光電幕墻施工工藝設(shè)計與質(zhì)量控制1

1、 光電幕墻施工工藝及質(zhì)量控制國家環(huán)保部履約中心項目部 黃曉東總工辦 秉鈞摘要：光電幕墻是一種集發(fā)電、隔音、隔熱、安全、裝飾功能于一體的新型建筑幕墻，在國建筑市場上近幾年逐步得到應用，本文在探討光電幕墻施工工藝的同時力圖對光電幕墻工程質(zhì)量控制的問題進行探討。關(guān)鍵詞： 光電幕墻、施工工藝、質(zhì)量控制隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步，人們對能源提出越來越高的要求，尋找新能源成為當前人類面臨的迫切課題?，F(xiàn)在常用的火電、水電和核電能源除了日漸枯竭，主要不可避免的存在惡化地球環(huán)境，導致生態(tài)環(huán)境破壞的結(jié)果。新能源要同時符合兩個條件：一是蘊藏豐富不會枯竭；二是安全、干凈，不會威脅人類和破壞環(huán)境。世界上目前找到的新能源

2、主要有太陽能和風能。其中，太陽能發(fā)電是最理想的新能源，光電幕墻是建筑光伏一體化玻璃幕墻。太陽能光伏幕墻是將太陽能電池與各類普通建筑玻璃結(jié)合制成可以發(fā)電的建筑材料，產(chǎn)品包括各種晶體硅與非晶硅太陽能光伏夾層玻璃、晶體硅與非晶硅太陽能光伏中空玻璃等，不僅具有發(fā)電功能，還具有獨特的美學效果，同時不影響作為建筑材料的各項功能。節(jié)能環(huán)保的太陽能建設(shè)代表了建筑科技的發(fā)展方向，光電幕墻集發(fā)電、隔音、隔熱、安全、裝飾于一體，是節(jié)能環(huán)保建筑的發(fā)展方向。進入90年代后，隨著常規(guī)發(fā)電成本的上升和人們對環(huán)境保護的日益重視，一些國家紛紛實施、推廣太陽能屋頂計劃，提出了“建筑物產(chǎn)生能源”的新概念，推動了光電技術(shù)的大規(guī)模開發(fā)

3、與應用。光電幕墻的產(chǎn)生是在二十世紀初期，由于世界經(jīng)濟的發(fā)展，在一些國家出現(xiàn)能源危機，因此開始研發(fā)光電幕墻。光電幕墻能夠使玻璃和建筑結(jié)構(gòu)完善和諧結(jié)合，智能化并產(chǎn)生能量，表現(xiàn)出具有高效率的應用價值。光電玻璃幕墻，除了發(fā)電供能的功能之外，還同樣具有隔音、隔熱功能、安全功能（雙層鋼化、夾層工藝）、裝飾功能（彩色硅片）、和諧環(huán)境功能等特有的功效。近幾年逐步得到建筑設(shè)計師和建筑投資者的青睞，在建筑市場中逐漸得到應用。國家環(huán)保部履約中心工程是國家環(huán)境保護示項目。雖然在我國現(xiàn)在光電幕墻一次投入造價尚較高，為了帶動國家環(huán)境保護建設(shè)的展開，在工程中利用建筑外墻建設(shè)了200 M2的光電幕墻，幕墻發(fā)電量18-20KW

4、，通過逆變器并入建筑物電網(wǎng)而達到了節(jié)能、環(huán)保的效果。本文結(jié)合本工程光電幕墻工藝的特點，就施工質(zhì)量控制問題與大家做探討。1、工藝特點光電幕墻是一種高科技的建筑外殼，是將傳統(tǒng)幕墻與光電原理相結(jié)合的一種新型建筑幕墻，是利用太陽能來發(fā)電的一種新型的綠色的能源技術(shù)。其主要特點和優(yōu)勢有：1）光電幕墻將多個太陽能光電池經(jīng)加固處理，鑲嵌在特殊的透明度極高的低鐵玻璃中，彼此之間經(jīng)過其背面的導線相連，從而構(gòu)成了一個整體的光電板。光電板的尺寸規(guī)格可以根據(jù)實際工程的幕墻分格方案進行量體定型制作，在照射下產(chǎn)生直流電，所有光電極產(chǎn)生的電能，通過多極集成電路整流，變壓等過程，轉(zhuǎn)化成供使用的交流電，送入用戶電網(wǎng)。此幕墻體現(xiàn)了

