一种装配式设计的太阳能建筑幕墙系统的制作方法

1.本发明涉及装配式幕墙技术领域，具体的涉及一种装配式设计的太阳能建筑幕墙系统。


背景技术：

2.太阳能取之不尽、用之不竭，属于绿色洁净能源。
3.把太阳能通过建筑物集成起来，即通过聚焦太阳能装置来满足用户对制冷、供暖及生活热水的需求，具有巨大的发展空间。
4.而装配式建筑幕墙是现代工业化生产方式的代表，其采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，具备节能环保的优点，符合绿色建筑的要求。
5.因此，将传统的太阳能装置，跟现代的建筑幕墙结合起来，既节省了太阳能装置占用的面积，还能将太阳能转化的光热、光电供应给建筑物使用，实现装配式建筑幕墙和太阳能技术的一体化应用。
6.目前，现有的装配式设计的太阳能建筑幕墙系统太多采用将太阳能电池板嵌入到玻璃的方式来构建幕墙板块。然而，以这种方式构建的幕墙板块，其嵌入的太阳能电池板由于是竖直放置，无法根据当地的纬度调节安装角度，装配效率很低，现场施工还得耗费很多时间精力进行各种部件的修改和测试，难以保证太阳能电池板在被太阳照射时有一个很好的照射角，太阳能电池板将太阳能转换成电能的效率低，无法很好的为建筑内的用电设备供电，同时在玻璃内嵌入太阳能电池板也会影响到墙幕的透光率，墙幕的透光率低。


技术实现要素：

7.为了克服现有装配式设计的太阳能建筑幕墙系统难以保证太阳能电池板在被太阳照射时有一个很好的照射角，太阳能电池板将太阳能转换成电能的效率低，装配效率很低，现场施工还得耗费很多时间精力进行各种部件的修改和测试，以及墙幕的透光率低的问题，本发明提供一种装配式设计的太阳能建筑幕墙系统。
8.本发明技术方案如下所述：一种装配式设计的太阳能建筑幕墙系统，包括若干个阵列拼接在外墙外侧的幕墙单元板，所述幕墙单元板包括固定边框、玻璃面板、固定支架及太阳能电池板，所述固定边框安装在所述外墙外侧，所述玻璃面板安装在所述固定边框内，所述太阳能电池板通过所述固定支架倾斜安装在所述固定边框的上端外侧；所述固定支架包括上下平行设置的上固定支架与下固定支架，所述上固定支架的长度小于所述下固定支架的长度，所述太阳能电池板的上端与所述上固定支架的前端连接，所述太阳能电池板的下端与所述下固定支架的前端连接；所述太阳能电池板的倾斜角度与当地的纬度相配合，在春秋季节所述倾斜角度=当地的纬度
±
(1
°
至3
°
），在夏季所述倾斜角度=当地的纬度-（7
°
至13
°
），在冬季所述倾斜角度=当地的纬度+（7
°
至13
°
）。
9.根据上述方案的装配式设计的太阳能建筑幕墙系统，所述幕墙单元板还包括固定斜撑，所述固定斜撑包括上固定斜撑和下固定斜撑，所述太阳能电池板的上端左右两侧通过所述上固定斜撑与所述上固定支架的前端连接，所述太阳能电池板的下端左右两侧通过所述下固定斜撑与所述下固定支架的前端连接。
10.根据上述方案的装配式设计的太阳能建筑幕墙系统，所述上固定支架的前端通过若干机丝钉与若干铆螺母的结合与所述上固定斜撑连接,所述下固定支架的前端通过若干机丝钉与若干铆螺母的结合与所述下固定斜撑连接；所述若干机丝钉可从所述若干铆螺母内旋进旋出，以调整所述固定斜撑的倾斜角度。
11.根据上述方案的装配式设计的太阳能建筑幕墙系统，所述太阳能电池板的背面设置有接线盒，所述太阳能电池板与所述接线盒电性连接，所述接线盒还通过导线与室内的配电系统电性连接。
12.进一步的，所述配电系统包括并网逆变器、监控控制系统、运行显示屏、防雷保护装置及并网配电柜，所述接线盒通过导线与所述并网逆变器电性连接，所述并网逆变器还分别与所述监控控制系统、所述防雷保护装置及所述并网配电柜电性连接，所述监控控制系统还与所述运行显示屏电性连接，所述并网配电柜还分别与城市电网和交流负载电性连接。
13.进一步的，所述固定边框、所述固定支架及所述固定斜撑的材质为铝合金材质，所述玻璃面板为中空夹胶玻璃，且所述中空夹胶玻璃的表面镀有防辐射镀层。
