青海省安裝分屋頂分布式光伏板荷載力檢測(cè)方法

1.1固定式光伏支架

固定式光伏支架，顧名思義，是指安裝之后方位、角度等保持不變的支架系統(tǒng)。固定安裝方式直接將太陽(yáng)能光伏組件朝向低緯度地區(qū)放置（與地面成一定的角度），以串并聯(lián)的方式組成太陽(yáng)能光伏陣列，從而達(dá)到太陽(yáng)能光伏發(fā)電的目的。其固定方式有多種，如地面固定方式就有樁基法（直接埋入法）、混凝土塊配重法、預(yù)埋法、地錨法等，屋面固定方式隨屋面材料不同而有不同的方案。

1.1.1屋面光伏系統(tǒng)支架

屋面光伏支架所安裝的環(huán)境包括坡屋面、平屋面，安裝時(shí)需順應(yīng)屋面環(huán)境，不破壞固有結(jié)構(gòu)及自防水系統(tǒng)，屋面材料包括琉璃瓦、彩鋼瓦、油氈瓦、混凝土面等。針對(duì)不同的屋面材料采用不同的支架方案。

屋面按傾斜角度分為坡面和平面兩種，屋面光伏系統(tǒng)的傾斜角度有多種選擇，對(duì)于坡屋面通常采用平鋪的方式順應(yīng)屋頂坡度布置，也可以采用與屋頂成一定傾角的布置方式，這種做法相對(duì)比較復(fù)雜，案例較少；對(duì)于平屋面則有平鋪和傾斜一定角度兩種選擇。

針對(duì)不同的屋面材料，會(huì)有不同的支架系統(tǒng)。

1）琉璃瓦屋面支架

2）彩鋼瓦屋面支架

彩鋼板是薄鋼板經(jīng)冷壓或冷軋成型的鋼材。鋼板采用**涂層薄鋼板（或稱(chēng)彩色鋼板）、鍍鋅薄鋼板、防腐薄鋼板(含石棉瀝青層)或其他薄鋼板等。

壓型鋼板具有單位重量輕、強(qiáng)度高、抗震性能好、施工*、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)，是良好的建筑材料和構(gòu)件，主要用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)、樓板，也可用于其他構(gòu)筑物。

屋面彩鋼瓦一般分為：直立鎖邊型、咬口型（角馳式）型、卡扣型（暗扣式）型、固定件連接（明釘式）型。

圖4彩鋼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為固定傾角的固定方式，也可以采用平鋪方式布置。該型屋面固定方式主要為混凝土基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化固定連接件固定，分為現(xiàn)澆型和預(yù)澆型兩種方式。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)把允許應(yīng)力設(shè)計(jì)作為基本，設(shè)計(jì)用的荷重是以等價(jià)靜態(tài)荷重為前提。到現(xiàn)在為止關(guān)于太陽(yáng)能電池陣列的支架沒(méi)有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如果作為電氣設(shè)備考慮的場(chǎng)合，按照送電支撐物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如果作為建筑物考慮，則按照建筑法、建筑物荷重等。這些標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)對(duì)象和設(shè)計(jì)方法的考慮中存在一些差異，不適合稱(chēng)為太陽(yáng)能電池陣列的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1假想荷重

作為太陽(yáng)能電池陣列用支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的假想荷重，有持久作用的固定荷重和自然界外力的風(fēng)壓荷重、積雪荷重及地震荷重等。也有因溫度變化產(chǎn)生的“溫度荷重”，在除了焊接結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)部件以外的支撐物中，與其他荷重相比很小，忽略不計(jì)。

①固定荷重(G )。組件質(zhì)量( M G )和支撐物等質(zhì)量( K G )的總和。

②風(fēng)壓荷重(W )。加在組件上的風(fēng)壓力( M W )和加在支撐物上的風(fēng)壓力( K W )的總和(矢量和)。

③積雪荷重( S )。與組件面垂直的積雪荷重。

④地震荷重( K )。加在支撐物上的水平地震力(在鋼結(jié)構(gòu)支架中地震荷重一般比風(fēng)壓荷重要小)

荷重條件和荷重組合如表1所示。多雪地區(qū)的荷重組合，把積雪荷重設(shè)為平時(shí)的70%，暴風(fēng)時(shí)及地震時(shí)設(shè)為35%。

2.2風(fēng)壓荷重

在設(shè)計(jì)太陽(yáng)能電池陣列安裝用支架結(jié)構(gòu)時(shí)，在假想荷重中較大的荷重一般是

風(fēng)壓荷重。在電池陣列中因風(fēng)引起的損壞多數(shù)在強(qiáng)風(fēng)時(shí)發(fā)生。這里規(guī)定的風(fēng)壓荷重只適用于防止因強(qiáng)風(fēng)導(dǎo)致的破壞為目的的設(shè)計(jì)。

