太陽能屋面光伏承重檢測鑒定報告辦理單位

時間：2022-04-16作者：深圳市住建工程檢測有限公司瀏覽：343

一、屋光伏承重檢測鑒定——光伏支架常見形式

光伏支架具有多種分類方式，如按照連接方式分為焊接式和組裝式，按照安裝結(jié)構(gòu)分為固定式和逐日式，按照安裝地點(diǎn)分為地面式和屋面式等。無論哪種光伏系統(tǒng)，其支架構(gòu)成大體相似，都包括連接件、立柱、龍骨、橫梁、輔助件等部分。

1.1固定式光伏支架

固定式光伏支架，顧名思義，是指安裝之后方位、角度等保持不變的支架系統(tǒng)。固定安裝方式直接將太陽能光伏組件朝向低緯度地區(qū)放置（與地面成一定的角度），以串并聯(lián)的方式組成太陽能光伏陣列，從而達(dá)到太陽能光伏發(fā)電的目的。其固定方式有多種，如地面固定方式就有樁基法（直接埋入法）、混凝土塊配重法、預(yù)埋法、地錨法等，屋面固定方式隨屋面材料不同而有不同的方案。

1.1.1屋面光伏系統(tǒng)支架

屋面光伏支架所安裝的環(huán)境包括坡屋面、平屋面，安裝時需順應(yīng)屋面環(huán)境，不破壞固有結(jié)構(gòu)及自防水系統(tǒng)，屋面材料包括琉璃瓦、彩鋼瓦、油氈瓦、混凝土面等。針對不同的屋面材料采用不同的支架方案。

屋面按傾斜角度分為坡面和平面兩種，所以屋面光伏系統(tǒng)的傾斜角度有多種選擇，對于坡屋面通常采用平鋪的方式順應(yīng)屋坡度布置，也可以采用與屋成一定傾角的布置方式，但是這種做法相對比較復(fù)雜，案例較少；對于平屋面則有平鋪和傾斜一定角度兩種選擇。

針對不同的屋面材料，會有不同的支架系統(tǒng)。

1）琉璃瓦屋面支架

2）彩鋼瓦屋面支架

彩鋼板是薄鋼板經(jīng)冷壓或冷軋成型的鋼材。鋼板采用涂層薄鋼板（或稱彩色鋼板）、鍍鋅薄鋼板、防腐薄鋼板(含石棉瀝青層)或其他薄鋼板等。

壓型鋼板具有單位重量輕、強(qiáng)度高、抗震性能好、施工**、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)，是良好的建筑材料和構(gòu)件，主要用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)、樓板，也可用于其他構(gòu)筑物。

屋面彩鋼瓦一般分為：直立鎖邊型、咬口型（角馳式）型、卡扣型（暗扣式）型、固定件連接（明釘式）型。

圖4彩鋼瓦屋面支架固定方式

3）混凝土屋面支架

   混凝土屋面光伏支架一般為固定傾角的固定方式，也可以采用平鋪方式布置。該型屋面固定方式主要為混凝土基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化固定連接件固定，分為現(xiàn)澆型和預(yù)澆型兩種方式。



二、屋光伏承重檢測鑒定——載荷計(jì)算

     將太陽能電池陣列安裝在地面上或者房屋屋上，以及住宅的平屋上的場 合，*打好牢固的地基，然后再作支架設(shè)計(jì)。支架(支持物)大部分都是鋼結(jié)構(gòu)。支架是安裝從下端到上端高度為4m以下的太陽能電池陣列時使用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時把允許應(yīng)力設(shè)計(jì)作為基本，設(shè)計(jì)用的荷重是以等價靜態(tài)荷重為前提。到現(xiàn)在為止關(guān)于太陽能電池陣列的支架沒有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如果作為電氣設(shè)備考慮的場合，按照送電支撐物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如果作為建筑物考慮，則按照建筑法、建筑物荷重等。但是，這些標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)對象和設(shè)計(jì)方法的考慮中存在一些差異，不適合稱為太陽能電池陣列的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1假想荷重

