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工业屋顶光伏结构荷载分析与施工设计 摘要：未来一个时期工业园区是我国分布式光伏发电技术的重点发 展区域，仅各类开发区预计装机容量就可达到 300GW。开展屋面的 承载能力评估是在已有建筑上发展分布式光伏的首要工作。 本文以泰 安地区的某工业屋顶分布式光伏项目为例， 详细介绍了荷载和可 变荷载分析， 并将计算值与专业建筑工程评估机构出具的复核值进行 比较，根据评估结果确定了该工业厂房屋面的装机容量。然后，以该 屋面彩钢板的型式为依据， 设计了相应的固定夹具以及确定了各种部 件之间的配合关系，介绍了该项目的施工设计方法。屋面铺设光伏荷载检测专项报告 屋面铺设光伏承重检测鉴定报告
1 工程概况
项目名称：江苏省中心小学49KW 光伏屋顶 工程地址：江苏省*
设计单位：上海能恩太阳能应用技术有限公司 建设单位：有限公司
结构形式：屋面钢结构光伏支架
支架高度：0.3m
2 参考规范
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068—2001 《建筑结构荷载规范》GB50009—2001（2006年版） 《建筑抗震设计规范》GB50011—2010
《钢结构设计规范》GB50017—2003
《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018—2002 《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280—2007 3设计条件：
太阳能板规格：1650mm*990mm*50mm 混凝土屋顶太阳能板安装数量：200块
风速：27.5m/s 平坦开阔地域
太阳能板重量：20kg
安装条件：屋顶
屋面铺设光伏荷载检测专项报告 屋面铺设光伏承重检测鉴定报告
二、 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。因此，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场所。截至 2006 年底，我国拥有各 类经济开发区 8 个 （含高新区、 工业园等） ， 规划面积 9949km2[2]， 建筑密度取 29.28%（以 2012 年级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。
联系人：李经理（工程部经理）
联系电话：--（微信同）
座机：-
企业安装屋顶分布式光伏的流程及相关注意事项，企业厂房等屋顶安装分布式光伏发电项目需要哪些流程和注意事项？在进行屋面承重检测前首先先要弄明白工厂的建筑和结构形式;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，承重检测查看结构布局是否合理，企业安装屋顶分布式光伏承重需要哪些流程和收费标准，构件传力是否直接，承重检测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;
彩钢瓦屋面光伏荷载安全检测鉴定——钢结构构件危险性判断：
1．1 钢结构构件的危险性鉴定应包括承载能力、构造和连接、变形等内容。
1．2 当需进行钢结构构件承载力验算时，应对材料的力学性能、化学成分、锈蚀情况进行检测。实测钢构件截面有效值，应扣除因各种因素造成的截面损失。
1．3 钢结构构件应重点检查各连接节点的焊缝、螺栓、铆钉等情况；应注意钢柱与梁的连接形式、支撑杆件、柱脚与基础连接损坏情况，钢屋架杆件弯曲、截面扭曲、节点板弯折状况和钢屋架挠度、侧向倾斜等偏差状况。
1．4 钢结构构件有下列现象之一者，应评定为危险点：
1构件承载力小于其作用效应的90％(R／γ0S<0.9);2构件或连接件有裂缝或锐角切El；焊缝、螺栓或铆接有拉开、变形、滑移、松动，剪坏等严重损坏；
3连接方式不当，构造有严重缺陷；
4受拉构件因锈蚀，截面减少大于原截面的10％；
5粱、板等构件挠度大于Lo／250，或大于45mm；
6实腹梁侧弯矢高大于Lo／600，且有发展迹象；
7受压构件的长细比大于现行标准{钢结构设计规范》(GB 50017--2003)中规定值的1．2倍；
8钢柱**位移，平面内大于h／，平面外大于h／500，或大于 40mm；
9屋架产生大于Lo／250或大于40挠度；屋架支撑系统松动失稳，导致屋架倾斜，倾斜量**过h／。企业安装屋顶分布式光伏承重需要哪些流程和收费标准
二、企业用户提交并网申请--企业安装屋顶分布式光伏承重
在当地供电营业厅，提交并网申请和所需材料。
申请所需要资料：
1、经办人原件、复印件和法定代表人原件、复印件(或法人委托书原件)
2、企业法人营业执照，税务登记证，组织结构代码证，土地证等用地合法性支持文件
3、发电项目接入系统设计所需要资料
4、合同能源管理项目、公共屋顶光伏发电项目还需要提供建筑物及设施使用或租用协议
二、供电公司进行现场勘查
受理并网申请后，当地供电公司会与申请企业预约勘查现场时间。一般在自受理并网申请之日起2个工作日内完成。
三、供电公司答复接入方案
当地供电公司依据、行业及地方相关技术标准，结合项目现场条件，免费制定接入系统方案，并通过书面形式答复申请企业。 一般在自受理并网申请之日起20个工作日(多点并网的30个工作日)内完成。
四、企业用户提交接入系统设计文件
380(220)伏多点并网或10千伏并网的项目，企业用户在正式开始接入系统工程建设前，需要自行委托有相应设计资质的单位进行接入系统工程设计，并将设计材料提交当地供电公司审
联系人：李经理（工程部经理）
联系电话：--（微信同）
座机：-
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，因而在安装光伏阵列时 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 伏组件时更需注意。因此，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， 因此荷载主要包括 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，因此积灰荷载 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]。
二、屋面光伏荷载检测-雪荷载标准值 的计算如式 1）所示。
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°，因此 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/㎡。 由于以上不利因素同时出现的可能性较低， 因此可将各种可变荷 载的标准值同时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）
