屋面光伏荷载结构承载力检测鉴定评估

屋面光伏荷载结构承载力检测鉴定评估屋面光伏荷载结构承载力检测鉴定评估

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屋面光伏电站荷载检测是太阳能利用的主要形式之一，可分为屋顶和地面光伏电站。从技术角度上分析，屋顶光伏电站的优势明显：并网点靠近用户侧，可实现即发即用，避免了远距离传输的损耗和电网建造等问题；电站使用的场地为闲置的屋顶，不占用额外的土地资源；电站建设的规模较小且相对分散，其不稳定性对于电网的冲击相对较小；光伏发电的时间基本上是电网的峰值用电时间，能起到很好的“削峰填谷”的作用，有利于减轻电网的负担屋面光伏荷载结构承载力检测鉴定评估。屋顶光伏电站是一个重要的未来发展方向。2011年，**屋顶光伏电站装机容量约占光伏总装机容量的70%[1]。一直以来，欧美等国家始终将扶持的重点放在屋顶光伏电站项目上，德国和意大利总装机容量的80%来自屋顶电站；日本**近年来推出了“太阳能屋顶计划”，其2011年屋顶电站装机量达70%；而这一比例在法国更是达到了90%；美国**通过2010年的“千万太阳能屋顶”计划，不断扩大其屋顶光伏电站的市场规模，预计2030年其屋顶光伏电站安装量将达到200GW。而在国内，自2009年以来，财政部、**等陆续推出“太阳能屋顶计划”和金太阳示范工程，不断推广国内屋顶太阳能的示范应用，预计2015年分布式光伏电站规模将达10GW[2]，其中屋顶光伏电站为其主要形式。屋面光伏荷载结构承载力检测鉴定评估

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二 屋顶光伏电站荷载承重检测的有效解决方案
目前屋顶光伏电站也存在很多问题，如屋顶建筑结构的适应性问题、电站设计的优化问题、电能*质量问题、监控调度问题等。通过自主研究，针对上述问题提供有效解决方案。通过采用多样化安装设计方案，满足了各类屋顶电站建设的要求；为优化电站设计，搭建了“光伏组件户外优化测试系统”，从电池组件选型、安装角度，优化、气候环境匹配等多方面研究系统效率优化设计方案，显着提升了光伏电站的性价比，同时该系统被鉴衡认证中心授为国内一个“光伏发电实证性测试研究平台”；为**电能的*质量，公司与*大学联合开展研究，在降低谐波、防范孤岛效应等方面取得较好成绩；为了进一步保证光伏电站高效稳定发电，构建智能调度监控系统，实现光伏电站的实时有效监控，并及时对可能出现的故障作出应急处理，较终实现电站*、可靠运行。

三、 屋面光伏荷载结构承载力检测鉴定评估---电站安装设计优化方案
公司针对现有屋顶建筑结构的复杂多变的特点，提出具有针对性的多种安装设计方案，目前已形成具有市场竞争力的屋顶支架解决方案体系该体系包括新建屋顶水泥预置方案、旧有建筑屋顶承重改造方案、轻钢厂房屋顶平铺卡具方案、采光屋顶BIPV透光方案、无预置屋顶导流板支架方案等(如图1)。其中无预置屋顶导流板支架方案具有不破坏屋面、安装便捷、施工无噪声和后期变更方便等**优点，满足了各类新旧屋顶的光伏电站建设要求。
上述所有屋顶支架解决方案均已通过实际案例的运行验证。例如在北京市较大的屋顶光伏电站项目(京东方8.5代线屋顶并网光伏发电项目)的电站安装设计时，为了满足用户的无屋面破坏作业、高防水、保温等特殊要求，针对性采用新建屋
图1 屋顶光伏电站的不同支架解决方案
新建屋顶－
水泥预制方案
旧有建筑屋顶－承重改造方案
轻钢厂房屋顶－平铺卡具方案
采光屋顶－BIPV透
光方案无预制屋顶－导流板支架方案轻钢厂房屋顶－柔性薄
膜防水一体化方案
**水泥预置T型方案和无预置屋顶导流板支架方案，不但实现光伏电站的稳定发电，同时保证了用户侧半导体精密设备的可靠运行。

