一种旧建筑屋面平改坡可再生能源集成模块及其方法技术领域
本发明涉及太阳能建筑一体化技术领域，具体是一种旧建筑屋面平改坡可再生能
源集成模块及其方法。
背景技术
我国很多城市都有大量平顶老式建筑，这些建筑大多兴建于20世纪60-80年代，因
为要在经济短缺年代要解决老板姓的住房问题，这些建筑大多造价低、施工快，而这些老式
建筑经历三四十年的风吹雨打，防水保温功能越来越差，尤其顶层，夏季高温时热浪逼人，
冬季严寒时不感温暖，居民苦不堪言。于是“平改坡”工程应运而生。“平改坡”是指在建筑结
构所许可条件下，地基承载力达到要求的情况下，将多层住宅平顶屋面改建成坡屋顶，并对
外立面进行整修，达到改善住宅性能和建筑物外观视觉效果的房屋修缮行为。
现在城市的老旧建筑屋面“平改坡”存在以下几个问题：第一，旧建筑屋面情况各
不相同，不同的“平改坡”施工工艺，不仅会给屋面造成新的破环，还会给城市景观造成新的
混乱；第二，旧建筑屋面改造工艺都需要现场加工定做，材料的吊装、安装会对周围及居民
生活造成较大的影响；第三，旧建筑屋面上各式太阳能热水器杂乱分布，“平改坡”改造工程
占用屋顶后，太阳能热水器无法放置，给原有的居民生活造成麻烦。所以需要一种旧建筑屋
面平改坡可再生能源集成模块及其方法来解决这一系列问题。
发明内容
根据现有技术的不足，提供一种旧建筑屋面平改坡可再生能源集成模块及其方
法，它包含一整套组合模块，根据建筑需要，随意组合光电模块和光热模块，以满足建筑内
热水及公共用电的需求，另外雨水收集组合可以起到收集雨水再利用的功能。
本发明按以下技术方案实现：
一种旧建筑屋面平改坡可再生能源集成模块的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：在建筑屋面上放置有多组横向并排的模块支架，每一组的模块支架又由多个
纵向相连的子模块支架组成，多个子模块支架的高度逐次增加后致使其顶面呈一单坡度
面；
步骤二：在一组或多组模块支架中的各个子模块支架中均安装有光热模块和保温水
箱，多个光热模块之间通过导管相串接在一起，多个保温水箱下部和上部分别通过导管相
串接在一起，首尾两个光热模块又分别通过导管与首尾两个保温水箱相串接；
步骤三：在剩余多组模块支架中的各个子模块支架中均安装有光电模块和蓄电模块，
多个光电模块和多块蓄电模块通过导线串接在一起；
步骤四：在剩余一组或多组模块支架中的各个子模块支架中均安装有水箱，多个水箱
下部和上部分别通过导管相串接在一起，位于单坡度面最低端的子模块支架上安装有集水
装置，集水装置又通过导管与其最接近的水箱相连。
优选的是，在所述步骤一中，根据不同建筑屋面的情况进行拼装，当建筑进深窄时
拼装成单坡屋面，当屋面进深长时，拼装成双坡屋面，并且根据建筑需要，随意组合光电模
块和光热模块，以满足建筑内热水及公共用电的需求，另外雨水收集组合能够起到收集雨
水再利用的功能。
一种旧建筑屋面平改坡可再生能源集成模块，包括建筑屋面，所述建筑屋面上有
多组模块支架，该多组模块支架呈一字型排列；每一组模块支架由依次相连的模块支架A、
模块支架B和模块支架C组成，且模块支架A、模块支架B和模块支架C的高度逐次增加呈一坡
度；还包括光热模块、光电模块和雨水收集组合，根据建筑具体的热水用量、公共用电量，设
定这个建筑屋面光热模块和光电模块的比例，按照比例安装相应的系统模块，剩余空间用
来布置雨水收集组合。
优选的是，所述模块支架A包括金属支架A，所述金属支架A的侧面的上部开有与顶
部坡面方向相平行的一模块插槽A，金属支架A的侧面的下部开有水平的一模块插槽B，在所
述金属支架A的侧面靠近模块插槽B处开有多个拼装接孔，所述金属支架A的前面安装有集
水沟，在该金属支架A的前面靠近集水沟的底面处开有多个过水孔；所述金属支架A的背面
