一种建筑光伏基于瓦型匹配的光伏组件固定方法与流程

本发明涉及建筑光伏，具体为一种建筑光伏基于瓦型匹配的光伏组件固定方法。

背景技术：

1、现有建筑光伏屋面多采用在已完工屋面上二次加装导轨和连接件的方式进行安装，存在施工工序繁琐、材料和人工成本高、螺钉穿透屋面易引发锈蚀和渗漏、抗风揭性能不足以及组件利用率不高等问题。部分一体化屋面虽然已经提出专用金属屋面瓦、边支座、中支座、专用连接夹具、支撑线夹和檐口抗风夹等结构，但现有方案更多停留在结构并列设置层面，对于不同瓦型之间的结构差异、夹具与瓦体曲率的匹配关系、安装位点的计算逻辑以及标准化施工路径仍缺乏系统化处理，导致实际工程中仍容易出现贴合不良、受力不均、边缘区域抗风不足以及后期维护不便等问题。因此，亟需一种能够以瓦型为主导、通过计算匹配实现夹具和支座精准适配的光伏组件固定方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种建筑光伏基于瓦型匹配的光伏组件固定方法，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种建筑光伏基于瓦型匹配的光伏组件固定方法，所述方法包括以下步骤：

3、获取待安装屋面的瓦型参数集，瓦型参数集至少包括瓦体波峰间距、波峰高度、波谷深度、波底圆角半径、横向拼接边波锁边角度、光伏专用连接波内凹深度和檐口边缘高度差；

4、基于瓦型参数集构建瓦型指纹编码，并将瓦型指纹编码与预设的夹具模板库进行匹配，确定与瓦型对应的瓦型匹配类型；

5、根据光伏组件外形尺寸、边框厚度、安装方向和荷载分布要求生成组件固定需求参数集；

6、依据瓦型匹配类型和组件固定需求参数集进行空间拟合计算，输出安装位点结果；

7、根据安装位点结果确定固定夹具与屋面瓦的配合方式，使固定夹具仅作用于屋面瓦的承载波位、拼接边波或与承载波位对应的支座结果上，并避让拼接缝、排水通道和渗水敏感区；

8、按照先支座定位、后夹具锁合、再组件压持的顺序完成安装，并对安装后的夹持力、贴合间隙、防水避让和抗风锁定状态进行复核，复核不合格时回退并重新计算安装位点。

9、优选的，所述瓦型参数集通过三维扫描、轮廓采样或者标准样本比对获取，并在屋面长度方向和宽度方向分别选取不少于三个基准断面进行拟合，形成瓦体三维轮廓模型；三维轮廓模型至少包括瓦峰曲率分布、波谷连续性参数和拼接边形变补偿参数，以用于后续瓦型指纹编码的生成和夹具模板的筛选。

10、优选的，所述瓦型指纹编码至少包括瓦型类别码、承载波位置码、锁边方式码、连接波适配码、檐口约束码和夹具兼容等级码；

11、其中，夹具兼容等级码由曲率一致性、接触面积一致性、锁止稳定性和装配容差共同确定，用于表述瓦型与夹具模板的结构适配程度，并据此剔除与瓦型匹配度低于设定阈值的夹具模板。

12、优选的，所述夹具模板库中预设有多个与不同瓦型相对应的夹具模板，每一夹具模板至少包括上压持件、下承载件和限位导向件；

13、其中，上压持件的内侧设置与光伏组件边框外轮廓相适配的弧形贴合面，下承载件设置与屋面瓦连接波外轮廓相适配的定位槽或定位台阶，限位导向件用于限制夹具在锁紧过程中的横向偏移，以使组件边框受力方向与屋面瓦承载方向一致。

14、优选的，所述空间拟合计算包括：

15、以屋面瓦的波峰中心线和拼接边波中心线作为双基准线，对光伏组件长边和短边的压持点进行同步投影定位，并结合屋面瓦波峰间距、组件边框长度和安装朝向生成四点支撑、六点支撑或八点支撑中的一种支撑模式；