5、智能化特點，把太陽能光電技術(shù)集成到幕墻中不占有建筑面積，節(jié)省建筑用地。2）光電幕墻本身還具有很強的裝飾效果。光電池根據(jù)其特性分為單晶硅電池、多晶硅電池及無定型硅電池，其物理性能不同，外表形狀、顏色、光電池轉(zhuǎn)化效率也有很大的差別。同時光電模板背面還可以襯以設(shè)計師喜歡的顏色，以適應不同的建筑風格。太陽能光電板優(yōu)美的外觀，具有特殊的裝飾效果，更賦予建筑物鮮明的現(xiàn)代科技色彩。3）光電幕墻加裝光電模板后，可節(jié)省傳統(tǒng)的建筑材料，光電模板可代替拋光的自然建筑材料。光電幕墻的生產(chǎn)、使用直至報廢都可以實現(xiàn)對環(huán)境的無污染。光電板成分中沒有有毒物質(zhì)，不會在建筑物起火時出現(xiàn)任何諸如釋放有毒氣體等危險。光電幕墻大大減輕

6、了環(huán)境的負擔，保護自然資源免受損失。特別是太陽能電池發(fā)電不會排放二氧化碳或產(chǎn)生對溫室效應有害的氣體，無噪音，是一種凈能源，與環(huán)境有很好的相容性，體現(xiàn)了綠色能源的基本特征。光電幕墻本身就是一種可以產(chǎn)生經(jīng)濟效益和綠色環(huán)保效益的高科技新產(chǎn)品。2、適用圍光電幕墻制品可用于邊遠山區(qū)居民、交通、通信、氣象、軍事等部門，如電視轉(zhuǎn)播站、衛(wèi)星地面站、微波中繼站、公路及鐵路信號燈、農(nóng)用光伏系統(tǒng)、航標燈、燈塔等。光電幕墻可以充分利用建筑物表面和空間，把傳統(tǒng)幕墻屏蔽在建筑物外的太陽能轉(zhuǎn)化成有益的電能，是建筑光伏一體化的建筑節(jié)能產(chǎn)品。適用于各種建筑外墻，屋頂，采光棚等。3、工藝原理光電幕墻是一種集發(fā)電、隔音、隔熱、安全

7、、裝飾功能于一體的新型建筑幕墻，它是用光電池、光電板技術(shù),把太轉(zhuǎn)化為電能，它關(guān)鍵的技術(shù)是太陽能光電池技術(shù)。太陽能光電池是利用太的光子能量，使得被照射的電解液或者半導體材料的電子移動，從而產(chǎn)生電壓，這稱為光電效應。光電幕墻的基本單元為光電板，而光電板是由若干個光電電池（又稱太陽能電池）進行串、并聯(lián)組合而成的電池陣列，把光電板安裝在建筑幕墻相應的結(jié)構(gòu)上就組成了光電幕墻。光伏幕墻是用特殊的樹脂將太陽電池粘貼在玻璃上，鑲嵌于兩片玻璃之間，通過電池可將光能轉(zhuǎn)化成電能。光電幕墻玻璃板塊的構(gòu)造如下：4、施工工藝流程及操作要點光電幕墻施工包括兩大部分：光電幕墻（含光電玻璃板塊）安裝及光電幕墻電氣系統(tǒng)安裝。4.