(1) 設(shè)計(jì)時(shí)的風(fēng)壓荷重

作用于陣列的風(fēng)壓荷重：W = CW×q ×AW

式中W是風(fēng)壓荷重( N )；C W是風(fēng)力系數(shù)；q設(shè)計(jì)用速度壓(N/m2)；A W是受風(fēng)面積(m2)。

(2)設(shè)計(jì)時(shí)的速度壓

設(shè)計(jì)時(shí)的速度壓：q = q0×α×I×J

式中q 是設(shè)計(jì)用的速度壓(N/m2)；q0是基準(zhǔn)速度壓(N/m2)；α是高度補(bǔ)償系數(shù)；

I 是用途系數(shù)；J是環(huán)境系數(shù)。

對(duì)于設(shè)計(jì)速度壓q，一般應(yīng)按照如下準(zhǔn)則計(jì)算: 對(duì)于地上16m以下和16m以上場(chǎng)合的速度壓算式應(yīng)按照如下準(zhǔn)則計(jì)算：地上16m以下的場(chǎng)合: 60；地上16m以上的場(chǎng)合: 1204 。這里，h為地面以上的高度。在地面31m以上安裝的場(chǎng)合，風(fēng)力系數(shù)規(guī)定為1.5以上。

①基準(zhǔn)速度壓q0。設(shè)定基準(zhǔn)高度10m，由下式算出：q0= 0.5ρ×V 02式中q0是基準(zhǔn)速度壓(N/m2)；ρ是空氣密度風(fēng)速(N·s2/m4)；V0是設(shè)計(jì)用基準(zhǔn)(m/s)。空氣的密度在夏天和冬天不一樣，從安全角度考慮取數(shù)值大的冬天的值1.274N·s2/m4。設(shè)計(jì)用基準(zhǔn)風(fēng)速取在太陽(yáng)能電池陣列的安裝場(chǎng)所，地上高度10m 處，在50 年內(nèi)再現(xiàn)的較大瞬時(shí)風(fēng)速。

②高度補(bǔ)正系數(shù)α。隨地面以上的高度不同，速度壓也不同，要進(jìn)行高度補(bǔ)正。高度補(bǔ)正系數(shù)由下式算出: α= ,式中α是高度補(bǔ)正系數(shù)；h 是陣列的地面以上高度；h0是基準(zhǔn)地面以上高度l0m；n是表示因高度遞增變化的程度，5為標(biāo)準(zhǔn)。

③用途系數(shù)I 。是與太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的用途重要程度對(duì)應(yīng)的系數(shù)(參見(jiàn)表2)。通常，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)速的設(shè)計(jì)用再現(xiàn)期限設(shè)為50年，這相當(dāng)于用途系數(shù)1.0。

（1）概況，主要包括結(jié)構(gòu)類(lèi)性、建筑面積、總層數(shù)、施工及監(jiān)理單位，建造年代等；

（2）檢測(cè)目的或委托方的檢測(cè)要求；

（3）檢測(cè)依據(jù)，主要包括檢測(cè)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)的技術(shù)資料等；

（4）檢測(cè)項(xiàng)目和選用的檢測(cè)方法以及檢測(cè)的數(shù)量；

（5）檢測(cè)人員和儀器設(shè)備情況；

（6）檢測(cè)工作進(jìn)度計(jì)劃；

（7）所需要的配合工作；

（8）檢測(cè)中的安全措施；

（9）檢測(cè)中的環(huán)保措施。

2檢測(cè)時(shí)應(yīng)確保所使用的儀器設(shè)備在檢定或校準(zhǔn)周期內(nèi)，并處于正常狀態(tài)。儀器設(shè)備的精度應(yīng)滿(mǎn)足檢測(cè)項(xiàng)目的要求。

3現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)按已**好的檢測(cè)方案進(jìn)行，根據(jù)區(qū)分**與一般部位和隨機(jī)抽樣等原則布置好檢測(cè)的構(gòu)件和相應(yīng)測(cè)區(qū)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)條件不能按照已**好的方案進(jìn)行時(shí)，應(yīng)修改檢測(cè)方案；但該修改檢測(cè)方案應(yīng)等到檢測(cè)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人和委托方的認(rèn)可。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)其他注意事項(xiàng)為：

（1）檢測(cè)的原始記錄，應(yīng)記錄在*記錄紙上，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、字跡清晰，信息完整，不得追記、涂改，如有筆誤，應(yīng)進(jìn)行杠改。當(dāng)采用自動(dòng)記錄時(shí)，應(yīng)符合有關(guān)要求。原始記錄**由檢測(cè)及記錄人員簽字。

（2）現(xiàn)場(chǎng)取樣的試件或試樣應(yīng)予以標(biāo)識(shí)并并妥善保存。

（3）當(dāng)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)量不足或檢測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充檢測(cè)。

（4）建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)因檢測(cè)造成的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件局部的損傷。修補(bǔ)后的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)滿(mǎn)足承載力的要求。

（5）建筑結(jié)構(gòu)的檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算分析工作完成后，應(yīng)提出相應(yīng)的檢測(cè)報(bào)告。