开有一模块插槽C，位于模块插槽C四周的金属支架A的背面开有多个拼装接孔，所述金属支
架A的底面安装有多个支承垫块，所述金属支架A的顶部开口面通过高透玻璃覆盖密封。
优选的是，所述模块支架B包括金属支架B，所述金属支架B的侧面的上部开有与顶
部坡面方向相平行的一模块插槽A，金属支架B的侧面的下部开有水平的一模块插槽B，在所
述金属支架B的侧面靠近模块插槽B处开有多个拼装接孔，所述金属支架B的前面与顶面连
接处有防水卡扣，金属支架B的前面开有一模块插槽C，位于模块插槽C四周的金属支架B的
前面开有多个拼装接孔，所述金属支架B的背面开有一模块插槽D，位于模块插槽D四周的金
属支架B的背面开有多个拼装接孔，所述金属支架B的底面安装有多个支承垫块，所述金属
支架B的顶部开口面通过高透玻璃覆盖密封。
优选的是，所述模块支架C包括金属支架C，所述金属支架C的侧面的上部开有与顶
部坡面方向相平行的一模块插槽A，金属支架C的侧面的下部开有水平的一模块插槽B，在所
述金属支架C的侧面靠近模块插槽B处开有多个拼装接孔，所述金属支架C的前面与顶面连
接处有防水卡扣，金属支架C的前面开有一模块插槽D，位于模块插槽C四周的金属支架C的
前面开有多个拼装接孔，所述金属支架C的背面开有一模块插槽E，位于模块插槽E四周的金
属支架C的背面开有多个拼装接孔，所述金属支架C的底面安装有多个支承垫块，所述金属
支架C的顶部开口面通过高透玻璃覆盖密封。
优选的是，一组模块支架中的光热模块组合包括一块光热模块A、两块光热模块B
和三个高度不等的保温水箱，所述光热模块A上、下表面上各设置有两个相对称的光热模块
接口，所述光热模块B相邻的两表面上各设置有两个光热模块接口；所述模块支架B上安装
有一块光热模块A和一个与之高度相适配的保温水箱，所述模块支架A和模块支架C上各安
装一块光热模块B和一个与之高度相适配的保温水箱；光热模块A和光热模块B之间通过链
接软管相串接在一起，三个保温水箱下部和上部分别通过导管相串接在一起，首尾两个光
热模块B又分别通过链接软管与首尾两个保温水箱相串接。
优选的是，一组模块支架中的光电模块组合包括一块光电模块A、两块光电模块B
和多块蓄电模块，所述光电模块A上、下表面上各设置有两个相对称的光热模块接口，所述
光电模块B相邻的两表面上各设置有两个光热模块接口；所述模块支架B上安装有一块光电
模块A和一块蓄电模块，所述模块支架A和模块支架C上各安装一块光电模块B和一块蓄电模
块；三块光电模块和多块蓄电模块通过链接电线串接在一起。
优选的是，一组模块支架中的雨水收集组合包括三个高度不等的水箱，所述模块
支架A、模块支架B和模块支架C上分别安装有一个与之高度相适配的水箱，三个水箱下部和
上部分别通过导管相串接在一起，所述模块支架A上的水箱又通过链接软管与过水孔相连。
优选的是，任一相邻的两组模块支架之间的缝隙通过竖向封条进行密封。
优选的是，光电模板采用太阳能光伏电池板。
优选的是，光热模块采用太能能光热集热器。
本发明有益效果：
第一、标准的模块化组块，再任何建筑屋面上都可以根据具体情况进行拼装，不需要再
单独进行设计；
第二、模块化组件，便于搬运，利于施工，施工过程中影响较小；
第三、太阳能光电技术、太阳能光热技术、雨水回收技术集成化设计，解决多种问题；
第四、系统模块工厂化生产，降低成本，减少污染；
第五、为建筑使用人带来直观的经济效益，回收改造成本。
根据不同建筑屋面的情况进行拼装，当建筑进深窄时拼装成单坡屋面，当屋面进
深长时，拼装成双坡屋面，并且根据建筑需要，随意组合光电模块和光热模块，以满足建筑
内热水及公共用电的需求，另外雨水收集组合能够起到收集雨水再利用的功能。
附图说明
图1 平改单坡平面示意图；
图2 平改双坡平面示意图；
图3 剖面A-A示意；
图4剖面B-B示意；
图5剖面C-C示意；
