屋面防水工程总体可分为三类，结构防水+防水层对应最高防水等级。总体来看，屋面防水工程按从下到上的结构可以分为：防水垫层、结构防水层以及防水层。其中，结构防水层一般是指屋面基层结构本身即带有 防水性能，例如带有导水槽的金属屋面，而防水垫层和防水层一般两者选一即可。

防水垫层是指在金属板复合板中间或瓦片下方的辅助防水材料，用于坡屋面的防水，可视为结构防水中的辅助构造层次，而防水层是指铺设或喷涂在屋面结构上方的防水卷材或防水涂料，不仅可以用于坡屋面也可以用于平屋面，既可以用于复合金属板屋面也可用于单层金属板屋面。尽管防水垫层和防水层只需要选择一个即可，但由于材料的限制，防水层+ 结构防水的防水性能要高于防水垫层+结构防水。

防水垫层与防水层所选材料有所不同，高分子防水卷材在两者中皆有应用，且效果更佳。根据《坡屋面工程技术规范》，防水垫层被分为沥青类防水垫层、高分子类防水垫层以及防水卷材和防水涂料四类，其中防水卷材和涂料类中既包括高分子类防水卷材，也包括 SBS、APP 改性沥青防水卷材。

当防水卷材作为防水垫层位于复合板内部时，由于其还需要承担透气、防潮等功能，因此高分子卷材在其中使用效果更好。而在防水层中，目前主要使用的材料为防水卷材和防水涂料，且由于卷材暴露在最外层，在没有保护层的情况下，高分子卷材因其卓越的抗老化性能而被更多使用。

防水设计是光伏屋面工程中必不可少的一环。秉承着“以排为主，防排结合”的屋面防水方针，光伏屋面 防水设计应根据建筑物的使用性质、重要程度、区域环境和使用功能要求，合理选择材料以及构造。

从《光伏组件屋面工程技术规程（征求意见稿）》给出的光伏组件屋面基本构造层可以看出，光伏组件屋面可以分为四个 类型，而四类的基本构造层中均包括结构防水层，其是指由光伏组件和排水槽构件组成的屋面防水层；类型 III、 类型 IV 中除结构防水层还需要增加防水垫层以及二次防水层，通常二次防水层为防水卷材。

防水设计的技术路径有所不同，当前市场提出三种主流方案。由于防水方案的设计在不同条件下具有很大 的差异性，因此提供商根据自身优势以及产品提出了不同的防水设计方案，目前市场上主流的设计方案包括以下三种：

①结构性防水：指通过横向和纵向的导水槽，将水导到环形的收集器后通过屋顶排水沟将水排出。逆 变器龙头阳光新能源的 iBuilding 智慧 BIPV 以及支架龙头中信博的智顶 BIPV 均采用这类防水方案；

②新型彩钢瓦：传统彩钢瓦是由 Q215 或 Q195 低碳钢经过双面镀锌制成的轻型钢板，其防水设计年限仅为 8-10 年，而 新型彩钢瓦由 Q235 锌铝镁合金制成，防腐防渗性能大幅提升，使用年限可达 25 年以上。目前组件龙头天合光能的天能瓦 BIPV 产品采用新型彩钢瓦，同时配合大流量排水槽、180 度锁边实现高防水性；

③传统彩钢瓦+防水卷材：通过在原始屋面铺设防水卷材和提供防水支座预制件的方式构建光伏屋面防水系统，防水龙头东方雨虹以及凯伦股份均推出了自身的光伏屋面防水系统。

屋顶分布式光伏按根据屋面材料不同，可以大致分为混凝土屋面和金属屋面，而根据附着下游建筑类型可 以分为工业厂房，居民建筑和公共建筑，其中，工业厂房以金属屋面为主，还包括少量的混凝土屋面；而居民 建筑和公共建筑以混凝土屋面为主。BAPV 和 BIPV 在产品和施工有所不同，对于防水卷材需求的原因也有所不同。

为确定防水卷材在光伏屋面的使用空间，按照 BAPV 和 BIPV 两种产品发展路径，我们将谈论在不同路径下防水卷材的应用场景。

BAPV：原始屋面+安装环节存在提升空间，防水卷材可兜底加强效果

按照屋面结构的不同，我们梳理了两种屋面安装 BAPV 的过程，并通过拆分施工环节，可以得到防水卷材 在其中的必要性。从整体来看，BAPV 安装都需要经过以下几个步骤：

