銅銦鎵硒光伏建筑一體化工程施工質量控制研究*

摘要：目前，國內光伏建筑一體化工程尚處于發展初期，相關的規范要求和施工經驗較為缺乏。隨著國家對光伏建筑一體化工程的支持與倡導，光伏建筑行業迎來井噴式發展，施工質量控制變得愈發重要。通過文獻研究和工程實例分析，總結出光伏建筑一體化工程施工特點。采用排列圖法對某光伏建筑示范工程出現的施工質量問題進行重要度分析，得出主要施工質量問題。基于灰色關聯度法識別出主要施工質量問題的關鍵影響因素，對其采用KJ法進行歸納，總結主要施工質量問題的成因。從事前、事中、事后三階段提出適用于光伏建筑一體化工程施工質量控制對策，旨在為此類工程質量管控提供借鑒。

關鍵詞：光伏材料；光伏建筑一體化；質量控制

0引言

在“雙碳”目標背景下，隨著銅銦鎵硒（CIGS）、碲化鎘（CdTe）等新型光伏材料的發展，全覆蓋式光伏建筑一體化（BIPV）迎來快速發展期[1]。銅銦鎵硒光伏建筑一體化（CIGS-BIPV）最大的特點就是將CIGS光伏組件作為建筑幕墻圍護材料完全覆蓋建筑表面，讓光伏電池組件與建筑融為一體[2]。因此，在光伏建筑一體化工程施工質量管控過程中，要充分考慮建筑圍護工程、光伏發電工程兩方面的施工質量控制。傳統的建筑幕墻工程和分布式光伏發電工程施工質量管控方案之間存在難以兼容的問題，需要探索適用于一體化工程的施工質量控制措施，以提升此類工程的質量管理水平。

目前，光伏建筑一體化尚處于發展初期[3]，國內外針對其工程施工質量管理的研究相對較少。為鼓勵光伏建筑行業發展，我國各省市相繼出臺了光伏建筑一體化鼓勵政策，相關項目紛紛開工建設。這使得光伏建筑一體化工程的技術人員和施工人員著重關注工程建設，而忽視其經驗整理，相關的理論和實踐應用研究也較為匱乏，以至于光伏建筑一體化行業整體施工質量水平有待提高。如何通過質量管控手段，對工程潛在的質量風險和控制點進行有效管理，提升工程施工質量水平，已成為光伏施工企業亟待解決的問題。

據此，本文將結合CIGS-BIPV工程的特點，以實際項目為依托，探索適用于一體化工程的施工質量控制對策，以期為光伏建筑一體化工程施工質量管控提供借鑒。

1CIGS-BIPV工程施工質量問題分析

1.1CIGS-BIPV工程簡介及特點

CIGS光伏幕墻體系類似于雙層呼吸式幕墻系統[4]，主要由建筑的圍護墻體、光伏電氣系統、保溫層、空氣通風層、CIGS光伏外墻層等部分組成。

CIGS-BIPV工程將CIGS光伏組件作為幕墻材料，使光伏發電系統與建筑物完美融合。光伏幕墻工程的施工質量直接影響到建筑物整體安全和穩定。光伏建筑工程施工涉及幕墻、光伏發電、防水等交叉作業[5]，不同專業工序間相互銜接、新材料廣泛應用，對施工人員專業素質提出更高要求。此外，技術方案不成熟、標準規范不明確等問題，使得工程質量管控更加復雜。

1.2某建筑示范工程概況及其主要施工質量問題

本文旨在深入研究CIGS-BIPV工程主要施工質量問題的成因并提出針對性的質量控制對策。以某建筑示范工程為例，通過查閱該工程的施工記錄和竣工檔案，并對照《建筑銅銦鎵硒薄膜光伏系統應用技術規程》（T/CECS 630—2019），進行工程質量問題重要度分類[6]。CIGS-BIPV示范工程施工質量問題匯總見表1。

對整理出的示范工程施工質量問題發生頻數，采用排列圖法進行主次分析。其中，累計頻數0～80%定為主要問題，進行重點管理；80%～90%區間為次要問題，作為次重點管理；90%～100%區間為一般問題，進行常規管理[7]。

