天津市屋面光伏承重能力安全檢測鑒定標(biāo)準(zhǔn)
屋頂光伏安全檢測鑒定的相關(guān)知識：
屋頂面積直接決定光伏發(fā)電項目的容量，是較基礎(chǔ)的元素，屋面上是否存在附屬物，如風(fēng)樓、風(fēng)機(jī)、附房、女兒墻等，設(shè)計時需要避開陰影影響。屋面朝向決定著光伏支架、組件、串列、匯流箱的布置原則，比如東西走向的屋面，背陰面的方陣是否需要設(shè)置傾角，組件串聯(lián)時陰陽兩面盡量避免互連，匯流箱及逆變器直流輸入輸入盡量為同一屋面朝向的陣列。屋面材質(zhì)基本分為彩鋼瓦、陶瓷瓦、鋼混等，其中彩鋼瓦分為直立鎖邊型、咬口型(角馳式，龍骨呈菱形)型、卡扣型(暗扣式)型、固定件連接(明釘式，梯形凸起)型。前兩種需要*轉(zhuǎn)接件，后兩種需要打孔固定；陶瓷瓦屋面既可以使用*轉(zhuǎn)接件，也可以不與屋面固定，利用自重和屋面坡度附著其上；鋼混結(jié)構(gòu)屋面一般需要制作支架基礎(chǔ)，基礎(chǔ)與屋面可以生根也可以不生根，關(guān)鍵考慮屋面*、抗風(fēng)載能力、屋面設(shè)計荷載等因素。屋面的設(shè)計使用壽命決定光伏電站的使用壽命。屋面荷載屋面荷載大體分為荷載和可變荷載。荷載也稱恒荷載，指的是結(jié)構(gòu)自重及灰塵荷載等，光伏電站安裝在屋面后，需要運營25年，其自重歸屬于恒荷載，在項目前期考察時，需要著重查看建筑設(shè)計說明中恒荷載的設(shè)計值，并落實除屋面自重外，是否額外增加其他荷載，如管道、吊置設(shè)備、屋面附屬物等，并落實恒荷載是否有余量能夠安裝光伏電站�？勺兒奢d是考慮**狀況下暫時施加于屋面的荷載，分為風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載、活荷載等，是不可以占用的。特殊情況下，活荷載可以作為分擔(dān)光伏電站荷載的選項，但不可以占用過多，需要具體分析。
一、傾斜屋頂光伏系統(tǒng)
在傾斜屋頂上安裝光伏系統(tǒng)主要有兩種形式：一類是在屋頂上安裝支架，將光伏組件鋪設(shè)在支架上。這種系統(tǒng)通常要在屋頂上預(yù)埋固定件，如螺栓，并將支架通過連接件與螺栓固定。在安裝的過程中要調(diào)整好組件的位置以保證整個屋面平整、美觀。這類系統(tǒng)在安裝時要注意支架與屋頂之間要預(yù)留一定的距離，保證良好的空氣流動，以此來降低光伏組件的工作溫度。在多數(shù)情況下，太陽能板會產(chǎn)生大量的熱量，太陽能電池板的溫度增加一度(以25"C為基準(zhǔn))，其效率會相應(yīng)減少0．3％’0．5％。屋頂與支架間預(yù)留一定的空間是很重要的，這樣做也可以降低炎熱季節(jié)的室內(nèi)溫度，保證室內(nèi)環(huán)境的舒度傾斜屋頂光伏系統(tǒng)安裝的*二類方式是：嵌入式結(jié)構(gòu)，即將光伏系統(tǒng)作為建筑物的一部分替代某些建筑構(gòu)件。這是一種新型結(jié)構(gòu)，在建筑物設(shè)計之初就通過設(shè)計、計算，預(yù)先做好光伏組件的安裝構(gòu)件，并將組件的安裝構(gòu)件與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計為一體，建好之后的光伏系統(tǒng)既具備普通建筑屋頂防雨、遮陽的功能，還可以發(fā)電。這樣做的好處是，光伏系統(tǒng)的成本在建筑設(shè)計之初就包含在建材成本里，不需要在建筑物建好之后重新花費安裝系統(tǒng)的費用。光伏系統(tǒng)的鋪設(shè)與建筑主體同步設(shè)計、施工、安裝，投入使用。光伏屋頂系統(tǒng)能*好的利用屋頂面積并且在結(jié)構(gòu)上*安全、。
二、平屋頂(樓頂)光伏系統(tǒng)
在樓頂上安裝光伏系統(tǒng)的分類方法亦是相同，一類是將平屋頂作為光伏系統(tǒng)支撐物。在屋頂上要預(yù)先安裝生根或不生根筑起水泥條或水泥帶，并在其中預(yù)埋地腳螺栓用于固定組件支架。平屋頂上安裝的水泥條或水泥帶需安置在建筑物的承重粱上，安裝前要預(yù)先觀測建筑物周圍的環(huán)境，如較大風(fēng)速、較高、較低溫度等相關(guān)參數(shù)，通過設(shè)計計算出水泥條或水泥帶的重量、體積并預(yù)埋好地腳螺栓。*二類是將光伏組件作為屋頂材料，如遮陽棚、大樓頂棚、天窗等。這類屋頂結(jié)構(gòu)要求光伏組件既具備建筑材料的功用，又可以發(fā)電。對于光伏組件來說要求防雨、抗沖擊，若作為建筑物天窗，這就要求光伏組件具備一定的透光性，多采用由雙層玻璃構(gòu)成的組件。若是作為裝飾性的建筑物外觀材料，還應(yīng)該具備一定的美觀性。與傳統(tǒng)的太陽電池使用方式相比，光伏與建筑結(jié)合有許多優(yōu)勢：
(1)光伏與建筑結(jié)合可以節(jié)省一部分建材成本，通過結(jié)合，光伏組件可以起到裝飾作用，增加建筑物的美觀性。
