大家好!今天让小编来大家介绍下关于光伏风荷载计算_5.1关于建设分布式屋顶光伏发电项目的几点建议的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.结构风荷载计算介绍?2.5.1关于建设分布式屋顶光伏发电项目的几点建议
3.53光伏结构系统有哪些设计要点
结构风荷载计算介绍?
一说到结构风荷载计算,相关建筑人士还是比较陌生的,风荷载计算基本概况?结构风荷载计算相关注意点?以下是中达咨询为建筑人士风荷载计算基本内容,具体内容如下:
中达咨询通过本网站建筑知识专栏的知识整理,风荷载计算基本概况如下:
风荷载是空气流动对工程结构所产生的压力。风荷载 与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度,及建筑体型等诸因素有关。
结构风荷载计算注意点:
一、风荷载是一种动力荷载,通常将这种动力荷载转化为静力等效荷载,通过控制风荷载作用下的结构侧移、与重力荷载组合作用下的结构承载力、稳定、抗倾覆等来满足抗风要求。
二、对于特别高柔的建筑物和复杂重要的高层建筑,通常还需通过风洞试验研究,摸清风荷载的作用特点,以控制结构风振加速度响应为主要目标,来满足高层建筑舒适度使用要求。
三、基本风压取值原则
对于舒适度控制设计时,基本风压重现期采用10年;对于高度小于60m的一般高层建筑抗风设计时,基本风压重现期采用50年;对于高度大于60m的高层建筑,进行承载力设计时基本风压重现期采用100年,进行位移控制设计时基本风压重现期采用50年。
四、体型系数μs取值原则
对于矩形、十字形平面,H/B≤4, L/B≥1.5的高层建筑,体型系数采用1.3;
对于矩形、十字形平面,H/B>4, L/B<1.5的高层建筑,体型系数采用1.4;
对于圆形、椭圆形的高层建筑,体型系数采用0.8;
对于正多边形的高层建筑,体型系数采用0.8+1.2/n0.5;
对于V形、Y形、弧形、井字形、L形、Π形的高层建筑,体型系数采用1.4。
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5.1关于建设分布式屋顶光伏发电项目的几点建议
球形屋顶的风荷载计算方法:
1、按地面粗糙程度查风压高度系数,以便计算风荷载标准值。
2、查算风荷载体型系数,以便计算风荷载标准值。
3、查算风振系数,以便计算风荷载标准值,最后计算出屋顶各斜面的风荷载标准值。
53光伏结构系统有哪些设计要点
施工之前需要考虑选址问题
分布式光伏电站选址需要考虑技术问题有:
1、建筑物的高度:太高的建筑,是不适合安装的光伏组件的。为什么呢,原因有三:
1)光伏组件单体面积大,越高风荷载越大;
之前,很多省份出台了太阳能热水器安装的管理规定,要求12层以下的建筑必须安装太阳能热水器
12层的建筑大概40m,风速、风压会高于地面。与太阳能热水器比起来,光伏阵列的单体面积大的多,风荷载也会大很多。
目前,并没有说多高以上的建筑不能安装,但高层建筑上安装,一定要充分考虑风荷载,算算支架和基础的抗风能力和承载力。
2)施工难度大,二次搬运费用高
施工时,光伏组件和汇流箱是要运到楼顶的。采用吊车吊还是人工搬运?这要看建筑物周边的具体情况。但毫无疑问,建筑物越高,二次搬运费用越高。
3)运行维护费用高
光伏项目不是装在屋顶上不用管,就只等着收钱的项目。检修、清洗、更换设备等等,建筑物越高成本就越高。
基于以上三个原因,不建议在高层建筑上安装开展光伏项目。
2、屋顶的可利用面积
屋顶的可利用面积直接决定了项目规模的大小,而规模效应直接影响项目的投资、运行成本和收益。
如果建筑物的所有者在自己的屋顶建设项目,采用现有工人代维的方式,不设单独的运维人员;项目所发电量直接被使用,收益不需要分享。这种情况,规模小点是可以接受的。
如果电力公司开展投资项目,就必须要综合考虑项目的投资规模效益、后期运维、收益分享模式等因素,进行项目收益测算。
