环境能效相对成熟。我国目前常用的屋顶光伏发电系统理论寿命普遍超过十年,其能量回收周期则大致在三年左右
9月24日国家能源局下发《光伏电站项目管理暂行办法》,为规范光伏电站项目管理,促进光伏发电产业持续健康发展提供了进一步的政策支持。
随着人类工业的发展,石化能源的利用不断给环境带来各方面的压力,世界各国加快了对清洁新能源的开发利用,太阳能因具有清洁无害、分布广泛等特点,越来越受到人们的青睐。太阳能光伏也成为当今分布式新能源发电的热点,工业大型光伏屋顶电站成为高效利用分布式能源发电的新形式。由于钢铁企业生产周期紧凑,通常是在电力检修期间停产检修,由于常规厂房停产时没有照明,给普通检修造成不便。工业屋顶光伏电站除清洁能源的优点外,还具备在昼间(不受停电影响)依旧可以为工业厂房提供照明、通风设施等电源的优越性。屋顶光伏电站具备绿色无污染、节能减排、缩短工业生产检修时间等优点。
一、屋面光伏荷载证明报告实例:
受检房屋位于江苏省连中小产业园内,拟在该产业园内A区9栋单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房、B区7栋单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房、C区2栋四层钢筋混凝土框架结构办公楼和D区8栋双层门式刚架轻型房屋钢结构厂房屋顶增设分布式光伏发电站,为明确房屋结构能否满足屋顶光伏电站建成后的安全运行及后期工厂正常生产使用要求,特委托对该产业园内上述26栋房屋进行检测并提出检测结论。
现场对26栋受检房屋的建筑、结构布置进行了调查,结果表明,所有房屋的主要承重构件的布置以及建筑布局等与设计图纸基本相符。现场用钢卷尺和手持式激光测距仪对房屋的轴线尺寸进行了抽样测量,检测结果如表6.1所示。由检测结果可以看出,房屋抽样检测位置处的轴线尺寸与原设计要求基本一致。
承载力验算
业主拟在该产业园内A区9栋单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房、B区7栋单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房、C区2栋四层钢筋混凝土框架结构厂房和D区8栋双层门式刚架轻型房屋钢结构厂房屋顶增设分布式光伏发电站,增加活载不大于0.35 kN/m2。
1 单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房承载力验算
1.1 计算参数
本次采用建筑科学研究院结构计算程序PKPM(V2.2版)系列软件STS门式刚架模块对单榀门式刚架进行验算分析,STS工具箱模块对檩条、吊车梁等构件进行承载力验算。经现场检测,A区、B区单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房屋面做法为:(1)0.5mm厚单层彩钢板;(2)50mm厚岩棉+铝箔+钢丝网;(3)镀锌冷弯薄壁C型钢檩条。
(1)验算荷载取值
恒载:0.3 kN/ m2
活载:0.5 kN/m2 + 0.35 kN/m2 = 0.85 kN/m2(验算檩条)
0.4 kN/m2 + 0.35 kN/ m2 = 0.75 kN/m2(验算刚架)
基本风压:0.55 kN/ m2,地面粗糙度为B类
基本雪压:0.4 kN/ m2
(2)地震信息
抗震设防类别为标准设防类(丙类),抗震设防烈度为7度(0.10g),设计地震分组为第三组,场地类别为IV类。
(3)材料强度
钢柱(含刚架柱和抗风柱)、主钢梁及相应的加劲肋、端板均采用Q345B级钢材,吊车梁及其余构件均采用Q235B级钢材。
1.2 门式刚架承载力验算
A01、A02、A09、B01、B02、B05为无吊车的单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房,端区、中间区单榀门式刚架分别为GJ1、GJ2,计算模型见图11.1。A03~A08、B03、B04、B06、B07为有吊车的单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房,端区、中间区单榀门式刚架分别为GJ3、GJ4。
