文解雀羽① | 工商业光电屋面如何“抗风揭”？有用的知识又增加了

目前建筑全过程碳排放占全国碳排放总量超过一半，是我国主要的碳排放来源，在这其中，工业建筑又是碳排大户，如今全民践行“双碳目标”，如何平衡GDP和碳排放之间的关系成为这个时代最大的话题之一。至此，绿色建筑、零碳建筑等概念应运而生，试图通过先进建筑技术、多种可再生能源的融合及能源供需的管理实现建筑零碳排放。

BIPV即一种将太阳能发电产品集成到建筑上的技术，得到了广泛的应用，尤其是工商业厂房彩钢瓦屋顶与光伏的融合应用成为了光伏助力零碳目标的排头兵。

杭州火车东站10MW屋顶光伏

宁波金田铜业30MW屋顶BIPV

分布式市场的爆发增长带来了更多新型光电建筑解决方案的应用和创新，但问题也接踵而至。目前已建成的工商业屋顶光伏项目在台风、强降雨、火灾等极端天气和灾害情况下出现了不同程度的损坏，甚至有组件被吹落屋顶，这类情况都极大地造成了厂房业主的经济损失。

让阳光普照屋顶，让建筑参与城市呼吸。新的时代赋予了BIPV新的机遇，面对日趋繁荣的市场和更高的产品要求，哪些核心性能是我们应当去正视和关注的呢？

正泰新能源今年6月在SNEC展会隆重发布的一款专门针对工商业屋顶量身打造的装配式光伏绿色建材产品——正泰TELOGY泰集雀羽工商业建筑光电屋面系统，实现了光伏发电与工商业屋顶建材的完美融合。

工商业建筑光电屋面产品核心能力之

“抗风揭”

台风天气是最常见的具备破坏性的气候现象之一，也是工商业光伏屋面系统最容易遭到结构性破坏的情况之一，将直接影响电站的发电收益。正泰凭借十余年的电站下游开发建设经验，通过对部分工商业厂房屋面光伏项目的分析，发现其遭到大风损坏最主要的原因是结构不能满足实际项目要求。

1.光伏组件与彩钢瓦连接强度不够

早期部分工业厂房屋面光伏项目设计方案大多采用通用的夹具、导轨、压块来固定光伏组件，与不同版型的彩钢瓦之间契合度有限，压块与导轨链接的节点薄弱，以至于安装结构难以形成一个整体，在遭遇大风等极端情况时，会导致导轨变形，光伏系统从彩钢瓦屋面脱落。

2.彩钢瓦与厂房钢架连接强度不够

由于早期大部分项目方案都是简单地将光伏系统叠加固定至原有厂房彩钢瓦之上，厂房彩钢瓦板型设计不一，若没有考虑安装光伏系统对风荷载分布的影响，容易发生彩钢瓦从与厂方连接的支座脱离的现象。

解决方案

1.光伏组件与彩钢瓦“灵魂契合”

设计理念：

一体化设计

专利创新:复合型彩钢瓦A型+B型

刚性结构与弹性固定

专利创新:机械固定件

要想解决光电建筑产品的结构可靠性问题必定要将光伏组件和彩钢瓦作为一个整体来设计，形成科学稳固的一体化结构。正泰新能源自主研发的泰集雀羽系统，采用创新的复合式可调节复合压型钢板替代原有传统彩钢瓦。独创性的瓦型设计，可与正泰组件通过刚性机械固定件完美契合，从而形成有机结合的整体结构，可有效降低光伏组件脱离屋面的风险，同时光伏组件与复合压型钢板相互作用也可以增强系统的抗风能力；此外，考虑到系统热胀冷缩问题，机械固件增加翻边设计，在加强部件自身强度，避免受力形变的同时，也能弹性缓冲热胀冷缩现象给结构带来的挤压伤害，刚柔兼并，极大地增强了系统的可靠性和抗风揭能力。

效果验证

刚性结构稳固性：

拉拔力与滑移力

通过国检检测机构的实际检测证明：组件与复合压型钢板结构固定处可抗正拉力3680N，抗滑移力1000N，满足系统设计需要。

(1）抗拉拔力实验

我们对一处组件与复合压型钢板结构固定件进行拉拔力实验，通过正向拉力进行拉力破坏实验，通过压力传感器记录拉力的变化，得到如图的变化曲线，单点可抵抗最大拉力为3680N。而这样的刚性固定结构在一块组件上设计上有多处。当台风来临时，台风会对屋面产生风揭力，而通过GB51022（或GB50009）对标准风力核算证实：常规设计可以抵抗13级台风，通过特殊设计可以抵抗更高风力等级，可见正泰TELOGY泰集雀羽工商业建筑光电屋面系统的结构固定安全可靠。

（2）抗滑移力实验

我们通过对一处组件与复合压型钢板结构固定件施加侧向力，同时通过压力传感器实时检测侧向力的变化，并计算固定件抵抗侧向力（抗滑移力）的时间，得到如图的变化曲线，实验证明：当侧向力达到1000N时固定件仍未滑动。

滑移力主要是屋面坡度导致的，目前大尺寸组件的重量在30KG左右，每块组件上安装多处固定性结构，完全可以满足系统需求，适应台风等恶劣天气情况。

2.光伏组件与彩钢瓦“灵魂契合”

设计理念：复合型设计、无“孔”不“入”

针对彩钢瓦与厂房钢架脱离的痛点问题，泰集雀羽自主研发了专利防风环扣支座和锁边支座复合式固定结构，其中创新式复合压型钢板（即A型板）紧密扣合连接于防风支座上，相邻的压型钢板（即B型板）与锁边支座进行360度直立锁边连接，两种支座共同作用，结合了环扣与直立锁边的优势，快捷安装的同时保证了抗风能力。

效果验证

参考标准:ANSI FM 4474、AS 4040.3、ASTM E1646

在13级台风下，泰集雀羽光电屋面系统的结构依然可靠，组件与复合压型钢板、复合压型钢板与厂房钢架连接稳固，满足实际项目需求。

在实际应用中，台风等恶劣天气造成的负风压是破坏光电屋面系统结构的主要因素，为了验证整体系统在负风压情况下的可靠性表现，正泰通过上压箱进行抗风揭实验证明泰集雀羽系统可抗13级台风。该实验真实模拟了台风天气下光电屋面系统的承压情况。

正泰TELOGY泰集雀羽工商业建筑光电屋面系统，通过创新的复合压型钢板设计，防风环扣支座及锁边支座的共同作用，无拼接结构设计，可拆卸紧固件固定光伏组件的方式，结构稳定可靠，安装运维便捷，系统可承受13级台风（对于风压大于13级台风区域，可通过特殊设计满足安全要求）。

正泰新能源同时致力于光电建筑产品的行业标准研究，通过了SEMI的BIPV抗风揭实验标准立项申请，同时参与了UL7103标准的编制，作为中国光伏行业协会光电建筑专业委员会第一届副主任委员单位，将继续秉承绿色产品属性的理念，推动我国光伏产品绿色发展迈入新阶段，助力国家早日实现“3060”双碳战略目标。