以建筑圍護系統質量問題中的主控項目為例，采用排列圖法分析。建筑圍護系統主控項目質量問題排列如圖1所示。

經分析得出，建筑圍護系統主控項目質量問題中頻率在［0，80%］是光伏構件與建筑主體結構連接或支撐強度不合格、防火消防不滿足要求，這兩項問題定為建筑圍護系統質量問題中主控項目的主要質量問題[8]。

綜上，采用排列圖法對所有項目進行主次分析，得出工程施工主要質量問題共8種。工程主要施工質量問題匯總表見表2。

2CIGS-BIPV工程主要施工質量問題成因分析

首先，通過專家訪談和文獻分析方法，找出主要質量問題的潛在影響因素；其次，基于灰色關聯度法定量分析得到工程質量關鍵影響因素；最后，采用KJ法對關鍵影響因素進行歸納總結得出質量問題成因。

2.1采用“5M1E”分析法得出主要質量問題的影響因素

以光伏構件與建筑主體結構連接或支撐強度不合格質量問題為例。通過專家訪談和文獻分析，基于“5M1E”法得出該問題的影響因素[9]。光伏構件與建筑主體結構連接或支撐強度不合格問題影響因素識別匯總見表3。

對于其他7項主要施工質量問題，采用同樣的分析方法，得出對應問題的影響因素。

2.2基于灰色關聯度得出關鍵影響因素

通過專家訪談初步識別出主要施工質量問題的影響因素清單[10]。在此基礎上，采用灰色關聯度法對影響因素進行定量分析，得出關鍵影響因素進行深入研究。灰色關聯分析理論主要用于“小樣本、貧信息、不確定性”系統的關聯分析，其適用于對識別出的影響因素進行權重分析[11]。

邀請5位專家對影響因素打分，挑選出最大的判斷權重作為參考數列，代入公式計算出權重的關聯度，關聯度越大說明相對應的因素越重要[12]。具體分析步驟如下：

（1）專家打分，選出參考數列。設有m個專家同時對n個指標進行權重判斷，得到權重的判斷數列為

X1= （x1（1），x1（2），…，x1（m））

X2= （x2（1），x2（2），…，x2（m））

Xn = （xn（1），xn（2），…，xn（m））

從X1，X2，…，Xn中選出最大權重評價值，作為“公共”參考權重數列X0，X0=（x0（1），

x0（2），…，x0（m））計算關聯系數及關聯度

（2）計算關聯系數及關聯度。根據X0和X1，X2…，Xn利用下式求出關聯系數ξi（k）和關聯度γi

式中，x0（k），x1（k），…，xi（k）為上文得出的“公共”參考數列；ρ為分辨系數，一般取ρ=0.5[13]

計算決策指標權重值，公式如下

各個數列的關聯度γi 越大說明越相似，其重要程度越高[14]。

（3）確定指標歸一化主觀權重值ωi。

光伏構件與建筑主體連接或支撐強度不合格質量問題影響因素權重評分表見表4。

由表4可知，最大權重為0.3，故參考序列為X0=（0.3，0.3，0.3，0.3，0.3）

參考序列和比較序列的相對差值矩陣A為

代入式（1）～式（2）中求關聯度，得γ1=0.411，γ2=0.542，γ3=0.436，γ4=0.358，γ5=0.690，γ6=0.620，γ7=0.457，γ8=0.377，γ9=0.375。

代入式（3）確定主觀權重值可得“光伏構件與建筑主體結構連接或支撐強度不合格”問題的質量影響因素權重系數分別為ω1=0.096，ω2=0.127，ω3=0.102，ω4=0.084，ω5=0.162，ω6=0.145，ω7=0.107，ω8=0.088，ω9=0.088。

最后，基于定量分析結果并綜合專家組意見，選取問題中權重系數大于0.120 的影響因素作為“光伏構件與建筑主體結構連接或支撐強度不合格”問題的關鍵影響因素。

其他7項主要施工質量問題，采用同樣方法。識別出工程主要施工質量問題的關鍵影響因素共20項，關鍵質量影響因素匯總見表5。

得出結論后對評分專家進行回訪，得到的反饋結果基本符合他們預期。證明采用灰色關聯分析法，結果具有一定的科學性。

2.3施工關鍵影響因素原因總結并歸納

對表5分析出的20項關鍵影響因素，采用KJ法進行歸納總結，得出工程施工質量問題的具體原因。經分析共計得到8項造成工程施工質量問題的原因，分別為：光伏建筑一體化管理不明確、分包選擇失誤、管理人員能力不足、組織分工差、相關規范標準不完善、技術交底不明確、工序質量控制不嚴、招采管理不當。

