淺談光伏建筑一體化（BIPV）工程施工與管理

摘要：光伏建筑一體化（簡稱BIPV）工程因融合建筑與電氣工程為一體，其項目管理與施工有一定的復雜性和特殊性，本文對如何設置項目人員、優化BIPV施工順序、控制各分項工程質量進行分析探討，以達到縮短建設工期、節約成本、保證工程質量的目的。

關鍵詞：BIPV 施工 工程 管理

0 引言

建筑耗能是當今第一大能耗領域，BIPV的出現使建筑與太陽能的應用跨入一個新的時代，隨著城市建設的加快和對建筑節能環保的要求，BIPV工程得到了越來越廣泛的應用。對于建設單位和施工單位來說，如何既快又好地開展BIPV工程的施工建設，成為工程管理人員一直探索的問題。

1 項目人員配置

BIPV工程不同于單純的建筑幕墻或者機電工程，建筑與電氣部分可同時開展又相互制約，所以首先在人員配置中項目經理要做好分工與協調，將建筑與電氣專業各設專人負責，以保證工程質量，其它人員統一配置，統籌安排，以達最優組合。施工隊方面，按工種將專業細分成各作業班組。

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2 材料與設備供應

由上表可知，工程最先進入采購程序的應是光伏構件與逆變器——其采購周期最長，最先需要進場的是鋼材及配件——以保證施工隊能進場開始施工，其它在配電室安裝的設備如配電柜宜在現場具備安裝條件再進場，以避免設備因二次搬運而有所損壞。

項目經理可根據材料供貨周期編制材料供應計劃，組織人員下單采購。

3 分項工程施工流程方框圖

BIPV工程施工具有以下三個顯著的特點：①建筑與電氣施工緊密結合。BIPV工程始于建筑結構施工，止于電氣系統調試運行，中間交叉進行又相互影響。②室內與室外作業同時存在。整個工程可分幕墻（或屋頂）部分和室內部分，因作業區域一般無重疊，兩者可以同時進行施工而互不影響。③離不開土建及內裝等施工單位的配合。BIPV的預埋件與后置埋件需要土建總包的配合，橋架與交流電纜、通訊電纜敷設需要內裝與機電安裝單位配合。

因此，可根據BIPV工程制定如圖3-1所示優化施工流程方框圖：

4 分項工程安排與控制

4.1 預埋構件 為了保證幕墻與主體結構連接牢固，幕墻與主體結構連接的預埋件應在主體結構施工時，按設計要求的數量、位置和方法進行埋設。埋設應牢固、位置準確。

4.2 測量放線 立面：應根據主體結構各層往上豎向軸線，對照原結構設計圖軸距尺寸，用經緯儀核實后，在各層樓板邊緣彈出豎向龍骨的中心線，并控制誤差。

屋頂：核實主體結構實際總標高是否與設計總標高相符，曲形屋面需核對每個鋼結構節點標高，同時把樓面標高標在樓板邊，便于安裝光伏屋頂時核對。

4.3 支撐系統安裝 光伏幕墻在主體結構的混凝土樓板或梁內預埋鐵件，連接件與預埋件焊接，然后再用螺栓再與立柱連接；鋼結構的光伏屋頂可直接將連接件焊接在鋼結構上。立柱安裝后再安裝橫梁，在安裝橫梁時。連接固定橫梁的連接件、螺栓的材質、規格、品種、數量必須符合設計要求，螺栓應有防松脫的措施；橫梁兩端的連接件及彈性橡膠墊應安裝在立柱的預定位置，確保其牢固，其接縫應以密封膠密封；同一層的橫梁安裝的順序應由下向上進行。當安裝完一層高度時，應隨時進行檢查、調整、校正、固定，使其偏差控制在允許范圍內。

4.4 防雷系統安裝 BIPV工程防雷主要為防感應雷與直擊雷，感應雷通過在線路中分級設置浪涌保護器實現保護，直擊雷防護措施如下：

①光伏幕墻防雷件應按設計要求施工，幕墻的均壓環應與主體結構避雷系統可靠連接。②光伏屋頂BIPV防雷接閃器有安裝避雷帶和避雷針兩種方式，考慮建筑美觀和施工難易，通常選用避雷帶，其接地電阻應小于4歐姆。在光伏構件安裝完成之后，才可焊接避雷帶。

4.5 電纜橋架安裝 BIPV工程直流電纜橋架和匯流箱一般設計為靠近光伏構件安裝，以節約電纜用量，橋架蓋或者側邊開孔，便于直流電纜進入，孔邊部用自由絕緣護套包扎或橡膠圈墊上，保證不損傷電纜。

