CN113250384A - 一种建筑光伏一体化抗风屋面*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑光伏一体化抗风屋面***,各檩条上间隔固定有多个固定座,屋面板与固定座连接,屋面板的下方铺设有保温棉,固定座包括底座、屋面板连接片和支撑台,屋面板连接片与底座和支撑台间形成一个整体;底座的一侧设有沿檩条长度方向延伸的底板,底板在远离底座的一端设有向上凸起的屋面板支撑肋,屋面板支撑肋位于相邻的两固定座的底座之间,屋面板的两边肋分别与相邻两固定座的屋面板连接片形成扣合连接,屋面板上还成型有面板支撑肋,底座和靠近屋面板支撑肋的底板上分别通过紧定连接件固定于檩条上。本发明提高了屋面板承载能力,可用于屋面铺设光伏板、走道板等,消除屋面板温度变形,且单板更宽,施工效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及金属屋面技术领域,具体涉及一种建筑光伏一体化抗风屋面***。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步,人们对建筑屋面的功能需求变得越来越多样化,尤其金属屋面领域,从最初要求屋面具有防水和保温功能,到如今要求金属屋面在满足基本使用功能的基础上还要有如美观功能、节能功能、降噪功能等多种功能的需求。初始设计阶段建筑的使用方可能只会提出一种或两种使用需求,但是在使用过程中使用方可能会提出新的需求,如想把屋面变成种植屋面,或者想在屋面之上增加太阳能光伏等等,往往前期设计阶段选用的金属屋面板型只能满足当初的需求,要想满足使用方新的需求,只能拆除原屋面再按需求铺设新屋面的方式,需要使用方耗费大量的人力、物力和财力。同时,一种板型很难适应不同的地区,如东北地区往往雪荷载比较大,就要求屋面板要有很好的承受荷载的能力,沿海地区台风比较频发,就要求屋面板具有良好的抗风能力,西北地区昼夜温差大,就要求屋面板有很好的抵抗温度变形的能力,现阶段所使用屋面板很难满足不同地区的使用需求。
发明内容
针对现有技术的不足,为了解决在满足屋面***的多功能使用场景,本发明提供了一种建筑光伏一体化抗风屋面***,为后续屋面增加使用功能预留条件,降低施工成本。
本发明采用如下技术方案:
一种建筑光伏一体化抗风屋面***,包括屋面板和与所述屋面板呈垂直设置的多根檩条,各所述檩条上间隔固定有多个固定座,所述屋面板(3)与所述固定座连接,所述屋面板的下方铺设有保温棉,所述固定座包括底座、屋面板连接片和用于支撑所述屋面板的支撑台,所述屋面板连接片与所述的底座和支撑台间通过紧固连接件形成一个整体;所述底座的一侧设有沿所述檩条长度方向延伸的底板,所述底板在远离所述底座的一端设有向上凸起的屋面板支撑肋,所述屋面板支撑肋位于相邻的两所述固定座的底座之间,所述屋面板的两边肋分别与相邻两所述固定座的屋面板连接片形成扣合连接,所述屋面板上还成型有与所述屋面板支撑肋形成扣合连接的面板支撑肋,所述底座和靠近所述屋面板支撑肋的底板上分别通过紧定连接件固定于所述檩条上。
优选地,所述支撑台包括对称设置于所述屋面板连接片两侧的第一支撑台和第二支撑台,所述第一支撑台和第二支撑台分别承托于靠近所述屋面板的两边肋位置。
优选地,所述第一支撑台和第二支撑台呈马鞍形,靠近所述屋面板的两边肋处分别成型有与所述第一支撑台和第二支撑台相贴合的第一支撑平面和第二支撑平面。
优选地,所述面板支撑肋承托于所述屋面板的中部区域。
进一步地,所述屋面板上还设有光伏板,所述光伏板两侧边及其中部区域分别与所述第一支撑台、第二支撑台和面板支撑肋间通过胶接固定。
或进一步地,所述屋面板上铺设有防穿刺层,在所述防穿刺层上铺设有种植屋面。
或进一步地,所述屋面板上还设有走道板,所述走道板的两侧及其中部区域分别与所述的第一支撑台、第二支撑台和面板支撑肋固定连接,相邻两所述屋面板的边肋与所述屋面板连接片的扣合处设有固定夹具,所述固定夹具上方设有与其固定连接的走道立杆,所述走道立杆间通过扶手杆连接。
