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？

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、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(shí)，檁條核算易側(cè)向失穩(wěn)。

（Lorsque le développement du photovolta?que distribué est en plein essor, le problème de la charge sur le toit du projet photovolta?que distribué, en particulier le problème de la charge sur le toit en tuiles d'acier coloré qui est facile à former un projet à grande échelle, est devenu le point douloureux le plus important dans le développement du projet. Comment la capacité portante du toit photovolta?que est - elle évaluée à l'avance pour déterminer approximativement si les exigences du projet photovolta?que sont respectées avant la délivrance du certificat de charge?

1 classification des charges de toit pour la production d'énergie photovolta?que





Classification par temps: Charge permanente (charge morte), charge variable (charge réelle), charge accidentelle (charge spéciale ou action accidentelle). Le système de centrale photovolta?que est une nouvelle charge morte.





Classification de la taille de la surface d'action: charge uniforme, charge concentrée, Charge linéaire.





Classification de la direction d'action: charge verticale, charge horizontale.



2 Charges impliquées dans le projet photovolta?que distribué sur le toit





Poids mort de la structure du toit: poids mort de la dalle de plancher en béton armé, poids mort de la dalle d'acier de couleur purlin de poutre d'acier du toit, poids mort des matériaux d'isolation thermique et d'étanchéité du toit, poids mort des éléments et équipements d'origine du toit (appartenant à la charge morte).





Charge du système de la centrale photovolta?que: module photovolta?que, support, Fondation, cable, bo?te de jonction, etc. (appartenant à la nouvelle charge morte).



Charge de vent, de pluie et de neige: augmentation de la charge de vent, de pluie et de neige due à la construction d'une centrale photovolta?que.





Charge de construction (charge d'exploitation et d'entretien à un stade ultérieur): l'effet du levage, du transport, du personnel de construction et de l'équipement de construction de l'équipement et des matériaux pendant la phase de construction appartient à la charge réelle.





Le tremblement de terre n'est pas une charge, le tremblement de terre est une sorte d'action. Voir gb50011 - 2010 Code for Seismic Design of Buildings pour la réglementation et le calcul de l'action sismique.





3 prévision de la charge





Calcul analogique des dessins: les principaux éléments de contrainte (tels que purlins, dalles, etc.) sont calculés à titre préliminaire à l'aide de logiciels (tels que mtstool, bo?te à outils de structure de redressement, etc.) à partir des dessins de structure du batiment.





Enquête sur le terrain: en comparant les batiments réels avec les dessins de conception, on constate que les charges supplémentaires en dehors des dessins de conception ou les charges modifiées en raison de la reconstruction et de l'expansion ultérieures.





Extérieur: salle d'équipement supplémentaire sur le toit, ascenseur, Fondation de l'équipement de climatisation ou d'antenne, tuyauterie d'incendie ou de ventilation, etc.





Intérieur: s'il y a une grande fuite d'eau, s'il y a des fissures, de la rouille et des dommages à la poutre, à la dalle et à la colonne, s'il y a de nouveaux éléments de plafond, de l'équipement de levage à l'intérieur du toit, des ouvertures dans le toit, de nouvelles grues de voie intérieures, etc.



Si l'on veut obtenir des données fiables sur la charge, il faut effectuer une étude sur le terrain, combiner la charge réelle sur le terrain, puis effectuer la modélisation structurale et d'autres calculs systématiques.





4 Prévision de la charge du toit en béton





Toiture en béton armé: le taux de réussite de la vérification de la capacité portante du nouveau système photovolta?que est supérieur à 80%. En ce qui concerne la structure, il convient d'installer un système de production d'énergie photovolta?que.





Les points clés sont les suivants: les batiments construits sans autorisation, les batiments anciens avec de longues années de construction, les projets de tofu avec des travaux cachés et des matériaux réduits, la situation de la reconstruction et de l'expansion sans autorisation affecte la sécurité mécanique de la structure originale du batiment, et communique avec le propriétaire s'Il y a un plan de reconstruction et d'expansion de la structure du toit à l'avenir.



Les toits en béton préfabriqué, les toits en t?le double précontrainte et les toits en t?le de selle peuvent également être installés dans des centrales photovolta?ques en choisissant des formes d'installation appropriées, telles que la réduction appropriée de l'angle d'installation, l'évitement des zones sensibles, l'installation de déflecteurs de réseau, la réduction de la hauteur et du poids des blocs de contrepoids, etc.





Le système photovolta?que du toit en béton doit être installé en fonction de l'angle d'inclinaison optimal d'une seule rangée de composants et du contrepoids en béton, soit environ 0,45kn / ㎡.





5 Prévision de la charge du toit métallique





Toiture métallique: le taux de réussite de la vérification de la capacité portante du nouveau système photovolta?que est inférieur à 50%. La capacité portante de la structure est insuffisante et doit être soigneusement vérifiée avant utilisation.





Questions nécessitant une attention particulière: si la conception est effectuée par une unit é de conception régulière, si les dessins de conception originaux peuvent être obtenus, si la construction est effectuée sans autorisation, si la qualité de l'acier a été remplacée pendant la période de construction et si la reconstruction et l'expansion privées ont une incidence sur la Sécurité portante de la structure du batiment d'origine, et si un plan de reconstruction et d'expansion de la structure du toit est prévu à l'avenir pour communiquer avec le propriétaire du batiment.



Le système photovolta?que de toiture en tuiles d'acier de couleur doit être posé et installé le long de la pente du toit en fonction des modules, et les purlins de support doivent être fixés sur les ondulations métalliques du toit par des pinces, environ 0,15kn / ㎡.





6 méthode rapide de prévision de la charge du toit métallique





Méthode empirique I:





L'usine con?ue par l'Institut de conception informelle, construite par l'unit é de construction informelle et construite sans dessin ou dessin emprunté est essentiellement inutilisable. En raison de sa structure s?re et incontr?lable, de nombreux dangers cachés de construction barbare et de matériaux défectueux. Par exemple, le matériau Q235 est utilisé pour remplacer le matériau Q345.





Méthode empirique II:





La travée de purlin est d'environ 6m, le modèle de purlin est inférieur à 180, et le calcul de purlin est facile à dépasser la limite;





La portée du purlin est d'environ 8 mètres, le modèle du purlin est inférieur à 220, et le purlin est facile à dépasser la limite;





Lorsque la portée du purlin est supérieure à 6m et qu'il n'y a qu'une seule bande de traction entre les purlins, le purlin est facile à perdre latéralement.
）