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1 工程概况
项目名称：江苏省中心小学49KW 光伏屋顶 工程地址：江苏省*
设计单位：上海能恩太阳能应用技术有限公司 建设单位：有限公司
结构形式：屋面钢结构光伏支架
支架高度：0.3m
2 参考规范
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068—2001 《建筑结构荷载规范》GB50009—2001（2006年版） 《建筑抗震设计规范》GB50011—2010
《钢结构设计规范》GB50017—2003
《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018—2002 《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280—2007 3设计条件：
太阳能板规格：1650mm*990mm*50mm 混凝土屋顶太阳能板安装数量：200块
风速：27.5m/s 平坦开阔地域
太阳能板重量：20kg
安装条件：屋顶
屋面铺设光伏荷载检测专项报告 屋面铺设光伏承重检测鉴定报告
二、 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。因此，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场所。截至 2006 年底，我国拥有各 类经济开发区 8 个 （含高新区、 工业园等） ， 规划面积 9949km2[2]， 建筑密度取 29.28%（以 2012 年级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。
联系人：李经理（工程部经理）
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企业安装屋顶分布式光伏的流程及相关注意事项，企业厂房等屋顶安装分布式光伏发电项目需要哪些流程和注意事项？在进行屋面承重检测前首先先要弄明白工厂的建筑和结构形式;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，承重检测查看结构布局是否合理，企业安装屋顶分布式光伏承重需要哪些流程和收费标准，构件传力是否直接，承重检测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;
彩钢瓦屋面光伏荷载安全检测鉴定——钢结构构件危险性判断：
1．1 钢结构构件的危险性鉴定应包括承载能力、构造和连接、变形等内容。
1．2 当需进行钢结构构件承载力验算时，应对材料的力学性能、化学成分、锈蚀情况进行检测。实测钢构件截面有效值，应扣除因各种因素造成的截面损失。
1．3 钢结构构件应重点检查各连接节点的焊缝、螺栓、铆钉等情况；应注意钢柱与梁的连接形式、支撑杆件、柱脚与基础连接损坏情况，钢屋架杆件弯曲、截面扭曲、节点板弯折状况和钢屋架挠度、侧向倾斜等偏差状况。
1．4 钢结构构件有下列现象之一者，应评定为危险点：
1构件承载力小于其作用效应的90％(R／γ0S<0.9);
3连接方式不当，构造有严重缺陷；
4受拉构件因锈蚀，截面减少大于原截面的10％；
5粱、板等构件挠度大于Lo／250，或大于45mm；
6实腹梁侧弯矢高大于Lo／600，且有发展迹象；
7受压构件的长细比大于现行标准{钢结构设计规范》(GB 50017--2003)中规定值的1．2倍；
8钢柱**位移，平面内大于h／，平面外大于h／500，或大于 40mm；
9屋架产生大于Lo／250或大于40挠度；屋架支撑系统松动失稳，导致屋架倾斜，倾斜量**过h／。企业安装屋顶分布式光伏承重需要哪些流程和收费标准
二、企业用户提交并网申请--企业安装屋顶分布式光伏承重
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申请所需要资料：
1、经办人原件、复印件和法定代表人原件、复印件(或法人委托书原件)
2、企业法人营业执照，税务登记证，组织结构代码证，土地证等用地合法性支持文件
3、发电项目接入系统设计所需要资料
4、合同能源管理项目、公共屋顶光伏发电项目还需要提供建筑物及设施使用或租用协议
二、供电公司进行现场勘查
受理并网申请后，当地供电公司会与申请企业预约勘查现场时间。一般在自受理并网申请之日起2个工作日内完成。
三、供电公司答复接入方案
当地供电公司依据、行业及地方相关技术标准，结合项目现场条件，免费制定接入系统方案，并通过书面形式答复申请企业。 一般在自受理并网申请之日起20个工作日(多点并网的30个工作日)内完成。
四、企业用户提交接入系统设计文件
380(220)伏多点并网或10千伏并网的项目，企业用户在正式开始接入系统工程建设前，需要自行委托有相应设计资质的单位进行接入系统工程设计，并将设计材料提交当地供电公司审
联系人：李经理（工程部经理）
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座机：-
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，因而在安装光伏阵列时 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 伏组件时更需注意。因此，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， 因此荷载主要包括 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，因此积灰荷载 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]。
二、屋面光伏荷载检测-雪荷载标准值 的计算如式 1）所示。
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°，因此 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/㎡。 由于以上不利因素同时出现的可能性较低， 因此可将各种可变荷 载的标准值同时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）
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