更进一步地,所述檩条的下方还固定有屋面底板。
所述檩条包括主檩条和次檩条,所述固定座固定于所述次檩条上,所述次檩条底部固定有屋面底板,所述主檩条设置于所述次檩条的下方,二者通过紧定连接件形成固定连接。
本发明技术方案,具有如下优点:
A.本发明所提供的抵抗超强台风的屋面***,其采用在檩条上可以实现延伸支撑的固定座,在固定座的两端分别设置与金属屋面板的两端相扣合的屋面板连接片和屋面板支撑肋,且在屋面板连接片的两侧分别设置第一支撑台和第二支撑台,第一支撑台和屋面板支撑肋同时承托屋面板,且屋面板支撑肋将固定座对屋面板的支撑作用向着屋面宽度方向延伸,大大提高了屋面板的承载能力,使其承载能力得到大大提高,在屋面上可以进行光伏板的铺设、走道板的铺设、平台载荷的安装及实现屋面种植等,屋面功能更加强大。
同时,与屋面板相扣合的屋面板连接片和屋面板支撑肋,可以很好地消除屋面板的温度变形,整体抗风揭能力增强,固定座在屋面宽度方向上的延伸支撑作用,可以使屋面板的单板宽度做到更宽,可以大大的加快施工的效率同时减少劳动力的需求。
B.本发明中的屋面板连接片采用不自由伸缩滑动的方式,通过屋面板连接片沿着紧固连接件旋转,使其上下摆动来抵抗屋面板的温度应力,可适应有复杂造型的屋面,且本发明可以在固定座的底板上设置多个屋面板支撑肋,固定座支撑屋面板的抗风揭能力大大增强,单张屋面板的有效宽度可以做到现有屋面板的1.5~2倍。
C.本发明提供的金属屋面***具备超强的抗台风性能,在不自由伸缩的情况下可以释放屋面板的温度应力,同时不限制屋面板的使用长度,可适用于造型复杂曲率变化较大的公共建筑屋面,且可适配一张板有多个波峰的屋面板型同时具备在屋面板上部安装配套***设施的固定夹具的能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式,下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的包檩条屋面***的正视图;
图2为图1所示屋面***的侧面结构示意图;
图3为图1所示屋面***的拆分图示;
图4为本发明所提供的露檩条屋面***的正视图;
图5为图4所示屋面***的侧面结构示意图;
图6为图4所示屋面***的拆分图示;
图7为屋面板上设置种植屋面示意图;
图8为屋面板上加装光伏板示意图;
图9为屋面板上加装走道板示意图;
图10为屋面板上加装平台示意图;
图11为本发明所采用的固定座结构示意图;
图12为图11所示固定座的立体结构示意图;
图13为固定座拆分图示;
图14为图1中屋面板支撑肋处与屋面板结合结构示意图;
图15为固定座上的屋面板连接片、屋面板和固定夹具结合示意图。
图中标识如下:
1-檩条,11-主檩条,12-次檩条;2-固定座,21-底座,22-屋面板连接片,23-支撑台,231-第一支撑台,232-第二支撑台,24-底板,241-加强筋,25-屋面板支撑肋;3-屋面板,31-面板支撑肋,32-第一支撑平面,33-第二支撑平面,34-大边肋,35-小边肋;4-保温棉;5-紧固连接件;6-紧定连接件;7-光伏板;8-防穿刺层;9-种植屋面;10-走道板;20-固定夹具;30-走道立杆;40-扶手杆;50-屋面底板;60-平台骨架,70-平台板,80-平台荷载。
a-第一斜支撑面,b-第二斜支撑面,c-弹性连接扣。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电性连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图6所示,本发明提供了一种建筑光伏一体化抗风屋面***,包括屋面板3和与屋面板3呈垂直设置的多根檩条1,各檩条1上间隔固定有多个固定座2,屋面板3与固定座2连接,屋面板3的下方铺设有保温棉4,其中的固定座2包括底座、屋面板连接片和用于支撑屋面板3的支撑台,屋面板连接片与底座和支撑台间通过紧固连接件5形成一个整体;在底座的一侧设有沿檩条1长度方向延伸的底板,底板在远离底座的一端设有向上凸起的屋面板支撑肋25,屋面板支撑肋位于相邻的两固定座2的底座之间,屋面板3的两边肋(即小边肋和大边肋分别与相邻两固定座2的屋面板连接片形成扣合连接,屋面板3上还成型有与屋面板支撑肋形成扣合连接的面板支撑肋,底座和靠近屋面板支撑肋的底板上分别通过紧定连接件6固定于檩条1上。