小弟之前已發表過三篇關於住宅太陽光電設置的文章,希望提供給想設置的人一些參考資料。
有一篇放在投資與理財,兩篇放在居家綜合,沒有看到的,可以點我的帳號來作參閱。
這篇是接續上一篇討論電力及發電效益設計後,來看第四個考量因素:工事相關。
這也是相對於系統的設備之外,太陽光電業者比較難有統一標準及相關學理支撐的地方。
簡單地說,因為架設工事牽涉到許多泥水、工構的細節,
這些會因為不同的師傅經驗、不同的學習系統而有些許差異。
除非各個光電系統商都有聘僱營造、結構專業人員來標準化所有的工構設計與現場的瑣事,
不然很容易變成”純感覺”的對錯判斷。
怎麼作比較好,或是不會有漏水、颱風會不會吹走、牢固疑慮的問題,多半變成用賭的。
感覺對了、說法上比較合乎邏輯、令人能接受,就成為某種程度的”標準”。
嚴格地說,剛剛寫一寫把這篇的標題從「參考文」改成「漫談文」。
因為這與小弟原先有點龜毛地想完成接近參考書的那種水平,還有許多落差:
這邊分享的只是自身經驗、與許多師傅、技師研究切磋的結果,也是筆者自由心證”覺得”比較妥當的工法。
學理上是否站得住腳,是否能經得起長時間的驗證,小弟也沒有十足的把握。
至少,這邊白紙黑字寫下來了,有不對或是不同的看法,絕對歡迎有研究者、更有經驗者提出來指正!
另外放了許多施工示範圖片,也不盡都是最正確的作法,只待更學有專精的達人來幫忙給我們指導。
回歸主題,會分part.1、part.2…,就是發現一段寫不完。關於工事部分,可以分幾個面向:
1.水的問題 – 漏水、防水
2.風的問題 – 耐颱風、結構強固
水的問題又可以分為兩個部分,漏水、防水的問題,這其實是兩個不同的議題。
防水是指棚架要不滴水下來。漏水是指棚架裝在屋頂上之後,屋頂天花板不要漏水。
關於漏水:芸芸眾生住家的屋頂,最常發生的問題就是漏水!
這也是為什麼台灣頂樓鐵皮違建特多的主因。
先點一下一個營造的基本小常識:水泥本身是有使用年限的。
或是說,水泥的結固特性、承載與耐水性,都會隨時間拉長而降低,
它並不能無限期地牢牢當您的天花板或牆壁!
所以,只要房子超過二十年,水泥的可靠度就開始下降,黏著鋼筋的力量下滑。
再加上台灣地震又頻繁,震動與形變一定會讓水泥產生裂隙。
因此,要屋頂或牆壁完全不漏水,幾乎是不可能的。
那這樣還要在屋頂加裝太陽能棚架嗎?
但其實想想,也不是每個在屋頂加裝物體的房子都依定會漏水。
所以這會是工法、施工品質上的問題。
像這類在屋頂加裝棚架、鐵皮屋、水塔、天線、避雷針等,
都要先在屋頂的水泥上鑽孔,再用螺栓或是膨脹螺絲讓基座可以固定在水泥地板上。
而這一鑽洞,就是把建商當時施作的防水層開個洞了。
所以,開了洞之後該怎麼作,才是真正要面對的問題。
這邊我們先看一下剛提到的螺栓或是膨脹螺絲。
所謂的膨脹螺絲,就是利用螺紋旋轉的機械力量,
讓螺絲在水泥孔內撐開,用這個膨脹的力量把釘子固定在水泥上面。
而螺栓(或螺桿)則是用植筋膠或是化學藥劑來把螺桿與水泥牢牢固定(黏)住,
因為是類似膠合的化學作用,所以水分本身是無法穿透過去的。
這兩種工法的主要差異就是,膨脹螺絲是沒有防水的能力的。
雖然膨脹螺絲與水泥的間隙非常小、非常緊,但是還是會有水可以滲透的隙縫。
而植筋膠或是化學藥劑,都是讓水泥、膠體及螺栓三體緊緊固結成一個整體。
所以,在固定了之後,不僅固結的力量非常大(每隻螺栓高達1噸的耐受拉力),不會造成鬆脫及漏水的問題產生。
除非是固定小東西,鑽孔的深度及孔徑都很小,不然不宜使用膨脹螺絲來固定地板面的東西。
然而,這樣也不代表膨脹螺絲是完全不能用的,
像固定支架或是設備、箱體等在牆面上的施作,膨脹螺絲就是最好也最常用的方案。