作為太陽能電池陣列用支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時的假想荷重，有持久作用的固定荷重和自然界外力的風(fēng)壓荷重、積雪荷重及地震荷重等。此外，也有因溫度變化產(chǎn)生的“溫度荷重”，但是在除了焊接結(jié)構(gòu)的長部件以外的支撐物中，與其他荷重相比很小，因此忽略不計(jì)。

①固定荷重(G )。組件質(zhì)量( M G )和支撐物等質(zhì)量( K G )的總和。

②風(fēng)壓荷重(W )。加在組件上的風(fēng)壓力( M W )和加在支撐物上的風(fēng)壓力( K W )的總和(矢量和)。

③積雪荷重( S )。與組件面垂直的積雪荷重。

④地震荷重( K )。加在支撐物上的水平地震力(在鋼結(jié)構(gòu)支架中地震荷重一般比風(fēng)壓荷重要小)

荷重條件和荷重組合如表1所示。多雪地區(qū)的荷重組合，把積雪荷重設(shè)為平時的70%，暴風(fēng)時及地震時設(shè)為35%。

2.2風(fēng)壓荷重

在設(shè)計(jì)太陽能電池陣列安裝用支架結(jié)構(gòu)時，在假想荷重中較大的荷重一般是

風(fēng)壓荷重。在電池陣列中因風(fēng)引起的損壞多數(shù)在強(qiáng)風(fēng)時發(fā)生。這里規(guī)定的風(fēng)壓荷重只適用于防止因強(qiáng)風(fēng)導(dǎo)致的破壞為目的的設(shè)計(jì)。

(1) 設(shè)計(jì)時的風(fēng)壓荷重

作用于陣列的風(fēng)壓荷重：W = CW×q ×AW

式中W是風(fēng)壓荷重( N )；C W是風(fēng)力系數(shù)；q設(shè)計(jì)用速度壓(N/m2)；A W是受風(fēng)面積(m2)。

(2)設(shè)計(jì)時的速度壓

設(shè)計(jì)時的速度壓：q = q0×α×I×J

式中q 是設(shè)計(jì)用的速度壓(N/m2)；q0是基準(zhǔn)速度壓(N/m2)；α是高度補(bǔ)償系數(shù)；

I 是用途系數(shù)；J是環(huán)境系數(shù)。

對于設(shè)計(jì)速度壓q，一般應(yīng)按照如下準(zhǔn)則計(jì)算: 對于地上16m以下和16m以上場合的速度壓算式應(yīng)按照如下準(zhǔn)則計(jì)算：地上16m以下的場合: 60；地上16m以上的場合: 1204 。這里，h為地面以上的高度。在地面31m以上安裝的場合，風(fēng)力系數(shù)規(guī)定為1.5以上。

①基準(zhǔn)速度壓q0。設(shè)定基準(zhǔn)高度10m，由下式算出：q0= 0.5ρ×V 02式中q0是基準(zhǔn)速度壓(N/m2)；ρ是空氣密度風(fēng)速(N·s2/m4)；V0是設(shè)計(jì)用基準(zhǔn)(m/s)?？諝獾拿芏仍谙奶旌投觳灰粯?，從安全角度考慮取數(shù)值大的冬天的值1.274N·s2/m4。設(shè)計(jì)用基準(zhǔn)風(fēng)速取在太陽能電池陣列的安裝場所，地上高度10m 處，在50 年內(nèi)再現(xiàn)的較大瞬時風(fēng)速。

②高度補(bǔ)正系數(shù)α。隨地面以上的高度不同，速度壓也不同，因此要進(jìn)行高度補(bǔ)正。高度補(bǔ)正系數(shù)由下式算出: α= ,式中α是高度補(bǔ)正系數(shù)；h 是陣列的地面以上高度；h0是基準(zhǔn)地面以上高度l0m；n是表示因高度遞增變化的程度，5為標(biāo)準(zhǔn)。

③用途系數(shù)I 。是與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的用途重要程度對應(yīng)的系數(shù)(參見表2)。通常，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)速的設(shè)計(jì)用再現(xiàn)期限設(shè)為50年，這相當(dāng)于用途系數(shù)1.0。