16、其中，当瓦峰间距与组件边框压持点间距不一致时，通过对支撑点进行等距重分配，以使各支撑点处的荷载偏差小于预设阈值。

17、优选的，所述支座结构包括边支座和中支座，边支座和中支座设置有用于适配不同不同瓦高的可调垫块、浮动补偿片或者滑移补偿结构，以补偿瓦峰高度差、波谷深度差或屋面平整度误差；支座结构与檩条之间通过非穿透式或限定穿透深度式固定方式连接，使紧固件仅作用于支座本体而不直接穿透瓦面防水层。

18、优选的，所述固定夹具包括自锁式锁紧部和防松限位部，自锁式锁紧部在夹紧后形成对屋面瓦连接波的双面约束，防松限位部用于限制固定夹具在热胀冷缩工况下的相对位移；自锁式锁紧部的闭合力通过与预设扭矩值控制，使固定夹具在不损伤瓦体表面的前提下形成稳定的压持状态。

19、优选的，所述方法还包括檐口抗风增强步骤：

20、在屋面檐口区域、山墙边缘区域或迎风边缘区域增设檐口抗风夹，并使檐口抗风夹与屋面瓦的锁边结构形成反向限位配合；檐口抗风夹的夹持方向与常规组件压持方向相交设置，以提高边缘区域在风吸荷载作用下的抗拔出能力，以抑制边部瓦片掀起导致的组件松脱。

21、优选的，所述安装复核包括预紧复核、最小安全间隙复核的排水路径连续性复核，其中，预紧扭矩复核用于判断固定夹具是否达到预设锁紧状态，最小安全间隙复核用于判断光伏组件与屋面瓦之间是否遮挡屋面排水通道；当任一复核项不满足要求时，自动触发对应位点的重新计算和补偿安装。

22、优选的，所述方法还包括标准化施工输出步骤：

23、将瓦型参数集、瓦型指纹编码、夹具模板匹配结果、安装位点结果和安装复核结果写入安装档案，并基于安装档案生成对应的标准化施工工艺卡；标准化施工工艺卡至少包括瓦型名称、匹配夹具类型、支座规格、锁紧顺序、复核阈值和安装禁入区域，从而实现同一瓦型对应同一安装逻辑、同一夹具组合和同一复核规则的批量化施工。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、1.本发明通过对波峰间距、波高、波谷深度、圆角半径、锁边角度、连接波内凹深度和檐口高度差等参数进行采集并编码，形成可计算的瓦型指纹，再与夹具模板库进行匹配，把“肉眼选型”转化为“参数化选型”，解决不同屋面瓦型难以统一安装、夹具选错后贴合不良的问题；提高瓦型识别精度和夹具适配准确度，为后续标准化施工提供依据；

26、2.本发明根据瓦型匹配类型和组件尺寸、边框厚度、安装方向、载荷分布等参数，计算承载位点、锁固位点和避让位点，并使固定夹具仅作用于承载波位、拼接边波或对应支座结构上，实现夹具与瓦波结构的空间协同；解决固定点与拼接缝、排水通道和渗水敏感区容易冲突的问题；降低渗漏隐患、减少局部应力集中，并使安装位置可重复、可复核；

27、3.本发明通过边支座和中支座先固定于檩条，再由夹具与屋面瓦中部连接波锁合，最后压持光伏组件，从结构上形成“屋面承载—支座传力—夹具锁固—组件压持”的分层链路，把荷载分散到瓦体承载波位和支座系统上；解决传统导轨式安装需要额外加固、且螺钉穿透瓦面容易引发渗漏的问题；实现隐藏式安装、避免穿透瓦面、延长屋面寿命，同时提升安装效率和结构稳定性；

28、4.本发明在檐口、山墙边缘或迎风边缘增设檐口抗风夹，并在安装完成后对夹持力、间隙、防水避让和抗风锁定状态进行复核，必要时回退重算位点或更换模板，增强边缘区域的抗风揭能力并形成安装闭环；解决边缘区域更易掀起、组件松脱以及施工后难以纠偏的问题；提高极端风工况下的可靠性，并使安装结果从一次性装配升级为可校验、可修正的标准化流程。