8、1光電幕墻安裝光電幕墻安裝的施工工藝基本同普通玻璃幕墻，主要工序為：測量放線主梁安裝橫梁安裝光電玻璃板塊安裝耐候膠的嵌縫、封頂、封邊清洗。4.1.1測量放線施工前根據(jù)土建軸線及各層標高將各層主梁、橫梁位置確定。4.1.2主梁安裝1）將主梁通過不銹鋼螺栓與支座相連接，支座再通過螺栓與預埋件固定，并調(diào)整、固定。按主梁軸線及標高位將主梁標高偏差調(diào)整至不大于3mm，軸線前后偏差調(diào)整至不大于2mm，左右偏差調(diào)至不大于3mm；2）相鄰兩根主梁安裝標高偏差不大于3mm，同層主梁的最大標高偏差不大于5mm；3）主梁找平、調(diào)整：主梁的垂直度可用吊錘控制，平面度由兩根定位軸線之間所引的水平線控制。安裝誤差控制：標

9、高：3mm；前后：2mm；右左：3mm。該工程的主梁為每層樓一根，設(shè)兩個點，主梁為吊裝，上下主梁的連接用芯套，上下之間可自由伸縮。4.1.3橫梁安裝1)主梁與橫梁用防噪音墊片與鋁合金安裝角碼用不銹鋼螺絲相連接，要求安裝牢固，接縫嚴密；2）相鄰兩根橫梁的安裝角碼的水平標高偏差不大于1mm；3）同一層安裝角碼安裝應由下向上進行，當安裝完一層高度時，應進行檢查、調(diào)整、校正、固定，使其符合質(zhì)量要求；4）調(diào)整好整幅幕墻的垂直度、水平度后，加固好主梁，然后進行安裝角碼安裝，保證框?qū)蔷€誤差1mm。玻璃框（含開啟扇）均在廠制作，安裝玻璃框時要嚴格按施工圖確認每塊玻璃的安裝位置，從幕墻的頂部由上至下進行，安裝

10、玻璃時，檢查及調(diào)整好玻璃間隙、水平度及垂直度，在玻璃及玻璃之間加泡沫墊，然后打密封膠，刮膠至平整。4.1.4光電幕墻光電玻璃板塊安裝1）光電玻璃板塊安裝應將塵土和污物擦拭干凈，將鍍膜面朝室，非鍍膜面朝外。2）光電玻璃板塊與構(gòu)件避免直接接觸，玻璃四周與構(gòu)件凹槽底保持一定空隙，每塊光電玻璃板塊下部不少于兩塊彈性定位墊塊，墊塊的寬度與槽口寬度相等，長度不小于100mm，光電玻璃板塊兩邊嵌入量及空隙符合設(shè)計要求。3）光電玻璃板塊四周橡膠條按規(guī)定型號選用，鑲嵌平整，橡膠條長度應比邊框槽口長1.5%至2%，其斷口留在四角，斜面斷開后拼成預定的設(shè)計角度，并用粘結(jié)劑結(jié)牢固后，嵌入槽；4）光電玻璃板塊窗框兩面采

11、用壓縮性聚氯丁橡膠連續(xù)密封墊（預先放置密封墊在窗門槽一面，然后壓入密封墊于另一面），采用連續(xù)的“濕封”方法，確保完全防水。應按照光電玻璃板塊制造商的指示，提供足夠的玻璃安裝扣壓位、玻璃邊的間隙和表面間隙；4.1.5耐候膠的嵌縫、封頂、封邊當光電玻璃板塊安裝之后，就應進行密封處理及對墻邊、幕墻頂部、底部等進行修邊處理。打密封耐候膠時應特別注意：1）充分清潔板材間間隙，不應有水、油漬、灰塵等雜物，應充分清潔粘結(jié)面，加以干燥?？捎枚妆交蚣谆彝髑鍧崉?；2）為調(diào)整縫的深度，避免三邊粘膠，縫應滿填聚氯乙稀發(fā)泡材料（圓泡沫棒）；3）打膠的厚度應在3.5mm與4.5mm之間，不能打的太薄或太厚。且膠體

12、表面應平整、光滑，玻璃清潔無污物。封頂、封邊、封底應牢固美觀、不滲水，封頂?shù)乃畱蚶锱?。密封膠表面的處理是隱框玻璃幕墻及鋁板幕墻外觀質(zhì)量的主要衡量標準。4.1.6清洗光電幕墻施工完畢，進行一次室外全面徹底清洗，保證工程能圓滿達到竣工驗收標準要求。4.2光電幕墻電氣系統(tǒng)安裝本工程并網(wǎng)設(shè)備置于10層光伏發(fā)電設(shè)備間，并網(wǎng)逆變設(shè)備轉(zhuǎn)換的電能通過配電柜，經(jīng)電纜由9層強電豎井送至地下配電室，完成太陽能系統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電。本樓地下室一層設(shè)總配電室，光電幕墻按組進行串接后，共分14組，每組引出兩根線（分別為“+”、“”極），每兩組進入一個陣列接線箱，共進入7個陣列接線箱（兩組進入1個接線箱），從7個陣列接線箱引出

