引起短路和接点故障,由于光电幕墙为垂直里面,其它的灰尘等小颗粒污垢的清理,自然雨水的冲洗就足够。

7.4.9 逆变器的维护用户可以根据逆变器的勘测显示是否有错误的显示信息来判断其工作是否正常。逆变器的维护和维修须通知设备生产或安装厂家,任何非授权人员不得进行操作。保修人员在开始之前,应仔细观察逆变器及全部设备的工作情况。

7.4.10 配电线路的检修,检测线路是否存在绝缘套皮破损漏电现象;检查线路端线接线是否存在的松动现象。

配电电器的检测,检测配电系统直流断路器、交流断路器、避雷器和保险是否有烧毁损坏现场,并对应其说明书对其各项电气参数进行检测。

检测系统接地,检测直流系统、交流系统和逆变器系统是否可靠接地,系统及箱体接地电阻不得小于3欧姆。

7.5 成品保护

7.5.1 材料、半成品应按规定堆放,安全可靠,并安排专人保管。

7.5.2 在靠近安装好的光伏幕墙处安装简易的隔离栏杆,避免施工人员对铝制的玻璃有意或无意的损坏。

7.5.3 施工中光伏幕墙及构件表面的粉附物应及时清除。

7.5.4 加工与安装过程中,应特别注意轻拿轻放,不能碰伤、划伤,加工好的铝材应贴好保护膜和标签。

7.5.5 光伏幕墙安装完成后,应制定清扫方案,清洗玻璃和全面合金的中性清洁剂应进行腐蚀性试验,中性清洗剂清洗后应及时用清水冲洗干净。

7.5.6 幕墙在施工过程中以及施工完毕后未交付前,工地必须专门针对幕墙制定24小时轮班守卫制度,换班时间明确,坚持谁值班谁负责的原则,明确值班人员职责范围是所有到场的工机具和材料,以及安装上墙的成品和半成品。

8安全措施

8.1 认真落实安全生产岗位责任制,做到分工、责任双双落实。

8.2 进入施工现场,必须佩带安全帽。基坑四周设置防护栏,架工、电焊工、机操工、起重工、电工等特殊工种必须持证上岗。

8.3 所有机械设备必须接零、接地保护,配电箱设置漏电保护器,且专门管理。

8.4 吊篮的安装、使用、验收派专人负责,操作人员必须持证上岗。

8.5 认真做好与临边的安全防护,防止坠落,在建筑物底层四周搭设安全防护棚,并在主楼底部挑出安全网,防止坠物伤人。裙楼四周设全封闭安全防护栏板。

8.6 整个施工现场采取全封闭施工,以确保行人车辆安全。

8.7 组织工人尤其是新进场工人(包括分包队伍)结合现场实际情况进行安全生产章程制度和安全技术操作规程学习,搞好安全生产“三级”教育,对所有施工人员进行安全交底,并对高空作业的工人进行体检,以确保安全施工。

8.8 抓好安全交底记录,每工种、每工序须有书面安全交底记录。

8.9 工地应设置消防管理器材,并加强对用火制度的管理。以预防火灾的发生。

8.10 做好周围架空电线的安全防护工作。

8.11 供电线路按“三相五线、三级管理、二级保护”的要求分别供电。

9环保措施

9.1 成立对应的施工环境卫生管理机构,在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章,加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理,遵守有防火及废弃物处理的规章制度,做好交通环境疏导,充分满足便民要求,认真接受城市交通管理,随时接受相关单位的监督检查。

9.2 将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内,合理布置、规范围挡,做到标牌清楚、齐全,各种标识醒目,施工场地整洁文明。

9.3对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施,加强实施中的监测、应对和验证。同时,将相关方案和要求向全体施工人员详细交底

9.4 固体废物及时清理、回收到指定的地点或容器内,分开存放,集中处理。

9.5 粉尘清扫基层前适量洒水降尘。

9.6密封材料和清洗溶液随用随配,用多少配多少,一次不宜配制太多;已配好的挥发性材料应尽快使用完毕。

10效益分析

10.1技术经济效益

10.1.1 施工安装方便:光伏组件规格统一,放线及骨架安装简便,工期缩短2/3,

10.1.2 科技含量高,使用清洁环保能源,减少垃圾与污染处理费用。

10.1.3 节省常年维修,维护与运行费用。

10.1.4 节省设备线路电杆输供电设施等费用。

10.2生态环保效益

10.2.1 消除了燃烧煤炭(或燃油)产生的CO2,避免产生了大气污染和热效应。

10.2.2 消除了传统燃烧物产生的废渣、废气,有利于环境保护。

10.2.3 利用纯天然太阳光能,无后顾之忧,长久使用

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