2017年上半年,我国新增光伏装机24.40GW,其中分布式光伏新增装机7.11GW,比去年【nián】同期提高【gāo】了近【jìn】三倍。然而【ér】,在分布式【shì】光伏发展如火如荼的时候【hòu】,分布式光伏项目屋顶荷【hé】载问题,特别是易【yì】形成较大项目规【guī】模【mó】的钢结构彩钢瓦屋面的荷【hé】载问题,成为【wéi】了项目【mù】开发中最【zuì】为重要【yào】的一个痛点。在开具荷载证【zhèng】明【míng】之前,如何对光伏发电屋顶承载力进行预判,以大致确定是否符合光伏项目的要求?

超级干货 | 光伏发电屋顶承载力包括哪些?如何预判?

1、光伏发电屋面荷载的分类

按时【shí】间【jiān】分类:永久荷载【zǎi】(恒荷载)、可变荷载【zǎi】(活荷载)、偶然荷【hé】载【zǎi】(特殊载荷或偶然作用)。光伏电站系统属于新增恒荷载。

作用面大小分类:均布载荷、集中荷载、线性荷载。

作用方向分类:垂直荷载、水平荷载。

2、屋面分布式光伏项目涉及的荷载

屋面结构自【zì】重【chóng】:钢【gāng】筋混凝土楼板自重【chóng】、屋【wū】面【miàn】钢梁【liáng】檩条彩钢板的自重、屋面保温防水材料的自重【chóng】、屋面原有【yǒu】构件及设备的自【zì】重(属于恒【héng】荷载)。

光伏电站系统荷载:光伏组件,支架、基础、电缆、汇流箱等(属于新增恒荷载)。

风【fēng】、雨【yǔ】、雪荷载:因建设光伏【fú】电站,而导致的【de】风、雨、雪荷载的增大。

施【shī】工荷【hé】载(后期【qī】运维【wéi】荷载):施工阶段【duàn】,设备材料的吊装、运输、施工【gōng】人员、施工设备等【děng】产生的【de】作用影响,属【shǔ】于活荷载。

地震不属于荷载【zǎi】,地【dì】震是一种作用,关于地震作用的规【guī】定及【jí】验算,见GB50011-2010《建筑抗震设计规【guī】范》。

3、荷载的预判

图纸的模拟计算:通过建筑【zhù】物结构图纸,使【shǐ】用软件(如【rú】MTStool、理正结构工【gōng】具箱等)对主要受力构件(如檩【lǐn】条【tiáo】、楼板等【děng】)初步【bù】核【hé】算。

现场勘【kān】察:实际建筑物与设计图纸对【duì】比,发现设计图以外新增【zēng】荷载或因后期【qī】改扩建变更的【de】荷载。

室外【wài】:屋面【miàn】增建【jiàn】的【de】设备间,电梯间【jiān】,空调机或天线的【de】设备基【jī】础、消防或通风管道等

室内:有无大面积漏水、梁板柱【zhù】有无开【kāi】裂、锈【xiù】蚀及【jí】损毁、新增吊【diào】顶构件,屋面内【nèi】部【bù】吊【diào】挂设备、屋面开【kāi】洞、新增室内轨道吊【diào】车等。

如果想要获得可靠的荷载【zǎi】数据【jù】,应【yīng】当经过现场勘察后,结合现场【chǎng】实际【jì】荷载情况,再进行结【jié】构建模等系统的核【hé】算。

4、混凝土屋面荷载的预判

钢筋【jīn】混凝【níng】土屋【wū】面:新增光【guāng】伏【fú】发系统的【de】承载【zǎi】力校【xiào】核验算通过率大于80%。结构【gòu】方面比较适宜安装光伏发电系统。

侧重注意的问题:私自【zì】建造的建筑物、建设【shè】年代久远的老旧建【jiàn】筑【zhù】,存【cún】在偷工减料的豆【dòu】腐工程、私自改扩建情况影响了原建【jiàn】筑结构受力安全、与屋主沟【gōu】通【tōng】未来是【shì】否【fǒu】有屋面结【jié】构【gòu】改扩建【jiàn】计划。

混凝土预制板【bǎn】屋面、预应【yīng】力双T板屋面、马鞍板屋面,通过【guò】选【xuǎn】择合适的安装形【xíng】式,如适【shì】当降低【dī】安装倾角、避让敏【mǐn】感区域【yù】、阵列加装【zhuāng】导流板【bǎn】、降低配重块【kuài】高度和重量【liàng】等,亦可正在安装光伏电站系统。

混凝【níng】土【tǔ】屋面光伏【fú】系统按单【dān】排组件最佳倾角进行安装、混凝土配重上【shàng】考【kǎo】虑,约0.45KN/㎡。

5、金属屋面荷载的预判

金属屋面【miàn】:新增【zēng】光伏系统的【de】承载力校核验算通过率小【xiǎo】于50%。结构承载【zǎi】力不足情况【kuàng】较多,使用【yòng】前需认【rèn】真校核。

侧重注意的【de】问题:是否为正规设计单位设计、能否【fǒu】获取【qǔ】原设计图纸、是否私自【zì】建造、是否建设【shè】期替换过钢材等级、私自【zì】改扩建情况影【yǐng】响了原建筑结构受力安全、与屋【wū】主【zhǔ】沟通未来是否【fǒu】有屋【wū】面结【jié】构改扩【kuò】建【jiàn】计划。

彩钢瓦屋面光【guāng】伏【fú】光伏系统【tǒng】按组件顺【shùn】屋面坡【pō】度平铺安装【zhuāng】、支架檩条采用夹具夹在金属屋面瓦楞上考虑【lǜ】,约0.15KN/㎡。

6、金属屋面荷载的快速预判方法

◆经验方法一:

非正规设计院设计、非正【zhèng】规【guī】施工【gōng】单位施工、无图纸或借图建造的厂房,基本都【dōu】不可使用。因为其结构安全不【bú】可【kě】控、野蛮施【shī】工隐患多【duō】、材料以次充好【hǎo】。如【rú】Q235材料替换Q345材【cái】料使【shǐ】用。

◆经验方法二:

檩条跨度6米左右,檩条型号小于180,檩条核算易超限;

檩条跨度8米左右,檩条型号小于220,檩条核算易超限;

檩【lǐn】条跨度大于6米,檩条间的【de】拉条仅为【wéi】1道时,檩条核算【suàn】易侧【cè】向失稳。

以上主要针对常见的C型或Z型【xíng】檩条的门式钢架结构【gòu】厂【chǎng】房进行预判【pàn】,上述【shù】情况下【xià】通【tōng】常存在【zài】增加光伏电站荷【hé】载后【hòu】,应力比【bǐ】超限或挠度超限。

上述方法仅供各位在开发【fā】期间参【cān】考,在光伏发电项目实际设计中,应【yīng】当由设计院对屋【wū】顶【dǐng】,特别是彩【cǎi】钢【gāng】瓦屋面进行荷载【zǎi】的校验,保证【zhèng】项目【mù】安全性【xìng】。

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