13、7組導線，經(jīng)電纜橋架引至十層光伏設(shè)備間。其主要施工工序為：光伏幕墻PVC管敷設(shè)橋架敷設(shè)穿線（纜）工程施工配電柜（箱）安裝并網(wǎng)逆變器安裝系統(tǒng)調(diào)試。4.2.1 PVC管敷設(shè)采用彈性固定卡將管路固定于鋼梁上，光伏幕墻的各路走線通過接線盒匯集于主線路PVC管，若單管長度不夠，可采用PVC專用接頭對管路進行套接，接頭處用PVC專用膠將其粘接。對PVC管需轉(zhuǎn)彎處可直接利用PVC專用彎頭套接，或在現(xiàn)場使用手動彎管器現(xiàn)場控制。1）將已安裝于幕墻的電池板串聯(lián)連接好，即，使相鄰的兩塊電池板正、負極相接（公插接母插），每組的串聯(lián)接法按圖1，紅線代表串聯(lián)線，整體的連線如圖2。2、圖3。圖1整個系統(tǒng)串聯(lián)組數(shù)共分14組，

14、每組分別串接，電池板分布及分組接法如圖圖2圖32）每組進行串接后，共產(chǎn)生14組線，每組導線分別引出（用Q-4型導線）總的正負極，分別套上編號，兩組匯至一個陣列接線箱，具體出線位置見下圖4。圖44.2.2金屬橋架敷設(shè)1）電纜橋架應盡可能在建筑物、構(gòu)筑物上（如墻柱梁、樓板等）安裝。2）電纜橋架的總平面布置應做到距離最短又滿足施工安裝、電纜敷設(shè)的要求。3）梯架或有孔托盤水平敷設(shè)時距地高度不低于2.5m；線槽、無孔托盤距地高度不低于2.2m。但敷設(shè)在電氣專用房間（如配電室、電氣豎井）除外。4）橋架垂直敷設(shè)時，在距地1.8m以下部分應加金屬蓋保護，但敷設(shè)在電氣專用房間時除外。5）幾組電纜在同一高度敷設(shè)時

15、，各相鄰電纜橋架間應考慮維護、檢修的需要，一般不宜小于0.6m。6）電纜橋架水平敷設(shè)時，支撐跨距一般為1.53m，垂直敷設(shè)時，固定點間距不大于2m。橋架彎曲半徑小于300mm時，應在距彎曲段與直線段接合處300600mm的直線段側(cè)設(shè)一個支撐，當彎曲半徑大于300mm時，還應在彎曲段中部增設(shè)一個支吊架。在進出箱、柜和變形縫及丁字接頭的三端增設(shè)500mm設(shè)支撐。7）電纜橋架可采用脹管螺栓或在預埋鐵件上焊接的方法固定。8）直線段鋼制電纜橋架超過30m，鋁合金或玻璃鋼制電纜橋架超過15m時，應有伸縮節(jié)，其連接宜采用伸縮連接板。電纜橋架跨越建筑物伸縮縫處，應設(shè)置伸縮縫或伸縮板。9）電纜在橋架的填充率，電

16、力電纜不應大于40%，控制電纜不應大于50%。10）電纜或?qū)Ь€在橋架不應有接頭，接頭應設(shè)置在接線箱。4.2.3穿線（纜）工程施工1）考慮導線（電纜）截面大小，根數(shù)多少，將導線（纜）與帶線進行綁扎，綁扎處做成平滑錐形狀，便于穿線。2）穿線前核實護口是否齊全，管路較長、轉(zhuǎn)彎較多時，要在管吹入適量滑石粉。4.2.4配電箱（柜）安裝確定陣列接線箱位置，用膨脹螺栓將陣列接線箱固定在九層吊頂；配電柜位于10層光伏專用設(shè)備間，離墻保持60cm的距離。4.2.5并網(wǎng)逆變器安裝1）如下圖，將支架固定好，在墻上標好打孔孔位，可以使用支架作為打孔模板2）將并網(wǎng)逆變器掛至固定支架上，利用上面的固定鐵板放好逆變器，防止