14.根据上述方案的装配式设计的太阳能建筑幕墙系统，所述固定边框包括两根左右设置的立柱和至少两根设置在两根所述立柱之间的横梁。
15.根据上述方案的装配式设计的太阳能建筑幕墙系统，还包括单元板挂件底座，所述单元板挂件底座通过第一螺栓固定在与所述外墙的预埋件上，所述固定边框的背面设置有挂件，所述固定边框通过所述挂件挂在所述单元板挂件底座上，所述挂件与所述单元板挂件底座挂接后通过第二螺栓固定。
16.进一步的，所述单元板挂件底座的上表面设置有锯齿，所述第一螺栓穿过与所述锯齿相配合的锯齿垫片和所述单元板挂件后与所述预埋件螺纹连接。
17.根据上述方案的装配式设计的太阳能建筑幕墙系统，相邻的所述幕墙单元板之间相互卡接，且卡接处设置有密封条。
18.根据上述方案的装配式设计的太阳能建筑幕墙系统，所述幕墙单元板的上端与对应的楼层顶部外墙之间设置有保温岩棉。
19.根据上述方案的装配式设计的太阳能建筑幕墙系统，在春秋季节所述倾斜角度=当地的纬度，在夏季所述倾斜角度=当地的纬度-10
°
，在冬季所述倾斜角度=当地的纬度+10
°
。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、通过将太阳能电池板安装在固定边框的上端外侧，可以根据当地的纬度调节太阳能电池板的倾斜角度，从而保证太阳能电池板在被太阳照射时有一个最优的照射角，太阳能电池板将太阳能转换成电能的效率高，能够很好的为建筑内的用电设备供电，同时因太阳能电池板安装在固定边框的上端外侧，不会影响玻璃面板的正常透光，且固定边框的上端一般对应楼层顶部的外墙，因此太阳能电池板也不会影响楼层的采光；
2、实现了太阳能和建筑幕墙的一体化，将建筑立面和太阳能电池板完美结合，节省大量土地资源，通过上下两根长短不同的固定支架与倾斜角度可以调节的固定斜撑，做到可以视当地纬度、时间的实际情况来手动旋转机丝钉调节太阳能电池板的倾斜角度；3、原地发电，原地使用，减少电力输送的损耗，减少常规发电所带来的环境污染，有利于环境保护；4、设计标准化，加工标准化，太阳能电池板等组件均在工厂加工安装到幕墙单元板上，减少材料损耗，降低加工成本，提高经济效益；5、幕墙单元板在工厂组装完成后，直接运送至项目现场即可装配施工，无须现场再行测试或者修改各部件，起吊安装，减少现场施工工作量，效率更高，工期更短，效益更高，降低施工噪音及粉尘污染，具备绿色环保、节能的优点。
附图说明
21.图1为本发明的局部正视图；图2为本发明的局部竖向剖视图；图3为本发明的并网运行原理布线图；图4为本发明安装节点的局部竖向剖视图；图5为本发明安装节点的局部横向剖视图；图6为本发明单元板挂件底座、预埋件及挂件的连接示意图。
22.在图中，1、固定边框；101、铝合金立柱；102、铝合金横梁；2、玻璃面板；3、固定支架；301、上固定支架；302、下固定支架；4、太阳能电池板；5、接线盒；6、导线；7、并网逆变器；8、监控控制系统；9、运行显示屏；10、防雷保护装置；11、并网配电柜；12、城市电网；13、交流负载；14、固定斜撑；1401、上固定斜撑；1402、下固定斜撑；15、机丝钉；16、单元板挂件底座；1601、第一挂钩；17、第一螺栓；18、预埋件；19、挂件；1901、第二挂钩；20、第二螺栓；21、第三螺栓；22、锯齿垫片；23、epdm胶条；24、密封胶；25、保温岩棉；26、铝单板；100、外墙。
具体实施方式
23.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
24.需要说明的是，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。术语“上”、“下”、“底”、“顶”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干个”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