本发明在屋面***中采用沿着檩条1延伸的固定座2,使固定座2达到对屋面板3的延伸支撑,同时在屋面板3和固定座2的底板上分别设置形成扣合连接的面板支撑肋和屋面板支撑肋,固定座2的底座与底板上的屋面板支撑肋分别与檩条1紧定连接,进一步增强了屋面板3的抗风揭能力。
如图11至图13结构所示,固定座2上所设置的支撑台23包括对称设置于屋面板连接片22两侧的第一支撑台231和第二支撑台232,第一支撑台231和第二支撑台232分别承托于靠近屋面板3的两边肋位置,具体详见图15所示,这里的第一支撑台231和第二支撑台232优选呈马鞍形,当然不限于马鞍形,只要能对屋面板3两侧边肋附近起到支撑作用即可。本发明中所采用的屋面板3结构可以通过图3、图6和图8和图15中看出,两边肋分别为大边肋34和小边肋35,在面板支撑肋31的两侧板面上还冲压出了加强筋,提升屋面板3的板面整体强度。靠近屋面板3的两边肋处分别成型有与第一支撑台231和第二支撑台232相贴合的第一支撑平面32和第二支撑平面33,图15中的屋面板3的第一支撑平面32与第一支撑台231相贴合,第二支撑平面33与第二支撑台232相贴合,进一步固定屋面板3,使屋面板3与固定座2及檩条1形成一个整体。
如图11和图14所示,在屋面板3上所设置的与固定座2上的屋面板支撑肋25截面形状相同的面板支撑肋31,在面板支撑肋31和屋面板支撑肋25分别包括第一斜支撑面a和第二斜支撑面b及设置在第一斜支撑面a和第二斜支撑面b之间的弹性连接扣c,二者采用同样的弹性连接扣c,依靠弹性连接扣c自身弹性将二者局部紧密扣合在一起,在屋面板3发生热胀冷缩时,此处扣接处可以帮助消除屋面板3所产生的膨胀或挤压应力。本发明中优选的在第一斜支撑面a和第二斜支撑面b之间通过一“S”形的弹性连接扣c连接。
图1至图3中的屋面***采用的是包檩类型,其由下至上顺序进行安装,包括屋面底板50、檩条1、保温棉4、固定座2和屋面板3,屋面底板50通过紧定连接件6安装在檩条1的下端面,固定座2固定在檩条1的上端面,屋面板3的两端大边肋34和小边肋35分别与固定座2形成扣合连接,屋面板3中部的面板支撑肋31与固定座2的底板24延伸端部所设置的屋面板支撑肋25形成扣合连接,保温棉4设置在屋面板3和屋面底板50之间。
图4至图6中的屋面***为露檩类型,其中的檩条1包括主檩条11和次檩条12,固定座2固定于次檩条12上,次檩条12底部固定有屋面底板50,主檩条11设置于次檩条12的下方,二者通过紧定连接件6形成固定连接,具体的安装顺序如图6所示。
屋面板3两侧的大边肋34和小边肋35分别与固定座2上的屋面板连接片22通过固定夹具20夹持固定在一起,其承重和抗风揭能力更强。因屋面板3热胀冷缩作用使其产生拉伸形变时,屋面板3驱动屋面板连接片22沿着紧固连接件5产生旋转,屋面板连接片22可以以紧固连接件5(优选螺杆)为旋转轴左右转动,最大转动角度可达20°,通过屋面板连接片22的左右转动,从而释放与屋面板连接片22铰合在一起的金属屋面板3的温度应力,消除热胀冷缩所产生的屋面作用力。
本发明中优选的将屋面板支撑肋25、第一支撑台231和第二支撑台232呈等高设置。当然,还可以根据屋面功能设定三者不在一个平面上。底座21和底板24采用1.0~2mm厚镀锌钢板或不锈钢板一体冲压成型,并在底板24的底部平面上,冲压出高出底板底部平面2~5mm的两道左侧加强筋和两道右侧加强筋241,加强筋241宽度为10~20mm,加强筋241不仅存在于底部平面,应同时存在于侧壁之上,即第二斜支撑面b与底板24的连接处、及底座21与底板24的连接处分别设有沿其长度方向设置的加强筋241,达到更好的加强效果。左侧加强筋和右侧加强筋能够增强固定座2的强度,同时使得固定座2整体具有更好的抗风性能。