17、側(cè)滑。3）通過M6*10的螺絲擰入支架底部的螺孔，將逆變器和支架固定在一起4）檢查所有固定點，確保逆變器已牢固固定設(shè)備固定位置如下圖（可作間距不超過5厘米的調(diào)整）4.2.6系統(tǒng)調(diào)試光電幕墻到陣列接線箱所用線纜型號為WDZ-4mm2；從陣列接線箱至光伏設(shè)備間線纜型號為BV-6mm2；從光伏設(shè)備間到地下一層配電室的電纜型號為ZRYJV410+16。當所有工作完成并驗收合格后，完成總接線，實現(xiàn)并網(wǎng)操作。5、質(zhì)量控制5.1光電幕墻安裝質(zhì)量控制重點5.1.1連接件和立柱的安裝位置及垂直度、水平標高、進出位置、相鄰兩柱的距離偏差均需由專檢人員復查，復合要求并簽準認可后，方可對連接件進行滿焊作業(yè)并點焊緊固螺

18、母。5.1.2連接件焊接完備，施工人員必須敲除焊渣自檢焊縫，并由質(zhì)檢人員復查，復合要求并簽準認可后，再由質(zhì)檢人員填報幕墻驗收單，經(jīng)監(jiān)理復核簽準后方可進行防腐處理。連接件及預埋件需符合下列規(guī)定：a）連接件應安裝牢固，螺栓應有防松脫措施；、b）連接件的可調(diào)節(jié)構(gòu)造應用螺栓牢固連接，并有防滑動措施，角碼調(diào)節(jié)圍應符合使用要求；c）連接件與預埋件之間的位置偏差使用鋼板或型鋼焊接調(diào)整時，構(gòu)造形式與焊縫應符合設(shè)計要求。5.1.3墻橫梁安裝完畢，應由質(zhì)檢人員復查其水平度，相鄰橫梁與同層橫梁的水平標高偏差情況及整個立面控制線的偏差情況，調(diào)整至符合設(shè)計要求。全部橫梁安裝完畢且復查合格、質(zhì)檢人員簽準認可，由質(zhì)檢人員填

19、報驗收單，經(jīng)監(jiān)理復核簽準后方可進行板塊安裝。5.1.4對進廠原材料和附件進行質(zhì)量檢查，不符合有關(guān)技術(shù)標準，無出廠合格證和產(chǎn)地證明，不符合有關(guān)標準的各種材料和附件實行退貨，確保進場的所有材料均合格。5.1.5光電幕墻安裝時注意事項：1）玻璃安裝應將塵土和污物擦拭干凈，將鍍膜面朝室，非鍍膜面朝外。2）玻璃與構(gòu)件避免直接接觸，玻璃四周與構(gòu)件凹槽底保持一定空隙，每塊玻璃下部不少于兩塊彈性定位墊塊，墊塊的寬度與槽口寬度相等，長度不小于100mm，玻璃兩邊嵌入量及空隙符合設(shè)計要求。3）安裝時最好用指南針確定方位，光電板前不能有高大建筑物或樹木等遮蔽。4）仔細檢查地腳螺釘是否結(jié)實可靠，所有螺釘、接線柱等均應

20、擰緊，不能有松動。5）光電幕墻和光電屋頂都應有有效的防雷、防火裝置和措施。必要時還要設(shè)置驅(qū)鳥裝置。6）安裝時不要同時接觸光電板的正負兩極，以免短路燒壞或電擊，必要時可用不透明材料覆蓋后接線、安裝。7）安裝光電板時，要輕拿輕放，嚴禁碰撞、敲擊，以免損壞。8）注意組件、二極管、蓄電池、控制器等電器極性不要接反。5.1.6幕墻安裝檢驗標準豎向主要構(gòu)件安裝質(zhì)量的檢驗標準項 目允許偏差(mm)檢驗方法1構(gòu)件整體垂直度h30m30mh60m60mh90mH90m10152025用經(jīng)緯儀測量，垂直于地面的幕墻，垂直度應包括平面和平面外兩個方向2豎向構(gòu)件直線度2.5用2m靠尺塞尺測量3相鄰兩豎向構(gòu)件標高偏差2

