英德市屋面光伏发电板载荷复核验算报告
房屋屋顶光伏荷载,通俗理解就是房屋能承载的重量。大体分为荷载和可变荷载。荷载也称恒荷载,指的是结构自重及灰尘荷载等,光伏电站安装在屋面后,需要运营25年,其自重归属于恒荷载,在项目前期考察时,需要着重查看建筑设计说明中恒荷载的设计值,并落实除屋面自重外,是否额外增加其他荷载,如管道、吊置设备、屋面附属物等,并落实恒荷载是否有余量能够安装光伏电站;可变荷载是考虑极限状况下暂时施加于屋面的荷载,分为风荷载、雪荷载、地震荷载、活荷载等,是不可以占用的。特殊情况下,活荷载可以作为分担光伏电站荷载的选项,但不可以占用过多,需要具体分析。
一、英德市屋面光伏发电板载荷复核——光伏支架常见形式:
光伏支架具有多种分类方式,如按照连接方式分为焊接式和组装式,按照安装结构分为固定式和逐日式,按照安装地点分为地面式和屋面式等。无论哪种光伏系统,其支架构成大体相似,都包括连接件、立柱、龙骨、横梁、辅助件等部分。
1.1固定式光伏支架
固定式光伏支架,顾名思义,是指安装之后方位、角度等保持不变的支架系统。固定安装方式直接将太阳能光伏组件朝向低纬度地区放置(与地面成一定的角度),以串并联的方式组成太阳能光伏阵列,从而达到太阳能光伏发电的目的。其固定方式有多种,如地面固定方式就有桩基法(直接埋入法)、混凝土块配重法、预埋法、地锚法等,屋面固定方式随屋面材料不同而有不同的方案。
1.1.1屋面光伏系统支架
屋面光伏支架所安装的环境包括坡屋面、平屋面,安装时需顺应屋面环境,不破坏固有结构及自防水系统,屋面材料包括琉璃瓦、彩钢瓦、油毡瓦、混凝土面等。针对不同的屋面材料采用不同的支架方案。
屋面按倾斜角度分为坡面和平面两种,屋面光伏系统的倾斜角度有多种选择,对于坡屋面通常采用平铺的方式顺应屋顶坡度布置,也可以采用与屋顶成一定倾角的布置方式,这种做法相对比较复杂,案例较少;对于平屋面则有平铺和倾斜一定角度两种选择。
针对不同的屋面材料,会有不同的支架系统。
1)琉璃瓦屋面支架
2)彩钢瓦屋面支架
彩钢板是薄钢板经冷压或冷轧成型的钢材。钢板采用**涂层薄钢板(或称彩色钢板)、镀锌薄钢板、防腐薄钢板(含石棉沥青层)或其他薄钢板等。
压型钢板具有单位重量轻、强度高、抗震性能好、施工快速、外形美观等优点,是良好的建筑材料和构件,主要用于围护结构、楼板,也可用于其他构筑物。
屋面彩钢瓦一般分为:直立锁边型、咬口型(角驰式)型、卡扣型(暗扣式)型、固定件连接(明钉式)型。
图4彩钢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为固定倾角的固定方式,也可以采用平铺方式布置。该型屋面固定方式主要为混凝土基础和标准化固定连接件固定,分为现浇型和预浇型两种方式。
二、英德市屋面光伏发电板载荷复核,常见的荷载变动主要有:
(1)在楼面上加铺任何材料→对楼板增加了面荷载
(2)在室内增加隔墙、封闭阳台→增加线荷载
(3)在室内增加装饰性柱子→对结构增加了集中荷载
6.建筑装饰装修荷载变动对建筑结构的影响:
(1)设计和施工中要使增加的装饰装修荷载控制在允许范围之内
(2)装饰装修设计必须保证建筑物结构的安全和主要使用功能
(3)严禁违反设计文件擅自改动建筑主体、承重结构或主要使用功能;严禁未经设计确认和有关部门批准擅自拆改水、暖、电、燃气、通信等配套设施。
适用性要求:
1.适用性要求的概念:房屋除了要保证安全外,还要满足适用性的要求,在设计中称为正常使用极限状态。
2.刚度:限制过大变形的要求即为刚度要求
3.影响位移的因素:荷载、材料性能、构件的截面、构件的跨度
4.悬臂梁端部大位移:
5.混凝土结构裂缝控制的三个等级
(1)构件不出现拉应力;
(2)构件虽有拉应力,但不超过混凝土的抗拉强度
(3)允许出现裂缝,但裂缝宽度不超过允许值
耐久性要求:
1.房屋结构耐久性概念:在预期的使用年限内,在正常维护条件下不需进行大修能完成预定功能的能力。
2.结构设计使用年限分类:可分为1、2、3、4级,分别的设计使用年限为5年、25年、50年、100年
3.混凝土结构的环境类别:可分为一、二、三、四、五类。
三、英德市屋面光伏发电板载荷复核,屋顶光伏承重检测鉴定——举例说明增设光伏电站对屋顶荷载的影响:
屋面新增光伏系统配重统计:
计算宽度按一块配重块的长度为1.64m考虑,配重块作用于1.64m的框架梁上,光伏系统的线荷载均通过配重块施加于框架梁上。1.64m的框架梁上新增的荷载如下:
1恒荷载:
组件自重: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
屋顶新增光伏系统自重(恒荷载)合计:0.174+0.073+2=2.247kN/m
2屋面施工阶段活荷载:
施工阶段,严格控制施工操作人员在屋面的分布及屋面临时堆料的摆放,要求不大于设计文件中要求的关于屋面活荷载的限值。故核算屋面活荷载时,可按原设计文件的活荷载布置考虑。
3屋面雪荷载:
屋面雪荷载可按原设计阶段的取值考虑。
4屋面风荷载:
屋面风荷载可按原设计阶段的取值考虑。
5地震作用:
屋顶光伏系统通过屋顶配重块传递竖向荷载至结构主体,屋顶配重块与屋面不构造连接,采用直接搁置于屋面的方式。