本发明固定座2上的第二支撑台232是由立式的底座21端部进行折弯而成,第一支撑台231也是通过板面进行直角折弯而成,如图13所示,立式的底座21一端部经向外侧进行直角弯折后制得第二支撑台232,底座21的下端与底板24的一端形成一个整体,底座21和底板24优选为同一金属板,在底板24上冲压出加强筋241,大大提升了底板24的支撑强度,实现了固定座2在檩条1上的延伸支撑,从而使屋面***的抗风能力更强大。在拼装固定座2时,第二支撑台232的侧面预先开好直径为9mm的螺栓孔,屋面板连接片22采用一体冲压成型,其上端与屋面板3的大边肋34和小边肋35相扣合,在屋面板连接片22的下部也预先开好直径为9mm的螺栓孔,第一支撑台231的上平面用于承托屋面板,侧边平面用于夹紧屋面板连接片22,且在第一支撑台231的侧边平面预先开好直径为9mm的螺栓孔;用连接螺栓的螺杆依次穿过固定座2的第二支撑台232、屋面板连接片22、第一支撑台231的预留螺栓孔,然后安装调节垫片,最后用固定螺栓的螺母拧紧,从而把固定座的第一支撑台231、第二支撑台232与屋面板连接片22紧密组合成一个整体。
为了进一步增强固定座2对屋面板3的支撑和抗风揭能力,本发明还可以在底板24上成型有一个或间隔设有两个及以上个屋面板支撑肋25,与檩条1固定在一起。由于本发明在固定座2上的屋面板支撑肋25和两支撑台的支撑作用下,施工时,可以采用的单板宽度更宽,大大提高了施工效率。
固定座拼装完成后,通过紧定固定件6(自攻螺钉)穿过预留在底座和底板上的直径为4mm的螺栓孔,把固定座组合体固定在屋面檩条上,金属屋面板一端的小边肋用屋面板连接片压住,然后用另一屋面板一端的大边肋把屋面板小边肋和屋面板连接片整体包裹住,从而初步完成屋面板小边肋、屋面板连接片和屋面板大边肋的整体安装。由于面板支撑肋31采用类似马鞍造型的肋边,在压力作用下可左右微微张开,面板支撑肋31在外力的作用下微张后,经过屋面板支撑肋中间的弹性连接扣,使得面板支撑肋和屋面板支撑肋中间的弹性连接扣扣合在一起,有效阻止面板支撑肋与屋面板支撑肋的弹性连接扣c脱扣。
将屋面板的小边肋、屋面板连接片和屋面板的大边肋初步扣合在一起后,通过锁边机械把三部分紧紧的锁合成一个整体,通过在金属屋面板3和屋面板连接片22的结合点安装固定夹具20,可以使得本发明可以抵抗超强台风的能力,同时通过固定夹具20可以具备在上部安装太阳能、装饰板、走道板、休息平台等附属功能的能力。
如图7所示,在本发明屋面***的屋面板3上铺设有防穿刺层8,在防穿刺层8上铺设有种植屋面9,可以进行绿植,本发明在屋面板上设置的面板支撑肋及其两侧的第一支撑台、第二支撑台及两边肋,大大提升屋面板的支撑能力,还可以在其上铺设走道板10,如图9所示,借助屋面板两边肋位置所设置的固定夹具,在固定夹具上安装与其固定连接的走道立杆30,走道立杆30间通过扶手杆40连接。可以通过走道板对屋面绿植进行观赏等。
如图8所示,本发明还可以在屋面板上固定光伏板7进行发电,光伏板7两侧边及其中部区域分别与第一支撑台231、第二支撑台232和面板支撑肋31间通过胶接固定。
如图10所示,通过在屋面板的大边肋34和小边肋35铰合后在上部安装的固定夹具20,可以安装平台骨架60,平台骨架60上方安装平台板70,平台板70上可以根据需求堆放平台荷载80。
本发明对所提供的抗风金属屋面板、固定座及檩条安装后形成一个整体,分别进行动态风压试验和静态风压试验,试验数据如下:
动态风压检测阶段:该样品经过A、B、C、D、E、F、G七个阶段,从阶段A开始,按顺序完成各个阶段的测试,结果如下:
静态风压检测阶段:采取阶梯式逐级加载,每级-703Pa,每级保压60s,直至试件出现破坏失效为止,记录极限风荷载检测破坏值Wu’。
在-0.703kPa~-10.545kPa各级压力下保持60s后,受检金属屋面***样品均为发生破坏,未出现永久变形。
在向-11.248kPa加压过程中,加压至-10.89kPa时,受检金属屋面***样品发生破坏,C型檩条发生弯曲破坏,检测结束。
