編者按:2017年上半年,全國新增光伏發(fā)電裝機(jī)容量24.4 GW,同比增長9%,其中:光伏電站17.29 GW,同比減少16%;其中分布式光伏7.11 GW,同比增長2.9倍。隨著分布式光伏發(fā)展的迅速增長,分布式光伏項目屋頂荷載問題,特別是易形成較大項目規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)彩鋼瓦屋面的荷載問題,成為了項目開發(fā)中最為重要的一個關(guān)注點。
今天我們來了解一下在開具荷載證明之前,如何對光伏發(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目的要求?
01、光伏發(fā)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(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。
02、屋面分布式光伏項目涉及的荷載
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(后期運維荷載):施工階段,設(shè)備材料的吊裝、運輸、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)定及驗算,見GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》。
03、荷載的預(yù)判
圖紙的模擬計算: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)對主要受力構(gòu)件(如檁條、樓板等)初步核算。
現(xiàn)場勘察:實際建筑物與設(shè)計圖紙對比,發(fā)現(xiàn)設(shè)計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)場實際荷載情況,再進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模等系統(tǒng)的核算。
04、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/㎡。
05、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)計單位設(shè)計、能否獲取原設(shè)計圖紙、是否私自建造、是否建設(shè)期替換過鋼材等級、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/㎡。
06、金屬屋面荷載的快速預(yù)判方法
方法一:
非正規(guī)設(shè)計院設(shè)計、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。因為其結(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。
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(cè)向失穩(wěn)。
以上主要針對常見的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)電項目實際設(shè)計中,應(yīng)當(dāng)由設(shè)計院對屋頂,特別是彩鋼瓦屋面進(jìn)行荷載的校驗,保證項目安全性。
原標(biāo)題:有關(guān)光伏發(fā)電屋頂荷載以及預(yù)判方法