验算结果表明,A03~A08、B03、B04、B06、B07厂房屋顶增设分布式光伏发电站后,钢柱GZ5、GZ6作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值、平面内稳定应力比、平面外稳定应力比均小于1,满足承载力计算要求。抗风柱KFZ3、KFZ4作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值、平面内稳定应力比均小于1,满足承载力计算要求;平面外稳定应力比大于1,不满足承载力计算要求。钢梁GL3作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值、平面内稳定应力比、平面外稳定应力比均小于1,满足承载力计算要求。GZ7、GZ8作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值、平面内稳定应力比、平面外稳定应力比均大于1,不满足承载力计算要求;钢梁GL4作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值、平面内稳定应力比、平面外稳定应力比均大于1,不满足承载力计算要求。抗风柱KFZ3、KFZ4平面外稳定对应长细比均大于,不满足规范要求。除此以外,其余构件长细比均满足规范要求。
二、屋面光伏荷载证明报告——国内外技术水平发展现状
a)虽然我国光伏发电技术日益成熟,大面积应用正逐步走向成熟,但是多局限在地面,弊端是占地面积太大,而且多数建设地为内蒙古西部沙漠地区,发电后需要远距离架设杆塔送电至电网。
b)目前我国工业屋顶光伏电站处于探索阶段,目前没有大规模应用,工业厂房屋面由于建筑结构复杂,负荷情况复杂等情况,造成工业屋顶光伏电站目前处于探索阶段,没有实际安装工程。国内目前的屋顶光伏发电系统都停留在混凝土屋面上,由于混凝土屋面承重性强,大量光伏面板安装技术难度小。国内大型工业厂房几乎全部采用压型钢板屋面板,承重力差,目前技术应用上处于空白阶段。
c)现有工业厂房上级电源停电时无法同时完成检修工作,即使采用额外架设检修保安电源,由于保安电源投资成本高,维护成本高,经常在投产3~5后由于维护费用高,设备昂贵等原因,导致废弃,降低了企业生产安全性。屋顶光伏电站在昼间可为检修及保安电源提供一种补充。
三、屋面光伏荷载证明报告——荷载计算方法:
1、均摊载荷验算法
该方法的原理是:将设备的重量均摊到每一个设备的平均占地面积上,然后将该均摊的载荷与楼房的设计承重(单位面积)进行对比,如果均摊载荷小于设计承重,则楼房是安全的,反之则是不安全的。
例:一台设备重量Q=1000公斤,外形尺寸:长×宽×高=600mm×800mm×2200mm,设备四周均有走道,走道宽度均为800mm,楼房的设计承重是 P=600kg/m2。
Q = 1000 kg
A =(0.6+0.8/2+0.8/2)×(0.8+0.8/2+0.8/2)=2.24 m2
设备对地面产生的均摊荷载q=Q/A=1000/2.24=446 kg/m2
由于q <=P,设备可以安全安装。
对于我们的情况:LVG1200设备的重量:Q=6800kg,平均占地面积(将过道均摊):A=18m2,楼房设计承重:P = 1000kg/m2
设备对地面产生的均摊荷载q=Q/A=6800/18=377 kg/m2
由于q <=P,设备可以安全安装。
该方法不是很准确,因为它是将设备的重量均摊在总的占地面积上,它没有考虑把设备集中一点放置时情况,因此不是很科学,只能作为一个简单的估算。
2、等效均布载荷法
目前,在建筑上普遍采用的计算方法是等效均布载荷法。该方法的原理是:
在建筑设计时,设计师往往采用均布载荷作为设计的依据,并以此代表楼面上的不连续分布的实际载荷。但在实际使用时,楼板上的实际载荷并不是按照理想的均匀状态分布,而是由很多局部集中载荷构成。因此,在实际校核时,需要将这些局部的集中载荷折算成连续的等效均布载荷,而折算的原则是:折算后的等效均布载荷对楼板所产生的内应力,要等于实际的局部集中载荷对楼板所产生的内应力。如果折算后的等效均布载荷小于设计时所给定的均布载荷,则楼房是安全的。
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