由上所述,現在大部分太陽能棚架固定工法,都是使用植筋膠或是化學錨栓的工法來施作。
在棚架鋼構螺栓的螺母都鎖緊之後,系統商常用水泥把預先做好的模具灌滿,支架底座就形成一個水泥的基樁。
我們固定螺栓所鑽的孔、螺栓突出在屋頂地面的根部就被水泥封包起來了,如圖。

這邊還有兩個小地方要注意:第一是工班拿甚麼樣的水泥來作封填?
基本原則是含沙量不要太多,讓膠固的材質可以多一點。
之後水泥的孔隙會比較少比較細,甚至在拌水泥時可以加入一些溢膠泥,
讓整個水泥墩是略呈膠質含量的量體,這樣的防水效果就越好。
第二則是水泥基樁完成之後,要再拿PU防水漆,
把水泥墩的整體、一直到上面鋼柱的根部都包覆起來,這樣,水就更無從由這個基樁滲漏進去了。
如下圖參考:

話說回來,裝設太陽能棚架後,整個屋頂大部分的面積就在太陽能板的陰影下了。
不僅樓板的溫度可以降低,也可以趁機把防水再作一層起來,整樓面都可以塗佈防水漆。
以往屋頂塗了PU防水漆,大概只能耐兩年就又要重新塗了。
現在可以耐超過一倍的時間,大約五年塗一次就可以了!
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關於防水:有許多客戶會找系統商設置”防水”的太陽能棚架。
就是棚架整體是個沒有隙縫的面,雨水打到這個棚架後,不會從隙縫穿透流下。
這樣的功能就像採光罩,甚至可以取代原有屋頂。
在工程上這是可行的,但是您必須要選用:
1.) 薄膜無框式太陽能板 2.)晶矽類雙面玻璃無框太陽能板 3.)類似特斯拉(Tesla)的太陽能屋瓦
這三類特殊的太陽能板,才有辦法作到不漏雨水下來這樣的目的。
可是,以目前國內建築法規規定,在免雜項的範圍內只能容許設置四周沒有封包起來的光電棚架。
意即,裝了一個不滴雨水的棚架,下雨時只要有一點風,雨水還是會把地板打溼。
所以唯一剩下的好處只有在棚架下面曬衣服,不用擔心一下雨就得趕緊收起來。
反之,如果不是這三類的太陽能板,
而是一般市面最普遍的晶矽太陽能板,周邊是一圈鋁框的這種。
則要作到封水,有非常高的難度,而且對系統的妥善度而言,是有影響的。
因為,晶矽太陽能板的鋁框本身與電池模組板間的接合,就有隙縫。
再來,這個鋁框本身是用卡榫接合起來的,框架的本體也會有隙縫。
所以,翻過來看太陽能板的下方,都會看到在角落有洩水孔的設計,讓滲流到框體及模組板間的水可以流出來。
如下圖:


所以,若要用一般的晶矽太陽能板來作不漏水的棚架,
除了太陽能板與太陽能板間的接縫要填起來,
電池模組片與框體本身也需要仔細地填膠,或使用防水膠帶貼密合。
可是一但有膠合不確實或是膠體老化的現象,水就會滲到太陽能板的框內,或是漏到棚架下面。
更甚者,因為做這樣的棚架施工會需要人員爬在棚架上,
可能不甚踩踏到太陽能板造成電池隱裂,長期下來板子就會毀損而影響發電。
再者,這種設計日後的維護還特別麻煩,拆一片同時影響好幾片的防水。
所以,這不會是妥善度很高的系統。
因此,如果想要作防水的棚架,口袋真的要夠深,
得找到廠商用特殊的太陽能板施作,而因為經濟規模小又費工,通常造價都非常高。
不然要是要使用一般晶矽的板子,整個棚架結構就最好用特殊的設計,
否則,日後如果碰到要維護時,要負擔的成本及延生的問題就高了。
以上,是設置太陽光電,在工事上要考慮水的一些狀況。
基本上除非是打算作幾年就要換公司名、規避保固責任的系統商,
不然現在多半都會非常留意工法上的這些細節。
另外就是在開工後,尤其是支架剛開始要鎖固到屋頂上時,
建議先跟施工的工班確認一下他們使用的工法是不是符合預期。
這樣就能大大減少日後發生漏水糾紛或發現整個系統設計妥善率很差的問題了。
很土炮地貼了許多醜醜的圖,但願能提供到參考! 謝謝您的觀賞!