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如何评估户用屋顶光伏系统建筑结构安全性—国家建筑工程质量监督检验中心谭海亮

发布日期: 2018/4/20 13:54:35                       发布单位: 工作人员
 
2018年4月20日,中国户用光伏研讨会落地山东济南,将就户用系统的质量问题从结构电气安全、设计、选型、施工安装、金融保险等多个角度进行磋商探讨。国家建筑工程质量监督检验中心高级工程师、编制组专家谭海亮现场作题为《户用屋顶光伏系统建筑结构安全性评估标准化》的演讲。
 
 
 
以下为发言实录:
 
国家建筑工程质量监督检验中心高级工程师、编制组专家谭海亮:大家好,我是国家建筑工程质量监督检验中心,专门从事工程质量检测,安全性评定,原因分析。对于光伏,我算是一个外行,我们是专门做建筑结构的。跟光伏接触,跟中国质量认证中心申请了一个认证标准,户用屋顶光伏系统认证标准,我们参与的其中一部分,对光伏一知半解。
 
我的报告内容分为四个部分,一部分是现有光伏类规范对建筑结构的设计要求。第二部分是屋顶光伏系统主要安装方式。第三部分是建筑结构可能存在的安全风险。第四部分是安全性评估时需要考虑的问题。
 
第一部分是光伏类规范,第一个是50797,国标,适用于100千瓦才适用,既有建筑物上增设光伏发电系统,必须进行建筑物结构的安全复核。参照的标准50144和50292。
 
而且对抗震设防地区进行抗震鉴定,不满足的还要进行加固。2008年汶川地震,到2017年,抗震设计规范又调了一次,好多原先不在抗震设防地区,都调整成6度。10.4.4条规定,进行承载力极限状态和正常使用极限状态的要求,承载力,我们通常说的强度这方面,正常使用,我们使用过程中,变形裂缝达到一定要求,这是对于建筑结构来说。
 
第二个规范,行业203,也是从总体上来说,要进行安全复核。还有一个规范是协会的418规范。
 
主要是国标,一个行标,一个协会标准。对于户用系统还没有专门的规范。
 
现在查阅的资料,屋顶光伏系统主要安装方式有这么几种,一个是混凝土平屋顶,安装方式条形基础、方形基础、压块,还有化学连接法,主体结构用化学胶连接,还有其他的方法。金属屋面用的比较多的是卡口式连接,螺栓连接,粘接。瓦屋面用的是墙体承载,别人屋顶不用,虽然建在屋顶上,荷载倒到墙上,墙比屋顶承重能力强。曲面屋顶,做薄膜太阳能比较多。
 
第三部分谈一下建筑结构本身存在的安全风险,我们从一个结构系统上来说,最上面是光伏组件,通过压块或者是连接件连接在支架上,支架从下面传到支架基础上,座落在屋顶上,屋顶又传到地基上,最终目的是发电,建筑结构只要满足基本的要求,只要安全,性能方面没有太高的要求。我们的目的还是发电。建筑结构安全怎么保证?可能存在好多问题,比如说这几个截图,第一个是暴雨产生屋面坍塌,还有本身混凝土脱落。这是一个游泳馆锈蚀,工业厂房腐蚀,这是屋顶,还有房屋本身的风险,比如说地基不好,产生沉降,都会影响光伏系统。再一个安全方面,光伏系统本身压块也好,支架也好,材料怎么保证,如何保证来风了之后不倒,毕竟我们的光伏好像设计25年,如何保证25年内不刮大风,那是不可能的,来大风的时候保证不倒。
 
重点说一下第四部分,建筑结构安全性评估考虑的一些问题,第一个建筑结构具备什么样的条件可以建造屋面光伏。首先考察房子是安全的,我们安装光伏系统之后,对建筑结构来说也是安全的。考虑这些就会规避责任,有时候有可能做了,有可能压到最后一根稻草。我们做过好多房屋的倒塌,比如说哈尔滨桥梁坍塌,北京楼的坍塌,出了问题之后,什么都要查,从原材料,从施工,从设计全都要查,哪个有问题,就是你的问题。
 
第二建筑结构安全性评估需要考虑的问题,规范变更,规范不断的提高变更,老的房子设计的时候,当时设计的时候就是0.3,现在是0.5,房屋本身的安全性都无法保证,我们再在上面做光伏系统,更没有保证。还有一个指标,混凝土强度,74规范是14,89规范是10,原先按照10设计,现在只能按8.64考虑,会打很多折。还有在设计支架的时候,我们考虑荷载工况,一块光伏板很轻,不光有自重,还有风,还有雪荷载,施工何在,人上去施工,堆放东西,还有地震作用,还有温度作用,温度作用往往被忽视的,好多地方尤其是温差大的地方,有时候温度作用可能对变形影响很大,可能会影响组件的正常发电。
 
安全性复核的思路,第一个是有结构设计资料的,按照设计资料结合现场数据进行复核。无设计资料,但是可以进行现场检测条件的,可以进行一些复核,如果没有设计资料,现在条件又无法检测的,可以考虑用荷载实验的方法。
 
这个厂房是们式三跨结构,我们不是安装光伏,加两部吊车,做了安全性复核,左边是柱子承担的荷载,右边是梁承担的荷载。按照荷载取值,未安装前一个值,安装光伏后一个值,只是自重,没考虑风荷和雪荷。刚架梁荷载有13%左右,肯定有一个保险系数,一般0.85—0.95左右,还有富余的程度。
 
建筑结构的安全性评估,光伏设计轴线布置,支架基础布置在哪儿,荷载怎么传递到房子上,传递到楼板上、传递到墙上,传递到梁上,原先有没有锈,有没有裂缝,墙体有没有粉化了。评估报告应对建筑结构是否满足改变屋顶使用功能的安全性做出鉴定结论。有报告了,责任就不属于你。
 

来源: 一起光伏APP
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