清远市屋面铺设光伏荷载检测鉴定专项报告

清远市屋面铺设光伏荷载检测鉴定专项报告

分布式光伏发电作为一种新型的发电和用电模式，

具有就近发 电、就近并网、就近转换、就近使用的特点，近年来得到**广 泛的关注和推广。截至 2010年底，**分布式光伏发电累计装机容 量为 23.4GW，占同期光伏发电系统累计装机容量的 66.8%[1]，可见从世界范围内来看分布式发电是光伏应用的主流。我国**近 年来已将分布式光伏发电作为发展清洁能源、 化解过剩产能和应对大气污染的重要手段，不断出台新政策鼓励推广。 目前，分布式光伏发电系统一般安装于建筑屋面，而工业厂房建筑大多是比较低矮、平整的厂房，用电需求大且电**，于是成为大 规模推广分布式光伏发电的可以选择场所。截至 2006 年底，我国拥有各类经济开发区 1568 个 （含高新区、 工业园等） ， 规划面积 9949km2[2]， 建筑密度取 29.28%（以 2012年**开发区调查结果为例）[3]，则 可用于安装光伏系统的工业屋顶面积约达 3000 km2，以每 kw 光伏 阵列占地约 10㎡计算，则装机容量可达到 300GW，市场前景非常广 阔。 另一方面，我国分布式光伏发电的建设施工标准并不统一，针对不同类型屋面的承载能力评估不足， 导致已建成的光伏项目运行质量 堪忧[4]。本文将以泰安**产业（经济）开发区某分布式光伏发电系统项目（以下简称该项目）为例介绍工业园区屋面光伏项目的结 构荷载分析方法和施工设计经验。

屋面光伏荷载安全检测鉴定-荷载分析

目前，我国大多数工业厂房均采用大跨度钢结构建筑形式，以彩 钢板作为屋面建筑材料。该材料具有重量轻、强度高、抗震性能好等优点，但由于多数情况下先有屋顶后建电站，在安装光伏阵列时 存在屋面承重是否达标的问题， 特别是在发生风雪天气及人工维护光伏组件时较需注意。在安装分布式光伏系统前应审慎进行荷载 分析和验算，以评估屋面结构的安全性和可靠性。该项目所在工业厂房为带女儿墙的封闭式单跨双坡屋面， 坡度为 6° ， 屋面高度 14.6m， 屋顶面积 2983 ㎡， 厂房占地2966 ㎡ （宽 42.5m， 长 69.8m） ，光伏组件平行于屋面铺设。 屋面荷载的分析包括*荷载和可变荷载，均按正常使用极限状 态考虑。关于该项目的计算和取值均按照 2012 版《建筑结构荷载规 范》进行[5]。 2.1 *荷载分析由于该项目中的光伏组件采用平铺方式， *荷载主要包括 光伏组件和零配件的自重， 分别以 装，则还需计入支架的重量。 和 表示。如果采用支架方式安 光伏组件的重量一般在 15kg/㎡至 20 kg/㎡之间， 经测算该项目 使用的组件自重 为 0.15kN/㎡。零配件包括放置于光伏组件和屋面 取 0.05 kN/㎡。 。 之间支撑件及各类固定件，为铝合金材料， 于是，该项目的*荷载组合值2.2 可变荷载分析 该项目中的可变荷载主要包括屋面活荷载 、雪荷载 、风荷 载 和积灰荷载。其中由于光伏组件需定期清洗，积灰荷载 可忽略不计。 屋面活荷载包括施工或维修人员、 小型工具和光伏组件等临时性活荷载。由于对屋面结构进行设计及复核时，屋面活荷载中已经包括 了施工人员临时性活荷载， 在此次分析时应扣除光伏屋面施工人员临时性活荷载 （一般取 2 kN/㎡） ， 而只计入光伏组件的均布活荷载 0.54 kN/㎡[6]。 

