在分布式光伏发展如火如荼的时候，分布式光伏项目屋顶荷载问题，特别是易形成较大项目规模的钢结构彩钢瓦屋面的荷载问题，成为了项目开发中最为重要的一个痛点。在开具荷载证明之前，如何对光伏发电屋顶承载力进行预判，以大致确定是否符合光伏项目的要求？

1 光伏发电屋面荷载的分类

按时间分类：永久荷载(恒荷载)、可变荷载(活荷载)、偶然荷载(特殊载荷或偶然作用)。光伏电站系统属于新增恒荷载。

作用面大小分类：均布载荷、集中荷载、线性荷载。

作用方向分类：垂直荷载、水平荷载。

2 屋面分布式光伏项目涉及的荷载

屋面结构自重：钢筋混凝土楼板自重、屋面钢梁檩条彩钢板的自重、屋面保温防水材料的自重、屋面原有构件及设备的自重(属于恒荷载)。

光伏电站系统荷载：光伏组件，支架、基础、电缆、汇流箱等(属于新增恒荷载)。

风、雨、雪荷载：因建设光伏电站，而导致的风、雨、雪荷载的增大。

施工荷载(后期运维荷载)：施工阶段，设备材料的吊装、运输、施工人员、施工设备等产生的作用影响，属于活荷载。

地震不属于荷载，地震是一种作用，关于地震作用的规定及验算，见GB50011-2010《建筑抗震设计规范》。

3 荷载的预判

图纸的模拟计算：通过建筑物结构图纸，使用软件(如MTStool、理正结构工具箱等)对主要受力构件(如檩条、楼板等)初步核算。

现场勘察：实际建筑物与设计图纸对比，发现设计图以外新增荷载或因后期改扩建变更的荷载。

室外：屋面增建的设备间，电梯间，空调机或天线的设备基础、消防或通风管道等

室内：有无大面积漏水、梁板柱有无开裂、锈蚀及损毁、新增吊顶构件，屋面内部吊挂设备、屋面开洞、新增室内轨道吊车等。

如果想要获得可靠的荷载数据，应当经过现场勘察后，结合现场实际荷载情况，再进行结构建模等系统的核算。

4 混凝土屋面荷载的预判

钢筋混凝土屋面：新增光伏发系统的承载力校核验算通过率大于80%。结构方面比较适宜安装光伏发电系统。

侧重注意的问题：私自建造的建筑物、建设年代久远的老旧建筑，存在偷工减料的豆腐工程、私自改扩建情况影响了原建筑结构受力安全、与屋主沟通未来是否有屋面结构改扩建计划。

混凝土预制板屋面、预应力双T板屋面、马鞍板屋面，通过选择合适的安装形式，如适当降低安装倾角、避让敏感区域、阵列加装导流板、降低配重块高度和重量等，亦可正在安装光伏电站系统。

混凝土屋面光伏系统按单排组件最佳倾角进行安装、混凝土配重上考虑， 约0.45KN/㎡。

5 金属屋面荷载的预判

金属屋面：新增光伏系统的承载力校核验算通过率小于50%。结构承载力不足情况较多，使用前需认真校核。

侧重注意的问题：是否为正规设计单位设计、能否获取原设计图纸、是否私自建造、是否建设期替换过钢材等级、私自改扩建情况影响了原建筑结构受力安全、与屋主沟通未来是否有屋面结构改扩建计划。

彩钢瓦屋面光伏光伏系统按组件顺屋面坡度平铺安装、支架檩条采用夹具夹在金属屋面瓦楞上考虑， 约0.15KN/㎡ 。

6 金属屋面荷载的快速预判方法

经验方法一：

非正规设计院设计、非正规施工单位施工、无图纸或借图建造的厂房，基本都不可使用。因为其结构安全不可控、野蛮施工隐患多、材料以次充好。如Q235材料替换Q345材料使用。

经验方法二：

檩条跨度6米左右，檩条型号小于180，檩条核算易超限;

檩条跨度8米左右，檩条型号小于220，檩条核算易超限;

檩条跨度大于6米，檩条间的拉条仅为1道时，檩条核算易侧向失稳。

（Lorsque le développement du photovoltaïque distribué est en plein essor, le problème de la charge sur le toit du projet photovoltaïque 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 photovoltaïque est - elle évaluée à l'avance pour déterminer approximativement si les exigences du projet photovoltaïque sont respectées avant la délivrance du certificat de charge?

1 classification des charges de toit pour la production d'énergie photovoltaïque





Classification par temps: Charge permanente (charge morte), charge variable (charge réelle), charge accidentelle (charge spéciale ou action accidentelle). Le système de centrale photovoltaïque 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 photovoltaïque 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 photovoltaïque: module photovoltaïque, support, Fondation, câble, boîte 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 photovoltaïque.





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, boîte à outils de structure de redressement, etc.) à partir des dessins de structure du bâtiment.





Enquête sur le terrain: en comparant les bâtiments 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 photovoltaïque est supérieur à 80%. En ce qui concerne la structure, il convient d'installer un système de production d'énergie photovoltaïque.





Les points clés sont les suivants: les bâtiments construits sans autorisation, les bâtiments 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 bâtiment, 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 tôle double précontrainte et les toits en tôle de selle peuvent également être installés dans des centrales photovoltaïques 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 photovoltaïque 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 photovoltaïque 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 bâtiment 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 bâtiment.



Le système photovoltaïque 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 conçue 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 sûre et incontrôlable, 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.
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