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光伏發(fā)電屋頂承載力包括哪些?如何預(yù)判?

核心提示:2017年上半年,我國新增光伏裝機(jī)24.40GW,其中分布式光伏新增裝機(jī)7.11GW,比去年同期提高了近三倍。然而,在分布式光伏發(fā)展如火如荼的時(shí)候,分布式光伏項(xiàng)目屋頂荷載問題,特別是易形成較大項(xiàng)目規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)彩鋼瓦屋面的荷載問題。
   2017年上半年,我國新增光伏裝機(jī)24.40GW,其中分布式光伏新增裝機(jī)7.11GW,比去年同期提高了近三倍。然而,在分布式光伏發(fā)展如火如荼的時(shí)候,分布式光伏項(xiàng)目屋頂荷載問題,特別是易形成較大項(xiàng)目規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)彩鋼瓦屋面的荷載問題,成為了項(xiàng)目開發(fā)中最為重要的一個(gè)痛點(diǎn)。在開具荷載證明之前,如何對(duì)光伏發(fā)電屋頂承載力進(jìn)行預(yù)判,以大致確定是否符合光伏項(xiàng)目的要求?

  光伏發(fā)電屋頂承載力包括哪些?如何預(yù)判?
 
  1、光伏發(fā)電屋面荷載的分類
  
  按時(shí)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(tǒng)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。
  
  2、屋面分布式光伏項(xiàng)目涉及的荷載
  
  屋面結(jié)構(gòu)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(gòu)件及設(shè)備的自重(屬于恒荷載)。
  
  光伏電站系統(tǒng)荷載:光伏組件,支架、基礎(chǔ)、電纜、匯流箱等(屬于新增恒荷載)。
  
  風(fēng)、雨、雪荷載:因建設(shè)光伏電站,而導(dǎo)致的風(fēng)、雨、雪荷載的增大。
  
  施工荷載(后期運(yùn)維荷載):施工階段,設(shè)備材料的吊裝、運(yùn)輸、施工人員、施工設(shè)備等產(chǎn)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(guān)于地震作用的規(guī)定及驗(yàn)算,見GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。
  
  3、荷載的預(yù)判
  
  圖紙的模擬計(jì)算:通過建筑物結(jié)構(gòu)圖紙,使用軟件(如MTStool、理正結(jié)構(gòu)工具箱等)對(duì)主要受力構(gòu)件(如檁條、樓板等)初步核算。
  
  現(xiàn)場勘察:實(shí)際建筑物與設(shè)計(jì)圖紙對(duì)比,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖以外新增荷載或因后期改擴(kuò)建變更的荷載。
  
  室外:屋面增建的設(shè)備間,電梯間,空調(diào)機(jī)或天線的設(shè)備基礎(chǔ)、消防或通風(fēng)管道等
  
  室內(nèi):有無大面積漏水、梁板柱有無開裂、銹蝕及損毀、新增吊頂構(gòu)件,屋面內(nèi)部吊掛設(shè)備、屋面開洞、新增室內(nèi)軌道吊車等。
  
  如果想要獲得可靠的荷載數(shù)據(jù),應(yīng)當(dāng)經(jīng)過現(xiàn)場勘察后,結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際荷載情況,再進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模等系統(tǒng)的核算。
  
  4、混凝土屋面荷載的預(yù)判
  
  鋼筋混凝土屋面:新增光伏發(fā)系統(tǒng)的承載力校核驗(yàn)算通過率大于80%。結(jié)構(gòu)方面比較適宜安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)。
  
  側(cè)重注意的問題:私自建造的建筑物、建設(shè)年代久遠(yuǎn)的老舊建筑,存在偷工減料的豆腐工程、私自改擴(kuò)建情況影響了原建筑結(jié)構(gòu)受力安全、與屋主溝通未來是否有屋面結(jié)構(gòu)改擴(kuò)建計(jì)劃。
  
  混凝土預(yù)制板屋面、預(yù)應(yīng)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(dāng)降低安裝傾角、避讓敏感區(qū)域、陣列加裝導(dǎo)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(tǒng)。
  
  混凝土屋面光伏系統(tǒng)按單排組件最佳傾角進(jìn)行安裝、混凝土配重上考慮,約0.45KN/㎡。
  
  5、金屬屋面荷載的預(yù)判
  
  金屬屋面:新增光伏系統(tǒng)的承載力校核驗(yàn)算通過率小于50%。結(jié)構(gòu)承載力不足情況較多,使用前需認(rèn)真校核。
  
  側(cè)重注意的問題:是否為正規(guī)設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)、能否獲取原設(shè)計(jì)圖紙、是否私自建造、是否建設(shè)期替換過鋼材等級(jí)、私自改擴(kuò)建情況影響了原建筑結(jié)構(gòu)受力安全、與屋主溝通未來是否有屋面結(jié)構(gòu)改擴(kuò)建計(jì)劃。
  
  彩鋼瓦屋面光伏光伏系統(tǒng)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/㎡。
  
  6、金屬屋面荷載的快速預(yù)判方法
  
  ◆經(jīng)驗(yàn)方法一:
  
  非正規(guī)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)、非正規(guī)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?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)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(jīng)驗(yàn)方法二:
  
  檁條跨度6米左右,檁條型號(hào)小于180,檁條核算易超限;
  
  檁條跨度8米左右,檁條型號(hào)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(shí),檁條核算易側(cè)向失穩(wěn)。
  
  以上主要針對(duì)常見的C型或Z型檁條的門式鋼架結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行預(yù)判,上述情況下通常存在增加光伏電站荷載后,應(yīng)力比超限或撓度超限。
  
  上述方法僅供各位在開發(fā)期間參考,在光伏發(fā)電項(xiàng)目實(shí)際設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)由設(shè)計(jì)院對(duì)屋頂,特別是彩鋼瓦屋面進(jìn)行荷載的校驗(yàn),保證項(xiàng)目安全性。

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