主題: 光伏發電屋頂承載力包括哪些，如何預判？

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發表于：2017/12/26 9:23:36
來自：中國四川德陽

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2017年上半年，我國新增光伏裝機24.40GW，其中分布式光伏新增裝機7.11GW，比去年同期提高了近三倍。然而，在分布式光伏發展如火如荼的時候，分布式光伏項目屋頂荷載問題，特別是易形成較大項目規模的鋼結構彩鋼瓦屋面的荷載問題，成為了項目開發中最為重要的一個痛點。在開具荷載證明之前，如何對光伏發電屋頂承載力進行預判，以大致確定是否符合光伏項目的要求？

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    一、光伏發電屋面荷載的分類

    按時間分類：永久荷載（恒荷載）、可變荷載（活荷載）、偶然荷載（特殊載荷或偶然作用）。光伏電站系統屬于新增恒荷載。

    作用面大小分類：均布載荷、集中荷載、線性荷載。

    作用方向分類：垂直荷載、水平荷載。

    二、屋面分布式光伏項目涉及的荷載

    屋面結構自重：鋼筋混凝土樓板自重、屋面鋼梁檁條彩鋼板的自重、屋面保溫防水材料的自重、屋面原有構件及設備的自重（屬于恒荷載）。

    光伏電站系統荷載：光伏組件，支架、基礎、電纜、匯流箱等（屬于新增恒荷載）。

    風、雨、雪荷載：因建設光伏電站，而導致的風、雨、雪荷載的增大。

    施工荷載（后期運維荷載）：施工階段，設備材料的吊裝、運輸、施工人員、施工設備等產生的作用影響，屬于活荷載。

    地震不屬于荷載，地震是一種作用，關于地震作用的規定及驗算，見GB50011-2010《建筑抗震設計規范》。

    三、荷載的預判

    圖紙的模擬計算：通過建筑物結構圖紙，使用軟件（如MTStool、理正結構工具箱等）對主要受力構件（如檁條、樓板等）初步核算。

    現場勘察：實際建筑物與設計圖紙對比，發現設計圖以外新增荷載或因后期改擴建變更的荷載。

    室外：屋面增建的設備間，電梯間，空調機或天線的設備基礎、消防或通風管道等

    室內：有無大面積漏水、梁板柱有無開裂、銹蝕及損毀、新增吊頂構件，屋面內部吊掛設備、屋面開洞、新增室內軌道吊車等。

    如果想要獲得可靠的荷載數據，應當經過現場勘察后，結合現場實際荷載情況，再進行結構建模等系統的核算。

    四、混凝土屋面荷載的預判

    鋼筋混凝土屋面：新增光伏發系統的承載力校核驗算通過率大于80%。結構方面比較適宜安裝光伏發電系統。

    側重注意的問題：私自建造的建筑物、建設年代久遠的老舊建筑，存在偷工減料的豆腐工程、私自改擴建情況影響了原建筑結構受力安全、與屋主溝通未來是否有屋面結構改擴建計劃。

    混凝土預制板屋面、預應力雙T板屋面、馬鞍板屋面，通過選擇合適的安裝形式，如適當降低安裝傾角、避讓敏感區域、陣列加裝導流板、降低配重塊高度和重量等，亦可正在安裝光伏電站系統。

    混凝土屋面光伏系統按單排組件最佳傾角進行安裝、混凝土配重上考慮，約0.45KN/㎡。

    五、金屬屋面荷載的預判

    金屬屋面：新增光伏系統的承載力校核驗算通過率小于50%。結構承載力不足情況較多，使用前需認真校核。

    側重注意的問題：是否為正規設計單位設計、能否獲取原設計圖紙、是否私自建造、是否建設期替換過鋼材等級、私自改擴建情況影響了原建筑結構受力安全、與屋主溝通未來是否有屋面結構改擴建計劃。

    彩鋼瓦屋面光伏光伏系統按組件順屋面坡度平鋪安裝、支架檁條采用夾具夾在金屬屋面瓦楞上考慮，約0.15KN/㎡。

    六、金屬屋面荷載的快速預判方法

    經驗方法一：

    非正規設計院設計、非正規施工單位施工、無圖紙或借圖建造的廠房，基本都不可使用。因為其結構安全不可控、野蠻施工隱患多、材料以次充好。如Q235材料替換Q345材料使用。

    經驗方法二：

    檁條跨度6米左右，檁條型號小于180，檁條核算易超限；

    檁條跨度8米左右，檁條型號小于220，檁條核算易超限；

    檁條跨度大于6米，檁條間的拉條僅為1道時，檁條核算易側向失穩。

    以上主要針對常見的C型或Z型檁條的門式鋼架結構廠房進行預判，上述情況下通常存在增加光伏電站荷載后，應力比超限或撓度超限。

    上述方法僅供各位在開發期間參考，在光伏發電項目實際設計中，應當由設計院對屋頂，特別是彩鋼瓦屋面進行荷載的校驗，保證項目安全性。