工业屋顶光伏结构荷载分析与施工设计.doc

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，详细介绍了永久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。 关键词：工业园区；分布式光伏发电；荷载分析；施工设计 中图分类号：TK18 文献标识码：A Load Analysis and Construction Design of PV Power System on Industrial Factory Roof Abstract：Industrial park is an important area to develop distributed PV power generation. It is expected that capacity of installed PV system will be 300GW in all kinds of development zones. It is a primary task to evaluate supporting capacity of industrial factory roof before installing PV module. Taking a PV project in Tai’an development zone for example, load of PV array is analyzed in detail including permanent load and variable load. Calculated value and assessed value are compared. According to compared result, capacity of PV system is fixed. A set of components are designed based on roof color steel plate. At last, construction design method is introduced. Key Words：Industrial park; Distributed PV power generation; Load analysis; Construction design 1、引言 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，近年来得到世界各国广泛的关注和推广。截至2010年底，全球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，我国政府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，不断出台新政策鼓励推广。 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，用电需求大且电价高，于是成为大规模推广分布式光伏发电的首选场所。截至2006年底，我国拥有各类经济开发区1568个（含高新区、工业园等），规划面积9949km2[2]，建筑密度取29.28%（以2012年国家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]。本文将以泰安高新技术产业（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。 2、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 屋面荷载的分析包括永久荷载和可变