1）检测屋面情况：如果是混凝土屋面需要检测漏水程度；如果是彩钢瓦金属屋面，需要确定彩钢瓦厚度来 保证荷载，检测锈蚀情况来确定是否渗漏水。而如果当前防水设计年限未能和光伏组件使用年限相匹配，则需 要更换或新增防水。

2）安装支座：如果是混凝土平屋面通常采用新增灌注水泥基座或压载的方式安装支座；如果是混凝土瓦顶 坡屋面，则需要拆除瓦片，在瓦片后打孔安装预制件支座，之后需要再放回瓦片；如果是金属屋面，则有两种 方式，一是加装檩条或垫高座，二是支座通过胶粘、夹具或螺栓的方式固定在金属屋面上。

3）安装支架：支座安装完毕后，在支座上方安装导轨以及横向和纵向的导水槽。

4）安装光伏组件：安装支架后，通过固定支架将光伏组件固定在导轨上，光伏组件之间安装防水盖板。以上安装步骤，对建筑物的屋面防水产品性能提出更高要求。

产品端：原始屋面防水等级难以匹配光伏组件，系统升级为大势所趋

在传统防水标准下，防水合理使用年限仅为 10 年，原始屋面质量残差不齐。通过上文的讨论，我们可以 看出 BAPV 主要应用于存量建筑，而存量建筑的防水年限由于标准偏低一般较短。在《屋面工程技术规范》现行条例中，屋面防水被分为三个等级，一般工业建筑的防水等级为屋面Ⅲ级防水，其防水层合理使用年限仅仅为10 年，一旦使用超过10 年以上，那么防水层的翻新会对光伏系统的经济性造成不利影响。

光伏组件使用寿命大幅超过当前屋面防水标准，屋面防水系统升级为大势所趋。光伏组件的运营周期一般 为 25 年，25 年之后仅是发电效率有所下降，其真实运营年限可能超过 25 年。

根据劳伦斯伯克利国家实验室数据显示，光伏电站的寿命已经从 2007 年的平均约 21.5 年增加到 2019 年的约 32.5 年。这意味着我国屋面防水年 限与光伏电站运营周期出现严重错配，而屋面漏水不仅意味着后期运维难度的提升，同时也是对工厂生产和居 民生活造成极大影响。

在这样背景下，2018 年中国建筑金属结构协会发布的《光伏组件屋面工程技术规程（征 求意见稿）》中，要求屋面材料的设计使用年限应与光伏系统的设计使用年限向匹配，无法满足要求时应给出维 修替换方案；2020 年，住建部发布《屋面工程技术规范（局部修订条文征求意见稿）》，明确规定屋面工程的设 计工作年限不少于 20 年。在光伏与建筑建材两个行业标准的推动下，防水等级提升为大势所趋。

组件及系统自身难以实现高性能防水，防水卷材起到兜底和加强的作用。光伏屋面的防水采取“以排为主， 防排结合”方针，防水方案通常采用 W 导水槽（竖向）与 U 型导水槽（横向）结合方式。

我国分布式光伏的装机大省多集中于华北、华中和华东地区，其中山东、安徽、浙江的装机量名利前茅，这些省份降雨量高于全国平均水平，防水支架在雨水量过大或水槽堵塞时易造成返水、漏水；同时，光伏防水支架的安装步骤繁琐，易产生由于装配不良而导致的事故。因此，仅靠支架防水可能难以保证屋顶分布式光伏的运营质量，需要加装屋 顶防水卷材为其兜底。

因此防水卷材是光伏屋面一级防水结构的基本构造。在防水升级的背景下，防水卷材作为光伏屋面防水的 主要技术路径之一，占据了一定的市场空间。而在《光伏组件屋面工程技术规程（征求意见稿）》中要求光伏屋面一级防水结构中，除光伏结构防水层以外必须加装防水卷材。由此可以预见，未来组件的使用年限将不断延长，屋面防水要求逐步趋严，对防水卷材需求的确定性也将明显提升。

