光伏系统屋顶荷载计算

一．前言

目前，我国大多数分布式光伏发电项目是在现有屋顶上建设完成的，考虑到屋面的结构、年限等不确定因素，作为项目申报均的必备条件，光伏创客们需要针对屋顶的承载能力出具复核报告，以确保前期的施工及后期的安全运营。

接下来小固就屋顶的分类、屋顶载荷计算、具体项目荷载计算和荷载证明模板来介绍。

二．屋顶分类

按屋顶的一般使用要求，可以将屋顶分为可上人屋顶和不可上人屋顶，区别如下：
1、工程作法不同：不可上人屋面一般作完防水层后就完工了，而上人屋面在做完防水层后，还要做一个楼地面层。
2、登上屋顶的方式不同：上人屋面必须有楼梯通到屋面层，而不上人屋面可以留一个上人孔，通过爬梯上到屋面层。
3、可变荷载：上人屋面可在更大程度的承受屋顶作业带来的可变荷载。
可上人屋顶和不可上人屋顶对永久和荷载的分析没有影响，其区别在与可变荷载分析时的活荷载，上人屋面一般2.0kN/m²，不上人屋面取0.5kN/m²。

三．屋顶载荷计算

屋面荷载的分析包括永久荷载和可变荷载，其中可变载荷又可分为不可上人屋面活载荷、可上人屋面载荷、风载、雪载、房屋的积灰荷载等。

l永久荷载分析计算

永久荷载主要包括光伏组件和零配件的自重，如果采用支架方式安装，还需计入支架的重量。光伏组件的重量一般在20KG/m2之间，零配件包括放置于光伏组件和屋面之间支撑件及各类固定件，按0.05KN/ m2来算，可以得出永久载荷组合值0.25KN/ m2。

l可变荷载分析计算

可变荷载包括屋面活荷载、雪荷载、风荷载、积灰荷载，如光伏组件定期清理，可以忽略不计。

屋面活荷载QP包括施工和维修人员、小型工具和光伏组件等临时活荷载，当计算时，应该扣除临时性的活荷载，具体根据项目现场来计算。

雪荷载标称值计算公式为SK=UrS0（1），其中Ur为屋面积雪分布系数，各个屋面的积雪分布系数不相同，具体的类别见下表所示：

S0为基本雪压，可以根据GB50009-2001建筑结构荷载规范得出，通过上述Ur和S0的乘积，能够得到雪荷载标称值SK。

风荷载标称值的计算公式为Wk=ΒZUSUZW0（2），式中ΒZ是指高度Z处的风振系数，US为风荷载体型系数，UZ为风压高度变化系数，W0指基本风压。与雪荷载标称值计算类似，上述参数可以参考《GB50009-2012建筑结构荷载规范》。

由于上述不利因素（雪荷载、风荷载等）出现的可能性较低，因此要将各种可变荷载的标准值同时乘以折减系数（组合值系数），从而得到组合值。可变荷载组合值Qc的计算如下所示:

QC=Qh+Qx+Qf（3）

式中：

Qh=∮hQP（4）

Qx=∮xSK（5）

Qf=∮fWk（6）

∮h、∮x、∮f分别屋面的活荷载、雪荷载、风荷载的组合值系数。

雪荷载的系数可取0.7；风荷载的组合值系数可取0.6；屋面活荷载组合值系数可参照下表：

将式（4）、（5）、（6）代入式（3），可计算出组合值QC。

四．具体项目荷载计算及复核报告模板

见附件-彩钢屋面项目分析计算书

五．总结

小固从屋顶分类、屋面载荷计算、项目分析、注意事项几个方面对屋顶的承载能力进行计算和分析。认真做好前期承载能力的评估工作，对屋面光伏电站的安全施工及运营至关重要。