三明市屋面光伏荷载证明检测评估中心

作为太阳能电池阵列用支架结构设计时的假想荷重，有持久作用的固定荷重和自然界外力的风压荷重、积雪荷重及地震荷重等。此外，也有因温度变化产生的“温度荷重”，但是在除了焊接结构的长部件以外的支撑物中，与其他荷重相比很小，因此忽略不计。

①固定荷重(G )。组件质量( M G )和支撑物等质量( K G )的总和。

②风压荷重(W )。加在组件上的风压力( M W )和加在支撑物上的风压力( K W )的总和(矢量和)。

③积雪荷重( S )。与组件面垂直的积雪荷重。

④地震荷重( K )。加在支撑物上的水平地震力(在钢结构支架中地震荷重一般比风压荷重要小)

荷重条件和荷重组合如表1所示。多雪地区的荷重组合，把积雪荷重设为平时的70%，暴风时及地震时设为35%。

2.2风压荷重

在设计太阳能电池阵列安装用支架结构时，在假想荷重中大的荷重一般是

风压荷重。在电池阵列中因风引起的损坏多数在强风时发生。这里规定的风压荷重只适用于防止因强风导致的破坏为目的的设计。

(1)设计时的风压荷重

作用于阵列的风压荷重：W = CW×q×AW

式中W是风压荷重( N )；C W是风力系数；q设计用速度压(N/m2)；A W是受风面积(m2)。

(2)设计时的速度压

设计时的速度压：q = q0×α×I×J

式中q是设计用的速度压(N/m2)；q0是基准速度压(N/m2)；α是高度补偿系数；

（1）荷重
太阳能板质量： G1=20kg×20=400kg
支架总荷重：G=136kg
水泥墩荷重：G2=125kg×10=1250kg
（2）屋顶单位面积受力
总荷重:400 136 1250kg=1786kg
组件安装面积：10.125×2.973≈30.1㎡
单位面积受力：1786/30.1=59.34kg/ ㎡≈0.58kN/㎡
由于本项目建筑均为上人屋面，根据GB50009-2001(06年版）设计。混凝土屋面设计载荷为2kN/㎡，屋顶平均载荷为0.58KN/㎡，安装太阳能方阵后载荷远小于设计载荷，所以安全。四、彩钢屋顶光伏系统钢板类型影响设计彩钢瓦一般是家庭工厂或者是大型工业厂房使用。它的安装方式和坡屋顶的区别就在于支座的安装方式不一样

单独设置于屋面之上的光伏系统，以下简称为屋面光伏系统， 其面板称为屋面光伏面板，只具有发电功能，不作为围护结构的面板；需要围护功能时须另设密封 的采光顶或幕墙。新建工程的屋面光伏系统一般是与主体建筑同时设计，同时施工，同时验收，屋面光伏系统本身就是建筑的一个有机组成部分。所以带屋面光伏系 统的建筑是光伏一体化建筑。但是这种光伏系统的面板只具有发电功能，不具备建筑围护功能，需要另设具有围护功能的屋面或采光顶，因而形成“两层皮”，所以 它属于光伏一体化建筑中的分离式系统。这种分离式光伏系统的光伏面板只发电，无须考虑密封要求，构造简单；施工容易，更换方便。由于另有承重的屋面系统， 屋面光伏系统破损后不会产生严重的安全问题，所以安全度可以比通常的屋面稍低，用料较为节省。

通过对现场勘查确定设备的尺寸、重量、运行荷载及布局，了解工厂布置设备区域的使用荷载是否满足原设计要求，查看结构布局是否合理，构件传力是否直接，在通过抽取部份混凝土构件芯样送第三方检测单位试压获取混凝土强度数据，并以计算机建模复核验算楼板承重能力。检测鉴定区域是否产生裂缝，并分析裂缝产生的原因及是否对结构造成的危害，

根据检测房屋结构材料力学能、按现有荷载、使用情况和房屋结构体系，根据检测结果、原设计图纸，规范等，建立合理的计算模型，验算房屋现有安全使用能力并复核其结构措施，严谨编写房屋安全鉴定报告书；并通过对该工厂屋面进行的承重检测鉴定，结合设备的重量信息参数等提出合理的光伏设备摆放意见

一种是现场检测采集房屋结构数据，再进行计算机建模计算分析，近似的确定屋顶的承重能力限值，这种方法工作量相对较小，应用性强，且费用也较低，是目前应用为广泛的一种方法。另一种方法是做承重实验，这种实验方法一般用在严格的检测项目中，常见的如银行保险柜放置区域的楼面承重能力检测，要求准确详尽的了解楼面的承重能力，基本上都采用此种方法。具体做法是在楼板底部设置观测点测量楼板和梁的变形，采用均等荷载（如水，沙袋等）分批次、等重量依次叠加于楼面，密切观测梁板的变形，待该变形值接近规范限定的大允许变形值时，停止加载，此时的荷载重量即为该楼面的承重能力限值。

在楼顶上安装光伏系统的分类方法亦是相同，一类是将平屋顶作为光伏系统支撑物。在屋顶上要预先安装生根或不生根筑起水泥条或水泥带，并在其中预埋地脚螺栓用于固定组件支架。平屋顶上安装的水泥条或水泥带需安置在建筑物的承重粱上，安装前要预先观测建筑物周围的环境，如风速、、温度等相关参数，通过设计计算出水泥条或水泥带的重量、体积并预埋好地脚螺栓。第二类是将光伏组件作为屋顶材料，如遮阳棚、大楼顶棚、天窗等。这类屋顶结构要求光伏组件既具备建筑材料的功用，又可以发电。对于光伏组件来说要求防雨、抗冲击，若作为建筑物天窗，这就要求光伏组件具备一定的透光性，多采用由双层玻璃构成的组件。若是作为装饰性的建筑物外观材料，还应该具备一定的美观性。与传统的太阳电池使用方式相比，光伏与建筑结合有许多优势：

(1)光伏与建筑结合可以节省一部分建材成本，通过结合，光伏组件可以起到装饰作用，增加建筑物的美观性。(2)可有效的利用阳光照射的空间。如上海市就有2亿m2的屋顶，假设1／10的屋顶用做光伏并网发电，每年可获得电力为34～47亿KWh。

(3)在夏季用电高峰时，光伏系统也正好吸收夏季强烈的太阳辐射，并转换成制冷设备所需要的电能，从而舒缓电力需求高峰时的供需矛盾。光伏建筑一体化将成为21世纪的市场热点，目前制约太阳电池发展的瓶颈仍然是生产成本过高，转换效率低，加上此行业法规政策仍不完善，光伏建筑系统在短期内还难以大规模普及。

　对既有工程结构的检测鉴定评估，自建筑结构诞生之时就存在，但由于当时的检测技术手段落后以及缺乏系统理论指导，工程技术人员只能依据工程经验对既有工程结构做出定性评估。直到上世纪40年代，随着现代工程科学技术的发展以及数理统计理论在工程领域的应用，既有结构检测鉴定才形成一门学科。国外自上世纪40年代至今，对既有结构鉴定评估研究大致可分为3个阶段：

　　①探索阶段。该阶段大致从20世纪40年代到20世纪50年代末期，该阶段的主要特点是注重对结构缺陷原因的分析和维修方法的研究。

　　②发展阶段。该阶段大致从20世纪60年代到20世纪70年代末期，主要特点是注重对结构检测技术和评估方法的研究。这一阶段出现了破损检测、非破损检测、物理检测等几十种现代检测技术，也提出了诸如分项评价、综合评价等多种评价方法。