屋面光伏荷载计算机构,光伏系统屋顶荷载计算
一.前言
目前,我国大多数分布式光伏发电项目是在现有屋顶上建设完成的,考虑到屋面的结构、年限等不确定因素,作为项目申报均的必备条件,光伏创客们需要针对屋顶的承载能力出具复核报告,以确保前期的施工及后期的安全运营。
接下来小固就屋顶的分类、屋顶载荷计算、具体项目荷载计算和荷载证明模板来介绍。
二.屋顶分类
按屋顶的一般使用要求,可以将屋顶分为可上人屋顶和不可上人屋顶,区别如下:
1、工程作法不同:不可上人屋面一般作完防水层后就完工了,而上人屋面在做完防水层后,还要做一个楼地面层。
2、登上屋顶的方式不同:上人屋面必须有楼梯通到屋面层,而不上人屋面可以留一个上人孔,通过爬梯上到屋面层。
3、可变荷载:上人屋面可在更大程度的承受屋顶作业带来的可变荷载。
可上人屋顶和不可上人屋顶对永久和荷载的分析没有影响,其区别在与可变荷载分析时的活荷载,上人屋面一般2.0kN/m²,不上人屋面取0.5kN/m²。
三.屋顶载荷计算
屋面荷载的分析包括永久荷载和可变荷载,其中可变载荷又可分为不可上人屋面活载荷、可上人屋面载荷、风载、雪载、房屋的积灰荷载等。
l永久荷载分析计算
永久荷载主要包括光伏组件和零配件的自重,如果采用支架方式安装,还需计入支架的重量。光伏组件的重量一般在20KG/m2之间,零配件包括放置于光伏组件和屋面之间支撑件及各类固定件,按0.05KN/ m2来算,可以得出永久载荷组合值0.25KN/ m2。
l可变荷载分析计算
可变荷载包括屋面活荷载、雪荷载、风荷载、积灰荷载,如光伏组件定期清理,可以忽略不计。
屋面活荷载QP包括施工和维修人员、小型工具和光伏组件等临时活荷载,当计算时,应该扣除临时性的活荷载,具体根据项目现场来计算。
雪荷载标称值计算公式为SK=UrS0(1),其中Ur为屋面积雪分布系数,各个屋面的积雪分布系数不相同,具体的类别见下表所示:
S0为基本雪压,可以根据GB50009-2001建筑结构荷载规范得出,通过上述Ur和S0的乘积,能够得到雪荷载标称值SK。
风荷载标称值的计算公式为Wk=ΒZUSUZW0(2),式中ΒZ是指高度Z处的风振系数,US为风荷载体型系数,UZ为风压高度变化系数,W0指基本风压。与雪荷载标称值计算类似,上述参数可以参考《GB50009-2012建筑结构荷载规范》。
由于上述不利因素(雪荷载、风荷载等)出现的可能性较低,因此要将各种可变荷载的标准值同时乘以折减系数(组合值系数),从而得到组合值。可变荷载组合值Qc的计算如下所示:
QC=Qh+Qx+Qf(3)
式中:
Qh=∮hQP(4)
Qx=∮xSK(5)
Qf=∮fWk(6)
∮h、∮x、∮f分别屋面的活荷载、雪荷载、风荷载的组合值系数。
雪荷载的系数可取0.7;风荷载的组合值系数可取0.6;屋面活荷载组合值系数可参照下表:
将式(4)、(5)、(6)代入式(3),可计算出组合值QC。
四.具体项目荷载计算及复核报告模板
见附件-彩钢屋面项目分析计算书
五.总结
小固从屋顶分类、屋面载荷计算、项目分析、注意事项几个方面对屋顶的承载能力进行计算和分析。认真做好前期承载能力的评估工作,对屋面光伏电站的安全施工及运营至关重要。
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