屋面光伏荷载检测-雪荷载标准值 的计算

 1） 其中， 为屋面积雪分布系数，该项目所在屋顶为单跨双坡结构 且坡度小于 25°，取 1.25；为基本雪压，查表可知泰安地 为 区 应取 0.35 kN/㎡[5]。于是，可得 为 0.44 kN/㎡。 风荷载标准值 的计算如式2）所示。 2） 其中， 指高度 z 处的风振系数，该项目的屋面在 30m 以下且 高宽比小于1.5，可以不考虑脉动风压影响，此时风振系数取 1.0[7]； 指风荷载体型系数，该项目为封闭式双坡屋面，坡度小于 15°，光伏组件迎风面及背风面均承受负压， 按取较不利者原则应取其背风 面系数-0.5[8]； 指风压高度变化系数，该项目位于郊区，地面粗糙度属于 B 类，屋面高 14.6m，应取值 1.13； 知泰安地区 应取 0.40 kN/㎡[5]。于是，可得 指基本风压，查表可为-0.23 kN/㎡。 由于以上不利因素出现的可能性较低， 可将各种可变荷载的标准值乘以相应的折减系数，从而得到组合值。可变荷载组 合值 的计算如式 3）所示。 3） 其中： 4） 5） 6） 、 、分别代表工业楼面活荷载、雪荷载和风荷载的组合 值系数，根据文献[5]可依次取 0.7、0.7 和 0.6。 将式 4） 、5）、6）代入式 3） ，可计算得 2.3 可靠性判断 为确保该项目所在屋面具备施工安装条件， 业主单位专门委托建筑工程评估机构对屋面承载能力进行复核并出具评估报告。 复核结果 （ 和）和计算结果对比如表 1 所示。 表 1项目所在屋面承载能力复核值与计算值比较 荷载类别 *荷载 G 可变荷载 Q 表 1 显示 ，且 与 值较为接近，以上结果表明该屋面复核值 （kN/㎡） 计算值 （kN/㎡） 判断结果 =0.55 kN/㎡。 基本具备安装光伏发电系统的条件， 但不宜全部、集中铺设光伏组件。 根据以上评估结果， 安全起见， 该项目适当缩小装机规模， 由 300kW 缩减至250kW，并且在施工过程中采取措施避免荷载过于集中，比 如分散放置物料、施工通道设置在承重梁上方、施工人员分段站位且脚下铺设大面积板材等。 3、施工设计 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，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。 图 1 该项目所在屋面的彩钢板类型 夹具 2上方的椭圆孔用于连接支撑光伏组件的内工字型铝合金 导轨，该导轨（支撑件）的横截面如图 3 所示，在上下方各有一个滑槽，用于与其他部件的连接。其中，G1 槽与椭圆孔通过螺栓连接， G2 槽通过紧固件 1（见图4）将光伏组件的边框予以固定。 

屋面光伏荷载检测的：

*二种，光伏系统在低压或中压用户侧并网，不带储能系统，不能脱网运行，目前中国90%以上的建筑光伏系统属于此种类型。采用的商业模式是多种多样的：“上网电价”（Feed-in 

Tariff）模式、“净电量结算”（Net 

Metering）模式和“自消费”（Self-Consumption）模式（即“自发自用，余电上网”模式）。这是世界上较多的光伏应用形式，我国“金太阳**工程”和“光电建筑”项目都属于此类，我国即将出台的分布式光伏补贴政策也针对此类形式。 

*三种，光伏系统在低压用户侧并网，带储能系统，可以脱网运行，这种形式就是“联网微电网”。所采用的商业模式为“自发自用，余电上网”。这种类型目前国内几乎没有。 

这里需要指出的是，只要是在电网与用户的关口计费电表内侧并网，属于“自发自用”的光伏系统，都应看作是“自备电厂”；分布式发电不一定非要采用“自发自用，余电上网”的商业模式，也可以采用同大型光伏电站一样的“上网电价”政策，统购统销 

简言之：“自发自用”的光伏系统必然属于分布式光伏发电，而分布式光伏发电却不一定非要采用“自发自用，余电上网”的商业模式。 2010年以后，光伏成本大幅度下降，在欧洲光伏电价普遍降到了20欧分/度以下，而欧洲各国的电网零售电价普遍在20-25欧分/度，光伏进入“平价上网”时代。于是，2011年德国推出了“自消费”政策，鼓励光伏用户自发自用，2012年，德国的光伏电价（13-19欧分/度）已经大大**电网的零售电价（25欧分/度），光伏用户通过“自发自用”光伏电量效益明显，自消费市场*扩大。据统计，2012年德国光伏市场的三分之一是“自消费”市场。 

屋面荷载检测鉴定

“自消费”政策的原则是：“自发自用，余电上网”。光伏并网点设在用户电表的负载侧，需要增加一块光伏反送电量的计量电表，或者将电网用电电表设置成双向计量。自消费的光伏电量不做计量，以省电方式直接享受电网的零售电价；反送电量单独计量，并以公布的光伏上网电价进行结算。在这种情况下，光伏用户应尽可能全部将光伏电量用掉，否则反送到电网电量的**要小于自用光伏电量的**。中国目前还没有达到光伏平价消费的阶段，但在今后2～3 

年内就有可能在工商业用户建筑上实现光伏的平价消费，研究制订中国光伏平价消费政策是很有必要的。专业从事各类房屋承重安全检测鉴定，熟悉各种光伏设备性能、重量、受力、震动等特性，针对各类房屋、厂房、自建房屋安装光伏大型设备进行屋面承重检测，根据图纸对整体结构布置和概况以及国家规范规程，评估结构布置是否合理，为你的设备安全放置提供依据，使生产有**。如有屋面承重检测、厂房楼板承重检测等相关技术疑问或业务，欢迎来我司洽谈或来电咨询，我司将提供免费技术答疑，专业为您解答排忧。