若是金屬橋架，橋架兩端須做好接地，橋架之間接地線連接可靠，鋼制橋架直線段如超過30米應設伸縮節。

4.6 電纜敷設 BIPV工程的電纜包含直流電纜、交流電纜與通訊電纜。BIPV工程區別于傳統幕墻的顯著特點是其在原有建筑構件上增加了直流電纜線路的設計，而如何處理好走線美觀及安全性是施工單位重點考慮的問題。下表列出各電纜施工特點：

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直流電纜敷設作業面貼近光伏構件，往往依靠其支撐結構來兼作線槽，其施工應在龍骨與線槽安裝完畢、光伏構件安裝之前進行，否則裝上光伏構件后再進行電纜敷設難度將大大增加；此外，直流走線還須考慮光伏構件之間串聯的電纜。

4.7 匯流箱安裝 匯流箱具有組串匯流、防雷等功能，其安裝位置宜接近直流電纜橋架，且在所屬光伏構件區域的中間位置，節省直流電纜用量。同時匯流箱的安裝位置需要考慮通風散熱、檢修維護等方便。匯流箱的支架應在現場制作，安裝孔位預先鉆好，與橋架同時安裝，在光伏構件安裝前上述工作應全部安裝完畢。

4.8 光伏構件安裝 光伏構件安裝按吊運、排布、接線、注膠的順序進行。

4.9 配電室基礎型鋼、接地及橋架安裝 設計有光伏配電室的BIPV工程，所有電氣設備及箱體基礎型鋼等應可靠接地。接地網可用扁鋼焊接形成網格。光伏并網柜宜設計為下進下出線方式，故橋架宜在其底部敷設，落入型鋼空間內。

4.10 逆變器的安裝 逆變器如是小型掛墻式安裝，則先將逆變器的安裝底板固定于墻上，檢查在前后左右間距是否滿足逆變器廠家要求，再將逆變器徐徐掛上；如是落地式安裝，則同配電柜要求一致。

安裝配電柜時，用滾杠、撬棍徐徐就位。安裝多臺柜時，應在溝上墊好腳手板，從一端開始，逐臺就位，穿上螺栓擰牢。然后拉線找平直，高低差可用鋼墊片墊于螺栓處找平，柜與柜間螺絲連接牢固，各柜連接緊密無明顯縫隙，垂直誤差每米不大于1.5mm，水平誤差每米不大于 1mm，但總誤差不大于5mm，柜面連接橫平豎直。

5 檢測與調試

5.1 施工過程中的檢測與隱蔽驗收

BIPV工程中光伏構件與逆變器等主要設備的檢測在廠家完成，現場施工中重點是保證交直流線路的通暢與安全，故在每一分項完成之后，需及時檢測其接通、絕緣等情況。

直流線路作為最分散、量最大的電纜敷設工程，為確保線路的安全性，其檢測可分三個階段：①光伏構件至匯流箱的電纜敷設完之后、電纜掩體（如工字形鋁龍骨側邊蓋）未封閉之前，需進行一次線路測量，檢查每路的開路電壓，確認光伏構件及線路是否正常，此時因隱蔽在鋁龍骨內的電纜可見，若線路有故障或者光伏構件有問題，處理起來比較簡單；②掩體封閉（鋁龍骨側邊蓋扣上）和匯流箱內接線完成之后，再對每組進線電壓進行測量，因安裝龍骨扣蓋可能導致使電纜中間的接頭松動；③匯流箱至逆變器的電纜敷設完畢后，對其進行電壓檢測，防止其接線和編號錯誤，同時分別測量正負極對地和箱體外殼等的絕緣情況，檢查是否出現對地絕緣故障。

此外須對交流電纜及橋架的絕緣及接地情況進行檢查，符合要求才可進行隱蔽驗收。

5.2 并網調試操作

所有接線工程完成后即可進入調試程序，系統調試可按如下步驟進行：①電氣線路檢查；②匯流箱、并網柜等檢查；③接地電阻的測試；④；直流側檢測；⑤交流側（電網）檢測；⑥并網操作。

6 結語

BIPV給傳統的建筑賦上綠色節能的意義，它改變了建筑僅僅是耗能品的觀念，為促進BIPV的推廣應用，本文從施工與項目管理出發，根據BIPV工程特點，探索了一套縮短施工周期、控制工程質量的管理與實施方法，希望能為后續更多的工程起一定的指導與參考作用。

參考文獻：

[1]謝世剛.淺談玻璃幕墻裝飾工程施工工藝，科學之友，2009年8月（24）.