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1、背景
2014年1月,國家能源局下達關于2014年光伏發電年度新增建設規模的通知。光伏發電建設規模在綜合考慮各地區資源條件、發展基礎、電網消納能力以及配套政策措施等因素基礎上確定,全年新增備案總規模1400萬千瓦,其中分布式800萬千瓦,光伏電站600萬千瓦。
2、彩鋼屋面介紹
目前彩鋼屋面多為坡屋面,常見的坡度為10%和5%。屋面板為壓型鋼板或壓型夾芯板,下部為檁條,檁條搭設在門式剛架等主要支撐結構上。在國內,此種類型的屋面安裝光伏電站實例較多。對于此種屋面,光伏組件可沿屋面坡度平行鋪設,也可以設計成一定傾角的方式布置。上部支架可通過不同的連接件、緊固件與屋面承重結構連接。常見的彩鋼板屋面的主要形式有:直立鎖邊型、角馳型、卡口型、明釘型等。
3、彩鋼屋面建設要求
彩鋼屋面光伏發電項目是在已經建筑物彩鋼屋面上建設的項目,屬于對已有建筑物彩鋼屋面的改造項目,因而建筑物的屋面形式、建筑物的結構形式、光伏陣列的布置形式及光伏組件本身的形式,以上條件的多樣性決定了屋面光伏支架的形式多種多樣。屋面的形式及建筑物的結構形式對光伏支架的工程造價影響較大。一般來說,屋面的防水等級越高,屋面防水層不外露,屋面的活荷載越大及建筑物整體結構較好、承載能力較強的屋面,光伏支架的工程造價越低,反之,工程造價越高。
根據原有建筑物的結構形式,屋面形式及承載力情況,考慮到各個車間實際的用電負荷及安裝容量等因素,項目主要的布置方式為:沿屋面坡度平鋪布置、組件作為屋面的布置形式、北坡起一定的角度,使北坡布置與南坡角度一致。
1為減少光伏電站對屋面產生的附加載荷,對于剛性防水屋面光伏支架底板通過結構膠與原屋面的剛性防水層連接;
2為提高發電量。減少電纜用量,對部分彩鋼板屋面及排架結構屋面采用北坡起角度的布置方式。
4、不同承重的彩鋼屋面安裝方式
剛架或屋架、檁條和屋面板作為彩鋼屋面重要的組成部分。彩鋼板的安裝方式與剛架或屋架、檁條和屋面板的承重直接有重要關系。各種連接件、緊固件的數量和尺寸可通過靜力計算分析和設計構造求得。
1、剛架或屋架、檁條均能滿足設計要求且屋面板剛度較大時
這種方式是比較合理的安裝條件,光伏支架采用連接件與屋面板連接,并盡可能靠近檁條位置固定。2、剛架或屋架、檁條均能滿足設計要求,但屋面板剛度較小,變形較大時
這種類型的彩鋼屋頂主要表現為車棚、公交候車廳、養殖場等一些要求程度不太高的場所。光伏支架可采用連接件直接與檁條處的屋面板直接連接方式,也可以采用連接件與檁條通過穿透屋面板的方式進行連接。
3、僅剛架或屋架能滿足設計要求,檁條及屋面板承載能力較小時
此種布置方式,采用連接件與剛架或屋架連接,具體連接安裝方式同支架與檁條穿透屋面板連接方式。
4、還有一種連接方式為將固定支架的位置屋面板割開,通過型鋼柱連接到屋面鋼梁上。
以上為主要彩鋼屋面的光伏支架布置方式總結,對于穿透屋面的連接件,必須帶有防水墊片或采用密封結構膠處理,保證防水能力。若剛架或屋架、檁條、屋面板均不能滿足設計要求:原屋面上不能建設光伏電站項目。支架設計前,必須對原有屋面的剛架或屋架、檁條、屋面板等受力構件進行準確核算。
5、彩鋼屋頂光伏項目前期方案設計需要注意的事項
明確業主對屋面施工的要求;明確光伏組件的形式及鋪設方式;清楚原有建筑物的屋面形式;清楚原有建筑物的結構形式并對主要結構受力構件進行核算;根據原有建筑物的屋面形式、原有建筑物的結構形式、光伏陣列的布置形式、光伏組件本身的形式、結構核算結果及可能的施工措施等多項條件,給出各種可行的支架布置方案,并進過綜合必選,確定最優的布置方式;屋面光伏項目有其施工上的特殊性,方案設計階段宜綜合考慮現場施工條件,選擇合適的施工工藝,并給出施工中的注意事項、施工保護劑安全施工措施等;清楚工程所在地的當地常用施工材料、施工技術措施等。
6、彩鋼板屋面的加固方式
鋼結構廠房屋面的加固方式主要有加大構件截面法和增加支點加固法。
鋼梁鋼檁條屋面結構的鋼梁加固,主要為在鋼梁下增設T型鋼或C型鋼,用以增加鋼梁截面,提高承載力。鋼檁條加固方式一般在檁條兩端加設支撐點,減少檁條跨度以增加檁條的承載力。
網架鋼檁條屋面結構如果承載力不滿足要求,建議放棄安裝,因網架屋面本身的恒荷載較小,平鋪附加荷載盡管只有0.15KN/㎡,但增加的幅度較大,往往不能滿足要求。因網架結構加固工程量較大,加固難度增加,費用較高,故如果承載力不滿足要求,建議放棄安裝。
加固施工:
對于彩鋼板屋面的加固,比較適用的方法:增加型鋼。因為在實施中存在焊接工序,一般要求在施焊時地面不應該存在生產或堆放易燃物。加固過程需要廠房短時間停產。
7、彩鋼屋頂防水做法
彩鋼屋頂防水的問題主要分為以下幾個主要點:
1 原屋面彩鋼板銹蝕嚴重,已經出現漏點或局部區域嚴重銹蝕。
措施:對局部漏點采用優質中性耐候密封膠涂抹封堵;對于局部彩鋼板銹蝕嚴重的彩鋼板,在安裝光伏組件前需要更換彩鋼板。
2 電纜套管或屋面給水管道穿屋面板
措施:官道穿彩鋼板屋面在現有國標、省標的圖集上均有做法。具體做法可參考國標圖集《壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構造》(01J925-1)、《壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構造(二)》(06J925-2)、《壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構造(三)》(08J925-3)。可根據實際工程的具體情況選用。
3 對于彩鋼板肋板截面為梯形截面的情況,光伏支架通過自攻螺栓與彩鋼板連接。
措施:常用的連接分為肋板側面連接和肋板頂面連接。所采用的自攻螺栓必須帶有配套的耐候密封防水墊片,自攻螺栓固定完畢后,螺釘處須優質中性耐候密封膠涂抹。
4 施工過程中其它需要注意的事項
施工時應放線準確,與現場屋面情況核實準確,找準屋面檁條的準確位置,核實無誤后可施工。
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