考虑可利用面积时,要充分考虑女儿墙、屋顶构筑物和设备的遮挡。我曾见过女儿墙约1.5m的屋顶,周边都是广告牌的屋顶,布满中央空调和太阳能热水器的屋顶。年份越久的屋顶,可利用面积的比例越少。一般1万m2的可利用面积,彩钢瓦我会按800kW考虑,混凝土按600kW考虑。
3、屋顶的类型与承载力
常见的屋顶类型分混凝土和彩钢瓦两种(也有瓦房屋顶,但不常见,暂不考虑),未来设计中将采用不同的技术方案。
分布式光伏电站选址考虑的问题(图表)
由于采用不同的基础形式和安装方式,屋顶所承受的恒荷载和活荷载的计算方法也是不一样的。
另外,混凝土屋顶需要考虑原有的防水措施,彩钢瓦要考虑瓦型、朝向等因素。
4、屋顶的年限
混凝土屋顶的使用年限较长,一般情况下能保证光伏电站25年的运营期;而彩钢瓦的使用年限一般在15年左右,这样就需要考虑一笔电站转移费用了。
3、接入方式和电压等级
接入方式分单点接入和多点接入;电压等级一般分380V、10kV和35kV。对于不同接入方式、电压等级,电网公司的管理规定是不一样的,如:
电网公司接收接入申请受理到告知业主接入系统方案确认单的时间为:单点并网项目20个工作日、多点并网项目30 个工作日。
以380 V接入的项目,接入系统方案等同于接入电网意见函;以35 kV、10 kV接入的项目,则要分别获得接入系统方案确认单、接入电网意见函,根据接入电网意见函开展项目备案和工程设计等工作,并在接入系统工程施工前,要将接入系统工程设计相关资料提交客户服务中心,根据其答复意见开展工程建设等后续工作。
一、结构设计的一般原则
1.1光伏面板的结构可按下列方式分为两类:
(1)分离式光伏面板: 只具有发电功能,不作为围护结构的面板;建筑需要围护功能时须另设密封的采光顶或幕墙。这种面板要设单独的支架,支架连接在主体结构上。因此这种光伏建筑是一体化设计,两层皮。
(2)合一式光伏面板:既具有发电功能,同时又是采光顶或幕墙的面板。又称为建材式光伏面板。由于发电和建筑功能合一,因此建筑外皮只需一套面板,一套支承。这种光伏建筑是一体化设计,一层皮。
合一式光伏结构系统与普通玻璃幕墙和采光顶大体相同,可以套用玻璃幕墙和采光顶的设计方法;分离式光伏结构系统在普通玻璃幕墙和采光顶的外侧另外附加了一个单独的结构,工作性质又不同于一般的幕墙和采光顶,必须进行专门的设计。
1.2光伏结构系统应进行结构设计,应具有规定的承载能力、刚度、稳定性和变形能力。
结构设计使用年限不应小于25年。预埋件属于难以更换的部件,其结构设计使用年限宜按50年考虑。大跨度支承钢结构的结构设计使用年限应与主体结构相同。
1.3光伏结构系统的设计目标是:在正常使用状态下应具有良好的工作性能。抗震设计的光伏结构系统,在多遇地震作用下应能正常使用;在设防烈度地震作用下经修理后应仍可使用;在罕遇地震作用下支承骨架不应倒塌或坠落。
1.4非抗震设计的光伏结构系统,应计算重力荷载和风荷载的效应,必要时可计入温度作用的效应。
抗震设计的光伏结构系统,应计算重力荷载、风荷载和地震作用的效应,必要时可计入温度作用的效应。
1.5光伏结构可按弹性方法分别计算施工阶段和正常使用阶段的作用效应,并进行作用效应的组合。
1.6光伏结构系统的构件和连接应按各效应组合中最不利组合进行设计。
1.7光伏结构构件和连接的承载力设计值不应小于荷载和作用效应的设计值。按荷载与作用标准值计算的挠度值不宜超过挠度的允许值。
二、荷载和作用
2.1光伏结构系统应分别不同情况,考虑下列重力荷载:
(1)面板和支承结构自重
(2)检修荷载
(3)雪荷载
2.2光伏结构系统的风荷载,应按国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009 2006版本采用。设计时应分别考虑:
(1)分离式光伏面板的风荷载应计入迎风面风荷载和背风面风荷载;
(2)支架的风荷载应计入面板传来的风荷载和支架直接承受的风荷载;
(3)合一式面板系统应分别采光顶和幕墙的风荷载,按相应规范采用
2.3分离式光伏结构系统应考虑突出屋面小结构的地震力放大作用。必要时可将其作为独立的质点,连同主体结构一起进行地震反应分析。