三、屋光伏承重檢測鑒定——舉例說明增設(shè)光伏電站對屋荷載的影響：

屋面新增光伏系統(tǒng)配重統(tǒng)計(jì)：

計(jì)算寬度按一塊配重塊的長度為1.64m考慮，配重塊作用于1.64m的框架梁上，光伏系統(tǒng)的線荷載均通過配重塊施加于框架梁上。1.64m的框架梁上新增的荷載如下：

1恒荷載：

組件自重：3*0.19/2/1.64=0.174kN/m

支架自重：(5.7*2*3.43+1.64*2.63)*10/1000/2/1.64=0.073kN/m

配重自重：0.2*1.64*0.4*2500*10/1000/1.64=2kN/m

屋新增光伏系統(tǒng)自重（恒荷載）合計(jì)：0.174+0.073+2=2.247kN/m

2屋面施工階段活荷載：

施工階段，嚴(yán)格控制施工操作人員在屋面的分布及屋面臨時堆料的擺放，要求不大于設(shè)計(jì)文件中要求的關(guān)于屋面活荷載的限值。故核算屋面活荷載時，可按原設(shè)計(jì)文件的活荷載布置考慮。

3屋面雪荷載：

屋面雪荷載可按原設(shè)計(jì)階段的取值考慮。

4屋面風(fēng)荷載：

屋面風(fēng)荷載可按原設(shè)計(jì)階段的取值考慮。

5地震作用：

屋光伏系統(tǒng)通過屋配重塊傳遞豎向荷載至結(jié)構(gòu)主體，屋配重塊與屋面不構(gòu)造連接，采用直接擱置于屋面的方式。



四、屋光伏承重檢測鑒定——關(guān)于屋光伏電站設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則

1、美觀性

與建筑結(jié)合，美觀大方。在不改變原有建筑風(fēng)格和外觀的前提下，設(shè)計(jì)安裝太陽能光伏陣列的結(jié)構(gòu)和布局。

2、性

光伏系統(tǒng)在考慮美觀的前提下，在給定的安裝面積內(nèi)，盡可能高的提高光伏組件的利用效率，達(dá)到充分利用太陽能，提供較大發(fā)電量的目的。

3、安全性

設(shè)計(jì)的光伏系統(tǒng)應(yīng)安全，不能給建筑物內(nèi)的其他用電設(shè)備帶來安全隱患，盡可能的減少運(yùn)行中的維護(hù)維修工作，同時應(yīng)考慮到方便施工和利于維護(hù)。

太陽能工程*建筑物的安全。太陽能系統(tǒng)不僅僅要*自身系統(tǒng)的安全，同時要確保建筑的安全。考慮安裝條件、安裝方式和安裝強(qiáng)度。

光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求其**，*在較惡劣條件下的正常使用；同時要求系統(tǒng)的易操作和易維護(hù)性，便于用戶的操作和日常維護(hù)。此次關(guān)于太陽能工程*建筑物的安全由業(yè)主單位自行負(fù)責(zé)。

整套光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造和施工的低成本，設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，提高備件的通用互換性，要求系統(tǒng)預(yù)留擴(kuò)展接口便于以后規(guī)模容量的擴(kuò)大。

具體實(shí)施時，太陽光伏發(fā)電組件板要用適當(dāng)?shù)姆轿唤呛蛢A斜角安裝，確保太陽電池組件得到較優(yōu)化的性能；安裝地點(diǎn)的選擇應(yīng)能夠滿足組件在當(dāng)?shù)匾荒曛泄庹諘r間較少天內(nèi)，太陽光從上午9：00到下午3：00能夠照射到組件。

組件安裝結(jié)構(gòu)要經(jīng)得住風(fēng)雪等環(huán)境應(yīng)力，安裝孔位要能**安裝和機(jī)械的受力，**使用正確的安裝結(jié)構(gòu)材料可以使得組件框架、安裝結(jié)構(gòu)和材料的腐蝕減至較小。





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