25.请参阅图1、图2，本实施例提供一种装配式设计的太阳能建筑幕墙系统，包括若干个阵列拼接在外墙100外侧的幕墙单元板。幕墙单元板包括固定边框1、玻璃面板2、固定支
架3及太阳能电池板4，固定边框1安装在外墙100外侧，玻璃面板2安装在固定边框1内，太阳能电池板4通过固定支架3倾斜安装在固定边框1的上端外侧，太阳能电池板4的倾斜角度与当地的纬度相配合。具体的，太阳能电池板4在国内的倾斜角度α如下：春秋季节，倾斜角度α=当地的纬度；夏季，倾斜角度α=当地的纬度-10
°
；冬季，倾斜角度α=当地的纬度+10
°
。太阳能电池板4在国内的安装方位如下：正南方向，南偏东、偏西30
°
范围内。在本实施例中，每一块幕墙单元板的高度与楼层的高度一致，本发明在每一楼层的外墙100外侧只需均安装一排拼接的幕墙单元板即可。当然，在其他实施例中，幕墙单元板的高度也可小于楼层的高度，在每一楼层的外墙100外侧安装多排拼接的幕墙单元板也可以，本发明对此不做限制。
26.上述的装配式设计的太阳能建筑幕墙系统通过将太阳能电池板4安装在固定边框1的上端外侧，可以根据当地的纬度调节太阳能电池板4的倾斜角度，从而保证太阳能电池板4在被太阳照射时有一个最优的照射角，太阳能电池板4将太阳能转换成电能的效率高，能够很好的为建筑内的用电设备供电，同时因太阳能电池板4安装在固定边框1的上端外侧，不会影响玻璃面板2的正常透光，且固定边框1的上端一般对应楼层顶部的外墙100，因此太阳能电池板4也不会影响楼层的采光。
27.请参阅图3、图4，在一个实施例中，太阳能电池板4的背面设置有接线盒5，太阳能电池板4与接线盒5电性连接，接线盒5还通过导线6与室内的配电系统电性连接。太阳辐射照射在太阳能电池板4上，太阳能电池板4将太阳能转换成直流电能，直流电能通过接线盒5、导线6传输室内的配电系统，供建筑内的用电设备使用，实现原地发电，原地使用，减少电力输送的损耗。
28.具体的，配电系统包括并网逆变器7、监控控制系统8、运行显示屏9、防雷保护装置10及并网配电柜11，接线盒5通过导线6与并网逆变器7电性连接，并网逆变器7还分别与监控控制系统8、防雷保护装置10及并网配电柜11电性连接，监控控制系统8还与运行显示屏9电性连接，并网配电柜11还分别与城市电网12和交流负载13电性连接。太阳辐射照射在太阳能电池板4上，太阳能电池板4将太阳能转换成直流电能，直流电能通过接线盒5、导线6传输到并网逆变器7上，通过并网逆变器7产生交流电输送至并网配电柜11，并网配电柜11将交流电输出至城市电网12或者交流负载13，从而实现将太阳能电池板4转换的电能供建筑内的用电设备使用。其中，监控控制系统8用于实时监控每一块太阳能电池板4的工作状态，并通过运行显示屏9显示出来，供后台管理人员查看；防雷保护装置10可以防止雷击电磁脉冲可能造成的危害，起到保护室内的配电系统的作用。
29.请参阅图4，在一个实施例中，幕墙单元板还包括固定斜撑14，太阳能电池板4的左右两侧通过固定斜撑14倾斜安装在固定支架3上。具体的，固定支架3包括上下平行设置的上固定支架301和下固定支架302，上固定支架301的长度小于下固定支架302的长度；固定斜撑14包括倾斜平行设置的上固定斜撑1401和下固定斜撑1402，上固定斜撑1401的长度等与下固定斜撑1402的长度；太阳能电池板4的上端左右两侧通过上固定斜撑1401与上固定支架301的前端连接，太阳能电池板4的下端左右两侧通过下固定斜撑1402与下固定支架302的前端连接，从而实现将太阳能电池板4倾斜安装在固定边框1的上端外侧。
30.请参阅图4，优选的，上固定支架301的前端通过若干机丝钉15与若干铆螺母的结合与上固定斜撑1401连接；下固定支架302的前端通过若干机丝钉15与若干铆螺母的结合与下固定斜撑1402连接，若干机丝钉15可从若干铆螺母内旋进旋出，以调整固定斜撑14的
倾斜角度。当然，在其他实施例中，也可以采用其他连接件将上固定支架301与上固定斜撑1401、下固定支架302与下固定斜撑1402连接在一起，如螺栓、螺钉等等，本发明对此不做限制。