屋面上的分离式光伏系统结构具有一定的质量和刚度,相当于一个小楼层,但是其质量和刚度又远小于主体结构的质量和刚度。放在屋面上的地震反应要比放在地面上要强烈得多,称之为鞭梢效应。放在屋面上,地震力比放在地面上放大可达3~5倍,取决于它与主体结构的质量比和刚度比
2.4合一式光伏结构面板和支承结构的地震力计算与一般玻璃幕墙相同,可按照行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003 的规定进行。
2.5分离式光伏结构的支架暴露于室外,应考虑温度作用的影响。必要时可进行钢支架的温度应力计算
2.6光伏结构系统的荷载组合可按照行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003 的规定进行。
光伏采光顶和斜墙的重力荷载会产生平面外方向的作用分力,它与风荷载和地震力的作用相叠加,计算时应注意。
重力荷载起控制作用的组合,重力荷载的分项系数应取为1.35。
风荷载起主要作用的组合,地震作用的组合值系数应取为0.5。
三、面板设计
3.1面板的玻璃应能承受施加于面板的荷载、地震作用和温度作用。其厚度除应由计算确定外,尚应满足最小厚度的要求。
3.2分离式面板夹胶玻璃中的单片玻璃,厚度不应小于4mm。
3.3用作采光顶和幕墙的合一式面板,夹胶玻璃中的单片玻璃厚度不应小于5mm;幕墙中空玻璃的内侧采用单片玻璃时,厚度不应小于6mm。
3.4有光伏电池的夹胶玻璃,外片宜采用超白玻璃。夹胶玻璃的内外片,厚度相差不宜大于3mm。
3.5无中空层的单片夹胶玻璃,不宜采用Low-E镀膜;有中空层的夹胶中空玻璃,Low-E镀膜应朝中空层。
3.6合一式面板应采用PVB夹胶膜;分离式面板可采用PVB夹胶膜,也可采用EVA夹胶膜。非晶硅电池的夹胶玻璃宜采用PVB夹胶膜。
3.7采光顶采用中空玻璃时,室内侧也应采用夹胶玻璃;斜玻璃幕墙采用中空玻璃时,朝地面一侧宜采用夹胶玻璃
3.8夹胶玻璃宜采用半钢化玻璃或浮法玻璃,可采用钢化玻璃。点支承面板应采用钢化玻璃。
钢化玻璃有1%~3%的自爆率,即使经过二次热处理也还有0.1%~0.3%的自爆率。而半钢化玻璃和浮法玻璃不会自爆,夹胶后成为安全玻璃。所以如果承载力足够,完全不必采用钢化夹胶玻璃,以免使用后更换玻璃的困难。
点支承玻璃开孔处局部应力很大,只有强度高的钢化玻璃才能满足承载力的要求。
3.9 面板的结构计算应按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003的规定进行。规范中已列出了边支承玻璃板和点支承玻璃板的计算公式和计算用表,可直接采用。
3.10 由荷载及作用标准值产生的面板挠度,边支承面板不宜大于短边的1/60;点支承面板不宜大于沿较大边长支承点间距的1/60。
四、支承结构设计
4.1支承结构设计应遵照《钢结构设计规范》GB 50017-2003 和《铝合金结构设计规范》GB 50429-2007 的规定进行。
4.2分离式面板的钢支架构件的截面厚度不应小于3.0mm,其钢种、牌号和质量等级应符合现行国家标准和行业标准的规定。钢材之间进行焊接时,应符合现行国家标准和行业标准的规定。
4.3分离式面板的钢支架应采取有效的防腐措施。当采用热浸锌防腐处理时,锌膜厚度不宜小于80微米。采用氟碳喷涂时涂膜厚度不宜小于40微米。采用防锈漆或其他防腐涂料时应遵照相应的技术规定。
腐蚀严重地区的钢支架,必要时可预留截面的腐蚀厚度。另外,圆管、方管等闭口钢型材,其内侧表面难以进行防腐处理,也可以留出腐蚀厚度。在通常条件下,钢材截面的腐蚀速度大概不超过每年0.02mm。这样一来,钢型材截面厚度额外增加1.0mm,就可留出单面腐蚀50年或双面腐蚀25年的余量。
4.4在风荷载标准值作用下,分离式面板支架的顶点水平位移不宜大于其高度的1/150。
4.5合一式面板的支承结构设计,应按《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102-2003 的规定进行