图6模块支架A侧立面；
图7模块支架A背立面；
图8模块支架A正立面；
图9模块支架A剖面图；
图10模块支架B侧立面；
图11模块支架B背立面；
图12模块支架B正立面；
图13模块支架B剖面图；
图14模块支架C侧立面；
图15模块支架C背立面；
图16模块支架C正立面；
图17模块支架C剖面图；
图18光电模块A示意图；
图19光电模块B示意图；
图20光热模块A示意图；
图21光热模块B示意图；
图22保温水箱A示意图；
图23保温水箱B示意图；
图24保温水箱C示意图；
图25水箱A示意图；
图26水箱B示意图；
图27水箱C示意图；
图28蓄电模块示意图；
图29光热模块组合示意图；
图30雨水收集组合示意图；
图31光电模块组合示意图。
图中：1、建筑屋面，2、模块支架A，3、模块支架B，4、模块支架C，5、屋脊封条，6、竖向
封条，7、金属支架A，8、集水沟，9、支撑垫块，10、拼装接孔，11、模块插槽A，12、模块插槽B，
13、模块插槽C，14、高透玻璃，15、过水孔，16、防水卡扣，17、模块插槽D，18、金属支架B，19、
金属支架C，20、模块插槽E，21、光电模块A，22、光电模块接口，23、光电模块B，24、光热模块
A，25、光热模块接口，26、保温水箱A，27、保温水箱B，28、保温水箱C，29、水箱接口，30、水箱
A，31、水箱B，32、水箱C，33、电源接口，34、蓄电模块，35、链接软管，36、链接电线，37、光热模
块B。
具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、图3、图5所示，一种旧建筑屋面平改坡太阳能集成模块，包括建筑屋面1，建
筑屋面1上有多组模块支架，该多组模块支架呈一字型排列；每一组模块支架由依次相连的
模块支架A2、模块支架B3和模块支架C4组成，且模块支架A2、模块支架B3和模块支架C4的高
度逐次增加呈一坡度，任一相邻的两组模块支架之间的缝隙通过竖向封条6进行密封。
如图2、图4所示，根据不同建筑屋面的情况进行拼装，当建筑进深窄时拼装成单坡
屋面，当屋面进深长时，拼装成双坡屋面，双坡拼装时需要安装屋脊封条5，并且根据建筑需
要，随意组合光电模块和光热模块，以满足建筑内热水及公共用电的需求，另外雨水收集组
合能够起到收集雨水再利用的功能。
还包括光热模块、光电模块和雨水收集组合，根据建筑具体的热水用量、公共用电
量，设定这个建筑屋面1光热模块和光电模块的比例，按照比例安装相应的系统模块，剩余
空间用来布置雨水收集组合。
如图6、7、8、9所示，模块支架A2包括金属支架A7，金属支架A7的侧面的上部开有与
顶部坡面方向相平行的一模块插槽A11，金属支架A7的侧面的下部开有水平的一模块插槽
B12，在金属支架A7的侧面靠近模块插槽B12处开有多个拼装接孔10，金属支架A7的前面安
装有集水沟8，在该金属支架A7的前面靠近集水沟8的底面处开有多个过水孔15；金属支架
A7的背面开有一模块插槽C13，位于模块插槽C13四周的金属支架A7的背面开有多个拼装接
孔10，金属支架A7的底面安装有多个支承垫块9，金属支架A7的顶部开口面通过高透玻璃14
覆盖密封。
如图10、11、12、13所示，模块支架B3包括金属支架B18，金属支架B18的侧面的上部
开有与顶部坡面方向相平行的一模块插槽A11，金属支架B18的侧面的下部开有水平的一模
块插槽B12，在金属支架B18的侧面靠近模块插槽B12处开有多个拼装接孔10，金属支架B18
的前面与顶面连接处有防水卡扣16，金属支架B18的前面开有一模块插槽C13，位于模块插
槽C13四周的金属支架B18的前面开有多个拼装接孔10，金属支架B18的背面开有一模块插
槽D17，位于模块插槽D17四周的金属支架B18的背面开有多个拼装接孔10，金属支架B18的