31.优选的，固定边框1、固定支架3及固定斜撑14的材质为铝合金材质，铝合金具有质量轻，较高的强度，强度接近高合金钢，刚度超过钢，良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性等等优点。
32.优选的，玻璃面板2为中空夹胶玻璃，中空夹胶玻璃根据所选用的玻璃原片，可以具有各种不同的光学性能，其可见光透过率范围为：10%～80%；光反射率范围为：25%～80%；总透过率范围为：25%～50%。中空夹胶玻璃具有优良的绝热性能，在某些条件下，其绝热性能可优于混凝土墙。中空夹胶玻璃具有极好的隔声性能，其隔声效果通常与噪声的种类和声强有关，一般可使噪声下降30～44db，对交通噪声可降低3l～38db，即可以将街道汽车噪声降低到学校教室要求的安静程度。同时，中空夹胶玻璃的表面还可以镀上防辐射镀层，进一步吸收部分紫外线和热辐射，减少热传递。
33.请参阅图1，在一个实施例中，固定边框1包括两根左右设置的铝合金立柱101和至少两根设置在两根铝合金立柱101之间的铝合金横梁102，铝合金立柱101与铝合金横梁102之间通过螺栓或螺丝的方式连接固定，从而形成固定边框1。
34.请参阅图5、图6，在一个实施例中，装配式设计的太阳能建筑幕墙系统还包括单元板挂件底座16，单元板挂件底座16通过第一螺栓17固定在与外墙100的预埋件18上，预埋件18预埋在每一楼层顶部和底部的外墙100上，并位于相邻的两个幕墙单元板之间。固定边框1的背面设置有挂件19，固定边框1通过挂件19挂在单元板挂件底座16上，挂件19与单元板挂件底座16挂接后通过第二螺栓20固定。采用上述的挂件19、单元板挂件底座16及预埋件18设置，可以使得幕墙单元板组装完成后，直接吊装挂在外墙100的单元板挂件底座16上，挂好后通过第二螺栓20将挂件19与单元板挂件底座16固定好即可，减少现场施工工作量，效率更高，工期更短，效益更高。
35.请参阅图6，具体的，单元板挂件底座16的上表面前端设置有与相邻的两个幕墙单元板相挂接的第一挂钩1601，第一挂钩1601均朝上设置且与单元板挂件底座16一体化成型。挂件19的前端通过第三螺栓21与固定边框1连接，挂件19的后端设置有与第一挂钩1601相配合的第二挂钩1901，第二挂钩1901朝下设置，挂件19通过第二挂钩1901与单元板挂件底座16上对应的第一挂钩1601挂接后再通过第二螺栓20固定。
36.请参阅图6，进一步的，为了使单元板挂件底座16牢牢与外墙100的预埋件18固定，单元板挂件底座16的上表面后端设置有锯齿，第一螺栓17穿过锯齿垫片22和单元板挂件19后与预埋件18螺纹连接，锯齿垫片22上的齿距与单元板挂件底座16上表面的锯齿相互啮合。
37.请参阅图5，优选的，预埋件18为槽式预埋件，通过自钻螺钉、自攻螺钉或冲钉等等连接件，便于实现预埋件18与单元板挂件底座16之间的连接。第一螺栓17为t型螺栓，在安装过程中t型螺栓能自动定位锁紧，容易在无扳手的情况下用手拧紧，且圆形边缘不易伤到手。第二螺栓20为不锈钢微调螺栓，请参阅图5，在一个实施例中，相邻的幕墙单元板之间相互卡接，且卡接处设置有epdm胶条23，玻璃面板2的与固定边缘的连接处设置有epdm胶条23或者密封胶24。通过上述
的设置，可以提高装配式设计的太阳能建筑幕墙系统整体的密封性，保温性。
38.请参阅图4、图5，在一个实施例中，幕墙单元板的上端与对应的楼层顶部外墙100之间设置有保温岩棉25，起到楼层之间的保温作用。具体的，固定外框的上部内侧设置有铝单板26，保温岩棉25覆盖在铝单板26的内侧，且保温岩棉25的上下两端向内翻折90度并延伸至对应的楼层顶部外墙100。
39.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
40.上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。