(2)可有效的利用陽光照射的空間。如上海市就有2億m2的屋頂，假設(shè)110的屋頂用做光伏并網(wǎng)發(fā)電，每年可獲得電力為34～47億KWh。
(3)在夏季用電高峰時，光伏系統(tǒng)也正好吸收夏季強(qiáng)烈的太陽輻射，并轉(zhuǎn)換成制冷設(shè)備所需要的電能，從而舒緩電力需求高峰時的供需矛盾。光伏建筑一體化將成為21世紀(jì)的市場熱點，目前制約太陽電池發(fā)展的瓶頸仍然是生產(chǎn)成本過高，轉(zhuǎn)換效率低，加上此行業(yè)法規(guī)政策仍不完善，光伏建筑系統(tǒng)在短期內(nèi)還難以大規(guī)模普及。
甲方擬在車間屋面上鋪設(shè)太陽能電池板及附件設(shè)備，根據(jù)甲方提供的資料，鋪設(shè)太陽能電池板及附件設(shè)備的總重量不*過15kg/㎡（0.15kN/㎡）。根據(jù)甲方提供的技術(shù)資料和廠房圖紙，對屋面增加太陽能設(shè)備進(jìn)行安全評估，根據(jù)安全評估結(jié)果提出對車間結(jié)構(gòu)的處理意見及建議，以確保建筑物的安全和合理使用。
1、車間結(jié)構(gòu)基本情況查勘：
該廠房，建于2015年，結(jié)構(gòu)形式為門式鋼架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)傳力路徑為：荷載→檁條→鋼屋架→鋼柱→基礎(chǔ)。鋼構(gòu)件布置及尺寸與原設(shè)計圖紙相符�？癸L(fēng)柱的布置，屋面支撐及檁條、拉條、柱間支撐的布置，墻柱、墻梁的設(shè)置滿足有關(guān)設(shè)計規(guī)范的要求。車間梁柱平整度較好，未發(fā)現(xiàn)梁的平面內(nèi)垂直變形和平面外的側(cè)向變形，未發(fā)現(xiàn)柱子的傾斜和撓曲。主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面無明顯缺陷；鏈接及節(jié)點無明顯缺陷；鋼構(gòu)件表面均有防銹涂層和防火涂層，無明顯銹蝕痕跡。
2、結(jié)構(gòu)使用條件調(diào)查核實：
該廠房，其生產(chǎn)設(shè)備均直接支撐于地面上，沒有支撐于車間主結(jié)構(gòu)上，未增加屋面的局部吊掛荷載。
3、地基基層調(diào)查：
現(xiàn)場勘察車間結(jié)構(gòu)的柱底和底層墻體，未發(fā)現(xiàn)因基礎(chǔ)不均勻沉降而導(dǎo)致的上部結(jié)構(gòu)倒斜、近地面墻體斜裂縫等，地基基層可評定為無明顯靜載缺陷，地基基本趨于穩(wěn)定。
4、承重結(jié)構(gòu)檢查：
檢查車間的主體結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)梁的平面內(nèi)垂直變形和平面外的側(cè)向變形；未發(fā)現(xiàn)柱子的側(cè)斜和撓曲；未發(fā)現(xiàn)屋面檁條有過大撓曲變形；主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面無明顯缺陷；連接及節(jié)點無明顯缺陷。
5、工程資料收集：
甲方提供了車間的建筑、結(jié)構(gòu)施工圖（竣工圖），產(chǎn)品介紹資料及已經(jīng)運行設(shè)備的實地考察。
鑒定分析：
1、根據(jù)甲方提供的施工圖，采用PKPM系列STS鋼結(jié)構(gòu)計算軟件（2012版），按現(xiàn)有結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件截面、材質(zhì)和荷載情況建立計算模型，對車間按增加太陽能設(shè)備荷載后的工況進(jìn)行計算復(fù)核。
2、經(jīng)復(fù)核驗算，該廠房的基礎(chǔ)在增加太陽能設(shè)備荷載后，計算結(jié)果均小于原圖紙設(shè)計值，滿足驗算要求。
3、經(jīng)復(fù)核驗算，該廠房的主體結(jié)構(gòu)在增加太陽能設(shè)備荷載后，剛架原有承重鋼柱承載能力不滿足要求，強(qiáng)度應(yīng)力比較大為1.19，鋼柱平面內(nèi)、外穩(wěn)定計算較大應(yīng)力不滿足要求，平面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力比較大為1.22，平面外穩(wěn)定應(yīng)力比較大為2.99；原有鋼屋架的強(qiáng)度不滿足規(guī)范要求，鋼梁的強(qiáng)度應(yīng)力比較大為1.08；鋼梁平面內(nèi)、外穩(wěn)定計算較大應(yīng)力不滿足要求，平面內(nèi)、外穩(wěn)定應(yīng)力比較大為1.07；鋼梁的撓跨比不滿足要求，較大撓跨比為1/104。
4、屋面檁條在增加太陽能設(shè)備荷載后，檁條強(qiáng)度不滿足規(guī)范要求，檁條撓度不滿足規(guī)范要求。