四、屋面光伏荷载检测鉴定的相关工程概况
项目名称：江苏省*****中心小学49KW光伏屋顶 工程地址：江苏省***
设计单位：上海能恩太阳能应用技术有限公司 建设单位：******有限公司 结构形式：屋面钢结构光伏支架 支架高度：0.3m
2 参考规范
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068—2001 《建筑结构荷载规范》GB50009—2001（2006年版） 《建筑抗震设计规范》GB50011—2010 《钢结构设计规范》GB50017—2003
《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018—2002 《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280—2007
3设计条件：
太阳能板规格：1650mm*990mm*50mm 混凝土屋顶太阳能板安装数量：200块 较大风速：27.5m/s   平坦开阔地域 太阳能板重量：20kg

惯性矩 Ix 8.3731E+04 惯性矩 Iy 4.5694E+04 回转半径 ix 1.7386E+01 回转半径 iy 1.2844E+01 截面抵抗矩 Wx 4.0844E+03 截面抵抗矩 Wx
4.0844E+03 截面抵抗矩 Wy 3.1478E+03 截面抵抗矩 Wyy
1.7254E+03
4.3 假定荷重： ①固定荷重G
太阳能板质量：  G1=20kg×20=400kg  →3920N; 所以C形轨道承载的固定荷载重量G=3920N; ②风压荷重W
根据《建筑结构荷载规范》中对风载荷的规定如下（按承重结构设计）：
Wk =βgz μs μz W0 Wk:风荷载标准值（KN/m2）； βgz： 高度Z 处的风振系数； μs： 风荷载体型系数； μz：风压高度变化系数（0.84）； W0：基本风压（KN/m2）
所以βgz=1.6
根据《建筑结构荷载规范》表F7.3.1，体型系数μs为1.475， 所以，Wk=1.6*0.83*0.84*0.57=0.636KN/m2 ③雪压荷重
根据《建筑结构荷载规范》中规定： Sk=μr*S0；
Sk：雪荷载标准值（KN/m2）； Μr：屋面积雪分布系数； S0：基本雪压（KN/m2）
根据《建筑结构荷载规范》表6.2.1Μr=0.2 S0为0.35 KN/m2
所以Sk=0.2*0.35=0.07 KN/m2 ④地震荷载
根据《建筑抗震设计规范》，采用底部剪力法时，按下列公式确定：
FEk=?1 *Geq
FEk为结构总水平地震作用标准值；
?1为水平地震影响系数值，可取水平地震影响系数较大值?max； Geq为结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值。 由于扬中市没有处于我国的地震带，所以根据《建筑抗震设计规范》表5.1.2-2查得?1为

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五、屋面光伏荷载结构承载力检测鉴定评估

工业园区是未来一个时期我国分布式光伏发电技术的重点发展区域，具有良好的发展前景。而相当数量的光伏系统需要在已建成的工业厂房上进行安装，因此屋面的承载能力评估成为发展分布式光伏的首要工作。本文以位于泰安地区的某工业屋顶分布式光伏项目为例，详细介绍了*荷载和可变荷载分析，并将计算值与专业建筑工程评估机构出具的复核值进行比较，根据评估结果确定了该工业厂房屋面的装机容量。然后，以该屋面彩钢板的型式为依据，设计了相应的固定夹具以及确定了各种部件之间的配合关系，介绍了该项目的施工设计方法。屋面光伏组件的安装分为穿透式和非穿透式两种，其中穿透式施工方法将光伏组件所在支撑构件与彩钢板下的承重梁通过铆钉连接，其优点是结实、不易受外力影响，但缺点是*导致屋面漏水且不易维护[9]。目前国内大多采用非穿透式施工方法，即根据彩钢板的安装型式定制相应的夹具，从而将支撑件与屋面连接在一起，然后通过螺栓将光伏组件固定在支撑件上。具体方法如下。
屋面系统采用的彩钢板分为直立锁边式、咬口式、卡扣式等几个类型，该项目屋顶的彩钢板采用咬口式，如图1所示。根据图1中彩钢板咬口处的形状和尺寸，该项目设计加工了与之配套的固定夹具，如图2所示，由夹具1和夹具2通过螺栓连接。 

屋面光伏荷载结构承载力检测鉴定评估

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