在国内,此种类型的屋面安装光伏电站实例较多。对于此种屋面,光伏组件可沿屋面坡度平行铺设,也设计成倾角的方式布置。上部支架可通过不同的连接件、紧固件与屋面承重结构连接。常见的彩钢板屋面的主要形式有:直立锁边型、角驰型、卡口型、明钉型等。彩钢屋面光伏发电项目属于对已有建筑物彩钢屋面的改造项目,因而建筑物的屋面形式、建筑物的结构形式、光伏阵列的布置形式及光伏组件本身的形式,以上条件的多样性决定了屋面光伏支架的形式多种多样。屋面的形式及建筑物的结构形式对光伏支架的工程造价影响较大。一般来说,屋面的防水等级越高,屋面防水层不外露,屋面的活荷载越大及建筑物整体结构较好、承载能力较强的屋面,光伏支架的工程造价越低,反之,工程造价越高。
屋面恒荷载主要由三部分组成:建筑屋面面层恒荷载、结构层恒荷载、顶棚恒荷载
由结构层与顶棚引起的屋面恒荷载计算方法,同相应楼面恒荷载的计算方法,由建筑屋面面层引起的屋面恒荷载,根据建筑屋面面层的具体做法确定。由于建筑屋面承担着保温、隔热和防水、排水的功能,因此建筑屋面面层的做法相对于建筑楼面面层的做法要复杂得多,加之各地气候、雨水情况不同,保温隔热材料和防水材料的不断更新发展,使各地屋面面层的做法不完全相同,但基本构造层相差不多。
(1)平屋面面层恒荷载计算
平屋面,又称建筑找坡屋面,排水坡度为2%~3%,屋面面层的基本构造、荷重如下:
① 结构层(钢筋混凝土屋面板)上水泥砂浆找平层:厚度15~30mm,容重20kN/m3;
② 隔气层:以成品为主,重量较轻,忽略;
③ 保温层兼找坡层:一般采用憎水性能好、导热系数小和重量轻的保温材料,起坡处厚度满足热工要求、由建筑计算决定,如膨胀珍珠岩系列(容重7~15 kN/m3,现场拌制的砂浆取大值,成品取小值)、挤塑板系列(很轻,重量忽略)等;
④ 水泥砂浆找平层:厚度15~20mm,容重20kN/m3;
⑤ 防水层:如二毡三油系列、二布六胶系列等,重量2~8 kN/m2;
⑥ 保护面层:对于不上人屋面,是涂料、反射膜、砂石粘料(常称绿豆砂)、蛭石云母粉、纤维纺织毯、水泥砂浆块材等;对于上人屋面,与楼面面层的做法相同,一般以水泥砂浆面层为主;也结合环境绿化,采用种植屋面、蓄水屋面等。
彩钢瓦屋面电站设计方案中有几个重要的注意事项:
一、明确光伏组件的形式及铺设方式,清楚原有建筑物的屋面形式。
二、清楚原有建筑物的结构形式并对主要结构受力构件进行核算。
三、根据原有建筑物的屋面形式、结构形式、光伏阵列的布置形式、光伏组件本身的形式、结构核算结果及可能的施工措施等多项条件,给出各种可行的支架布置方案,确定优的布置方式。
四、屋面光伏电站项目有其施工上的特殊性,综合考虑现场施工条件,选择合适的施工工艺,并给出施工中的注意事项、施工保护剂安全施工措施等。
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