根据《强风易发多发地区金属屋面技术规程》DBJ/T15-148-2018中的规定,极限风荷载检测破坏值Wu’=-10.89kPa。
本发明所提供的金属屋面***具备超强的抗台风性能,在不自由伸缩的情况下可以释放屋面板的温度应力,同时不限制屋面板的使用长度,可适用于造型复杂曲率变化较大的公共建筑屋面***,且可适配一张板有多个波峰的屋面板型,同时具备在屋面板上部安装配套***设施的固定夹具的能力。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种建筑光伏一体化抗风屋面***,包括屋面板(3)和与所述屋面板(3)呈垂直设置的多根檩条(1),各所述檩条(1)上间隔固定有多个固定座(2),所述屋面板(3)与所述固定座(2)连接,所述屋面板(3)的下方铺设有保温棉(4),其特征在于,所述固定座(2)包括底座(21)、屋面板连接片(22)和用于支撑所述屋面板(3)的支撑台(23),所述屋面板连接片(22)与所述的底座(21)和支撑台(23)间通过紧固连接件(5)形成一个整体;所述底座(21)的一侧设有沿所述檩条(1)长度方向延伸的底板(24),所述底板(24)在远离所述底座(21)的一端设有向上凸起的屋面板支撑肋(25),所述屋面板支撑肋(25)位于相邻的两所述固定座(2)的底座(21)之间,所述屋面板(3)的两边肋分别与相邻两所述固定座(2)的屋面板连接片(22)形成扣合连接,所述屋面板(3)上还成型有与所述屋面板支撑肋(25)形成扣合连接的面板支撑肋(31),所述底座(21)和靠近所述屋面板支撑肋(25)的底板(24)上分别通过紧定连接件(6)固定于所述檩条(1)上。
2.根据权利要求1所述的建筑光伏一体化抗风屋面***,其特征在于,所述支撑台(23)包括对称设置于所述屋面板连接片(22)两侧的第一支撑台(231)和第二支撑台(232),所述第一支撑台(231)和第二支撑台(232)分别承托于靠近所述屋面板(3)的两边肋位置。
3.根据权利要求2所述的建筑光伏一体化抗风屋面***,其特征在于,所述第一支撑台(231)和第二支撑台(232)呈马鞍形,靠近所述屋面板(3)的两边肋处分别成型有与所述第一支撑台(231)和第二支撑台(232)相贴合的第一支撑平面(32)和第二支撑平面(33)。
4.根据权利要求2所述的建筑光伏一体化抗风屋面***,其特征在于,所述面板支撑肋(31)承托于所述屋面板(3)的中部区域。
5.根据权利要求1-4任一所述的建筑光伏一体化抗风屋面***,其特征在于,所述屋面板(3)上还设有光伏板(7),所述光伏板(7)两侧边及其中部区域分别与所述第一支撑台(231)、第二支撑台(232)和面板支撑肋(31)间通过胶接固定。
6.根据权利要求1-4任一所述的建筑光伏一体化抗风屋面***,其特征在于,所述屋面板(3)上铺设有防穿刺层(8),在所述防穿刺层(8)上铺设有种植屋面(9)。
7.根据权利要求2-4任一所述的建筑光伏一体化抗风屋面***,其特征在于,所述屋面板(3)上还设有走道板(10),所述走道板(10)的两侧及其中部区域分别与所述的第一支撑台(231)、第二支撑台(232)和面板支撑肋(31)固定连接,相邻两所述屋面板(3)的边肋与所述屋面板连接片(22)的扣合处设有固定夹具(20),所述固定夹具(20)上方设有与其固定连接的走道立杆(30),所述走道立杆(30)间通过扶手杆(40)连接。
8.根据权利要求1所述的建筑光伏一体化抗风屋面***,其特征在于,所述檩条(1)的下方还固定有屋面底板(50)。
9.根据权利要求1所述的建筑光伏一体化抗风屋面***,其特征在于,所述檩条(1)包括主檩条(11)和次檩条(12),所述固定座(2)固定于所述次檩条(12)上,所述次檩条(12)底部固定有屋面底板(50),所述主檩条(11)设置于所述次檩条(12)的下方,二者通过紧定连接件形成固定连接。
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