底面安装有多个支承垫块9，金属支架B18的顶部开口面通过高透玻璃14覆盖密封。
如图14、15、16、17所示，模块支架C4包括金属支架C19，金属支架C19的侧面的上部
开有与顶部坡面方向相平行的一模块插槽A11，金属支架C19的侧面的下部开有水平的一模
块插槽B12，在金属支架C19的侧面靠近模块插槽B12处开有多个拼装接孔10，金属支架C19
的前面与顶面连接处有防水卡扣16，金属支架C19的前面开有一模块插槽D17，位于模块插
槽C13四周的金属支架C19的前面开有多个拼装接孔10，金属支架C19的背面开有一模块插
槽E20，位于模块插槽E20四周的金属支架C19的背面开有多个拼装接孔10，金属支架C19的
底面安装有多个支承垫块9，金属支架C19的顶部开口面通过高透玻璃14覆盖密封。
如图20、21、22、23、24、29所示，一组模块支架中的光热模块组合包括一块光热模
块A24、两块光热模块B37和三个高度不等的保温水箱，分别为保温水箱A26、保温水箱B27和
保温水箱C28，保温水箱A26的前面上设置有一个水箱接口29，背面上设置有两个水箱接口
29，保温水箱B27和保温水箱C28的前面和后面上分别设置有两个水箱接口29，光热模块A24
上、下表面上各设置有两个相对称的光热模块接口25，光热模块B37相邻的两表面上各设置
有两个光热模块接口25。
光热模块B37由模块插槽A11安装进金属支架A7和金属支架C19，光热模块A24由模
块插槽A11安装进金属支架B18，保温水箱A26、保温水箱B27、保温水箱C28分别由模块插槽
C13、模块插槽D17、模块插槽E20安装进金属支架A7、金属支架B18、金属支架C19上；
光热模块A24和光热模块B37之间通过链接软管35相串接在一起，三个保温水箱下部和
上部分别通过导管相串接在一起，模块插槽B12主要是方便连接导管，首尾两个光热模块
B37又分别通过链接软管35与首尾两个保温水箱相串接，光热模块采用太阳能光热集热器。
如图18、19、28、31所示，一组模块支架中的光电模块组合包括一块光电模块A21、
两块光电模块B23和两块蓄电模块34，光电模块A21上、下表面上各设置有两个相对称的光
热模块接口22，光电模块B23相邻的两表面上各设置有两个光热模块接口22，蓄电模块34上
设置有正负极电源接口33；
光电模块A21由模块插槽A11安装进金属支架A7，光电模块B23由模块插槽A11安装进金
属支架B18、金属支架C19，蓄电模块34由模块插槽D17、模块插槽E20安装进金属支架B18、金
属支架C19，三块光电模块和两块蓄电模块34通过链接电线36串接在一起，光电模板采用太
阳能光伏电池板。
如图25、26、27、30所示，一组模块支架中的雨水收集组合包括三个高度不等的水
箱，分别为水箱A30，水箱B31和水箱C32，水箱A30的前面上设置有一个水箱接口29，背面上
设置有两个水箱接口29，水箱B31和保温水箱C32的前面和后面上分别设置有两个水箱接口
29，水箱A30、水箱B31、水箱C32分别由模块插槽C13、模块插槽D17、模块插槽E20安装进金属
支架A7、金属支架B18、金属支架C19上，三个水箱下部和上部分别通过导管相串接在一起，
模块插槽B12主要是方便连接导管，模块支架A2上的水箱又通过链接软管35与过水孔15相
连。
本发明根据不同建筑屋面的情况进行拼装，当建筑进深窄时拼装成单坡屋面，当
屋面进深长时，拼装成双坡屋面，并且根据建筑需要，随意组合光电模块和光热模块，以满
足建筑内热水及公共用电的需求，另外雨水收集组合能够起到收集雨水再利用的功能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。