21、.5用水平儀和鋼直尺測量4同層構(gòu)件標高偏差5用水平儀和鋼直尺以構(gòu)件頂端為測量面進行測量5相鄰兩豎向構(gòu)件間距偏差2用鋼卷尺在構(gòu)件頂部測量6構(gòu)件外表面平面度相鄰三構(gòu)件2用鋼直尺和尼龍線或激光全站儀測量b20mb40mb60mb80mb5b7b9b10橫向主要構(gòu)件安裝質(zhì)量檢驗標準項目允許偏差（mm）檢驗方法1單個橫向構(gòu)件水平度L2mL2m23用水平尺測量2相鄰兩橫向構(gòu)件間距差S2mS2m1.52用鋼卷尺測量3相鄰兩橫向構(gòu)件段部標高差1用水平儀、鋼直尺測量4幕墻橫向構(gòu)件高度差b35mb35m57用水平儀測量5.2電氣管線安裝施工質(zhì)量控制重點5.2.1布線管路盡量沿最近的路線敷設(shè)， 吊頂布管走向要保證橫

22、平豎直；PVC穿線管連接處用PVC膠粘接；PVC穿管管口進箱，采用與PVC管配套的杯梳連接，管路應排列整齊，長短一致，一管一孔，箱盒嚴禁開長孔，鐵制箱嚴禁用電焊、氣焊開孔。5.2.2金屬線槽敷設(shè)應符合下列要求：線槽外觀檢查配件齊全，表面無變形，不壓扁。電線在線槽有一定余量，不得有接頭。電線按回路編號分段綁扎，綁扎點間距不應大于2m。線槽布線，在線路連接、轉(zhuǎn)角、分支及終端處應采用相應的附件。線槽垂直或傾斜敷設(shè)時，應采取措施防止電線或電纜在線槽移動。5.2.3光電幕墻（屋頂）的導線布線要合理，防止因布線不合理而漏水，受潮，漏電，進而腐蝕光電電池，縮短其壽命；為了防止夏天溫度較高影響光電電池的效率，

23、提高光電板壽命，還應注意光電板的散熱。6.其他注意事項6.1光電玻璃板造價高，在運輸和搬運過程中不應提前拆除包裝，以避免破碎造成經(jīng)濟損失。6.2在安裝過程中要提前做好施工計劃，盡量做到一次安裝到位，減少更換量。光電玻璃板與幕墻保溫層之間應留1520公分的間距，并安裝相應的換氣裝置，以利于光電板的散熱。6.3在打膠過程中，應由熟練的工人經(jīng)行操作，爭取做到一次成活。并應把表面膠痕清理干凈，不能污染到表面，以免影響光電反應效果。7.影響光電幕墻質(zhì)量的探討：7.1光電幕墻的構(gòu)造其實就是將原有玻璃幕墻中的玻璃板塊更換成光伏電池玻璃板塊，在建筑幕墻系統(tǒng)外增加了電力輸送和電流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。在光電幕墻設(shè)計和施工時要遵循玻璃幕墻的相應設(shè)計和施工驗收規(guī)標準規(guī)，要認真考慮玻璃幕墻傳統(tǒng)的安全、防護、密封、裝飾等功能，各項幕墻指標必須滿足國家標準規(guī)定，使其達到最佳使用效果。7.2影響光電幕墻效益的主要原因是日光照射的條件。設(shè)計和施工時必須認真考慮玻璃板塊的安裝部位和安裝方向，要充分利用照射時間長的部位和方向，要有意避免附近建筑物或其它障礙物對光伏電池的遮擋。7.3設(shè)計要充分考慮光電幕墻投入和付出的信價比，合理選用電池轉(zhuǎn)換性能和造價相差甚遠的單晶硅電池、多晶硅電池及無定型硅