施工端：当前安装工艺存在改进空间，防水配套预制件有望解决现有痛点

当前支座安装工艺多会造成渗漏可能性。目前支座无论是混凝土屋面还是金属屋面可总体上分为两种，螺 栓打孔固定式和夹具夹持式，但二者都可能会造成屋面渗漏。首先螺栓打孔固定式需要将螺丝钉打入原有屋面， 会对原有防水层产生破坏，而为了防止渗漏通常会安装防水胶条或灌注防水密封胶，但这两种防水材料无法对 打孔处实现完全的密闭包裹。根据《EPDM 胶条质保期计算方法(可公开版)》测算，EPDM 防水胶条的自然老 化时间为 10-15 年，而防水胶带使用年限则更短，长期来看必然会开裂漏水。夹具加持式基本用于金属屋面， 但夹具一般采用铝合金材质，与金属板材存在电位差，会加速金属板材的腐蚀。

打孔式支座安装后需要对屋面进行防水维护，长时间施工可能造成二次伤害。传统情况下，为了弥补打孔 带来的渗漏风险，需要对支座进行单独防水处理，一般流程为：在支座安装完成后，用防水卷材覆盖支座底部， 并用热风焊接的方式与原屋面卷材链接，之后再采用细部卷材将支架包裹并与大面卷材焊接为一个整体，形成完整防水体系，整体施工流程较为复杂，安装时间较长，而屋面长时间上人安装将对彩钢瓦形成踩踏，造成锁 边松脱，进而对屋面防水造成二次伤害。

防水一体化预制件可兼顾防水和固定双重功能，加快施工进度。为解决支座和防水单独施工所带来二次伤害，防水企业结合支座施工特点以及自身产品特性，开发出防水一体化固定预制件，此类预制件提前用防水卷材包覆立柱，底盘防水卷材在工厂预制成形，并在预制件底部固定锚，安装时通过 90°翻转，反扣在钢板基层，为屋面分布式光伏提供足够的抗风性能保障。防水预制件由于安装步骤提前，防水材料与支座在工厂就已经预 制成形，因此能缩短施工流程，更好实现防水效果。

2.2.2 BIPV：组件需承担建筑材料性能，防水卷材当下必不可缺

与 BAPV 不同，屋顶 BIPV 需替代原有屋面。屋顶 BIPV 产品除了发电产生收益外，建筑属性是其最为重 要的特性。BAPV 的防水是为了满足光伏组件的使用年限，而 BIPV 的防水则是其作为建筑材料所必须要承担的性能。在应用领域中，BIPV 由于当前技术限制，仍不能替代混凝土公共建筑的屋顶，多以加盖的采光顶形式体现；而在工商业金属屋面以及民用领域，已经出现可以替代原有屋面的 BIPV 产品，例如工商业的保温防水 光伏一体化屋面，民用领域的光伏瓦。

从产品结构来看，采光顶型BIPV 由于采用透光组件，其对于装饰需求较大，而防水卷材和涂料都不具有 透光性，因此在此类产品中，防水材料的适用空间较小；而工商业领域的屋顶一般采用金属屋顶，当前 BIPV 产品可通过集成的方式将光伏组件、保温材料、防水卷材以及彩钢瓦组合形成光伏屋面系统，在发电的同时承担建筑特性，进而替代原有屋面；而民用领域中，目前光伏瓦仅替代砖瓦和沥青瓦，光伏瓦屋面仍需要底部防 水层打底。

细分来看，工商业 BIPV 屋顶系统采取一体化销售模式，防水卷材通常包含在系统内。在目前使用于工商 业屋顶的 BIPV 产品中，通常将防水卷材复合在系统中打包销售，即在产品端就已经确定了防水卷材的使用。在后续的施工阶段中，防水材料一般位于保温材料之上，光伏组件之下，而且一体化施工更会考虑到防水层与 支座的集成，进而保证 BIPV 屋面系统的防水性。

民用领域中光伏瓦仅替代原有瓦片，屋面防水仍需防水卷材打底。在传统砖瓦和沥青瓦屋面中，屋面的防 水大多由瓦片下方的防水卷材层所承担，而光伏瓦仅替代传统砖瓦和沥青瓦，并没有过多承担防水性能；同时更换光伏瓦后，由于需要加装支座，难免会对原有防水层造成伤害。在龙焱新能源公开的光伏瓦安装流程中， 光伏瓦需要安装在由混凝土瓦制造商推荐的屋面防水卷材之上。因此，在民用领域中，使用光伏瓦作为屋面仍然需要底层的防水卷材打底。


原标题：为什么屋顶光伏需要防水卷材？