其中，“光伏建筑一體化管理不明確”為現階段造成工程施工質量問題的最主要原因。

3CIGS-BIPV工程施工質量控制對策研究針對工程施工質量問題的原因，從事前、事中和事后三個階段分別提出相對應的質量管控對策，提高工程的質量管控水平。

3.1工程施工質量事前控制措施

事前質量問題主要原因包括：光伏建筑一體化管理不明確、分包選擇失誤、管理人員能力不足、組織分工差、技術交底不明確5項。針對事前質量問題的原因，提出以下相應控制措施：

（1）建立光伏建筑一體化管理制度。首先，明確一體化工程要求，包括“三同時”要求、美學要求、技術要求；其次，企業應在現行建筑工程管控流程的基礎上，將光伏建筑工程管理內嵌到流程中，以實現“三同時”要求；最后，將銅銦鎵硒光伏建筑工程納入主體建筑工程管理，以實現統一規劃、同步設計、同步施工、同時投入使用的目標。

（2）基于層次分析法（AHP），采用定性和定量相結合的方法[15]，對分包商能力進行評價，建立專業工程分包商的選擇決策模型[16]。工程施工分包商選擇決策模型如圖2所示。

（3）建立員工培訓考核制度，提高管理人員質量意識。針對管理人員、作業人員每周定期開展培訓，定期進行考核結果并公示，激勵員工提升施工質量管控水平。

（4）優化建立質量管理組織架構。從施工單位抽調專業人員組成質量管理小組，由質量小組全面負責各專業分部工程的質量管理工作，提高一體化工程質量管理水平。工程質量管理組織結構如圖3所示。

（5）嚴格執行技術交底制度。對現有的技術交底流程進行優化，增加現場交底、現場監督環節。提高安裝工人技術水平，及時發現施工偏差，減少施工錯誤。優化的技術交底流程如圖4所示。

3.2工程施工質量事中控制措施

事中質量問題產生原因分別為工序質量控制不嚴和質量保證措施不健全。針對事中質量問題的原因，提出以下控制措施：

（1）建立并完善施工質量保證措施。包括但不限于施工圖審查制度、設備材料管理規范、施工規范、過程動態檢查制度、采購保證、質量考核獎懲辦法等。

（2）運用動態控制原理加強項目工序的質量控制。動態控制原理如圖5所示。

3.3工程施工質量事后控制措施

事后質量原因主要為相關規范標準不完善和招采管理不當。針對事后質量問題原因，分別提出以下控制措施：

（1）建立工程評價體系。包括項目規劃與設計質量評價、工程施工質量評價以及工程質量后評價。通過復盤工程全過程的質量管理情況，及時對現有質量管控措施進行優化提升，有效保障工程施工質量。

（2）優化工程招采流程并建立質量保證體系。優化后的采購流程及質量保證體系如圖6所示。

4結語

銅銦鎵硒光伏建筑一體化工程是將銅銦鎵硒光伏組件作為建筑材料，應用到建筑圍護系統中與建筑融為一體。本文以某建筑示范工程為研究對象進行探究。得出主要結論有以下三點：

（1）總結銅銦鎵硒光伏建筑一體化工程施工特點。為深入研究此類工程主要質量問題的成因，對某建筑示范工程項目進行施工質量調研，匯總梳理出施工質量數據。采用排列圖法進行主次分析得出8種主要施工質量問題。

（2）對8種主要施工質量問題采用定性和定量分析方法，歸納出一體化工程施工過程中造成質量問題的主要因素共20項。然后，利用親和圖法對這些因素的特征提煉總結，得出8項造成此類工程施工質量問題的原因，并識別出“光伏建筑一體化管理不明確”為現階段造成此類工程施工質量問題的主要原因。

（3）針對質量問題的成因，從事前、事中和事后三個階段提出相應質量控制措施。

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收稿日期：2024-11-15

作者簡介：

包彬彬（1992—），男，工程師，研究方向：管理科學與工程。

鐘春仁（1985—），男，高級工程師，副總經理，研究方向：管理科學與工程。

王攀（通信作者）（1991—），女，博士，講師，財務管理副系主任，研究方向：企業管理。

*基金項目：臺州學院人才科研啟動項目（2022RC027）。