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铜川市屋面分布式光伏荷载检测报告 第三方

发布时间: 2024-11-14
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# 屋面分布式光伏荷载检测## 一、检测目的屋面分布式光伏系统的安装日益广泛,但光伏组件和相关设备会增加屋面荷载。通过荷载检测,可评估屋面在安装光伏系统后的承载能力,确保屋面结构安全,保障光伏系统稳定运行,避免因荷载过大导致屋面损坏等安全事故。## 二、检测依据1. **设计文件**    - **屋面建筑设计图纸**:包括屋面的结构形式(如混凝土平屋面、轻钢坡屋面等)、尺寸(跨度、坡度、厚度等)、配筋(混凝土屋面)或型钢规格(轻钢屋面)等信息,这些是评估屋面原始承载能力的关键。    - **光伏系统设计图纸**:明确光伏组件(如光伏板尺寸、重量)、支架系统(尺寸、重量、间距)、逆变器等设备的参数和安装布局,用于计算光伏系统产生的荷载。    - **屋面设计计算书(如有)**:其中关于屋面受力分析和承载能力计算部分,可用于对比分析安装光伏系统后的情况。2. **国家和行业标准规范**    - 《建筑结构检测技术标准》(gb/t 50344 - 2019):提供建筑结构检测的通用程序、方法和技术要求,是屋面分布式光伏荷载检测的基本指导。    - 《建筑结构荷载规范》(gb 50009 - 2012):用于准确计算屋面原有的恒载(如屋面自重)、活载(如检修荷载、风荷载、雪荷载)以及光伏系统带来的新增荷载,规定了荷载组合方式。    - 根据屋面结构类型确定的标准,如《混凝土结构工程施工质量验收规范》(gb 50204 - 2015)用于混凝土屋面,《钢结构工程施工质量验收标准》(gb 50205 - 2020)用于轻钢屋面等,用于评估屋面结构质量对承载能力的影响。## 三、检测内容### (一)基本信息调查1. **屋面及光伏系统概况**    - **屋面信息收集**:记录屋面所属建筑的基本信息,如位置、建筑面积、层数、屋面形式(平屋面、坡屋面等)、面积、排水方式等。了解屋面的使用历史,是否有改造、维修等情况。    - **屋面结构详情**:明确屋面的结构构造,包括混凝土板厚度、配筋情况(混凝土屋面),轻钢屋架的型钢尺寸和连接方式(轻钢屋面)等。记录防水层、保温层等构造层次及其材料类型和厚度。    - **光伏系统调查**:调查光伏系统的类型(晶硅光伏板、薄膜光伏板等)、尺寸(单个光伏板长度、宽度、厚度)、重量(包括光伏板、支架、逆变器等组件)、数量、安装位置(在屋面的具体分布)、安装方式(如螺栓固定、焊接等)和预计使用寿命。2. **荷载情况调查**    - **恒载调查**:        - **屋面自身恒载计算**:计算屋面结构(混凝土板、轻钢屋架等)、防水层、保温层等的自重。对于有特殊构造(如屋顶花园、通风设备)的屋面,考虑这些部分的重量。        - **光伏系统恒载计算**:根据光伏系统各组件的重量和分布,计算其对屋面产生的恒载。例如,计算单位面积上光伏板、支架系统和逆变器的重量。    - **活载调查**:        - **人员检修荷载**:考虑光伏系统检修期间,检修人员和工具的重量。按可能同时出现的检修人数(一般每人按75kg计算)和检修设备重量计算。        - **风荷载计算**:根据建筑所在地区气象资料获取基本风压,考虑屋面形状、高度、光伏系统的体型系数等因素,按照规范计算风荷载。风荷载可能对屋面和光伏系统产生向上的吸力或侧向力。        - **雪荷载(如果适用)**:对于可能积雪地区,根据当地基本雪压,考虑屋面坡度、光伏系统对积雪分布的影响等因素计算雪荷载。### (二)现场检测#### 1. 外观检查    - **屋面整体外观检查**:从不同角度观察屋面的整体外观,检查是否有明显的裂缝、变形、积水等情况。利用水准仪、全站仪等测量设备,在屋面的关键部位(如屋脊、檐口、变形缝等)设置测量点,测量屋面的平整度和整体变形情况。    - **结构构件外观检查**:        - **混凝土屋面(如果是)**:检查混凝土板表面是否有蜂窝、麻面、裂缝等情况。观察混凝土板的配筋是否外露,检查混凝土保护层厚度是否符合要求。        - **轻钢屋面(如果是)**:检查轻钢屋架的杆件是否有变形、松动、锈蚀等情况。查看屋架的连接部位(如焊缝、螺栓连接)是否有开裂、松动等现象。        - **光伏系统外观检查**:检查光伏板表面是否有损坏(如破裂、划伤等),检查支架系统是否有变形、松动、锈蚀等情况。查看光伏系统的连接部位(如光伏板与支架的连接、支架与屋面的连接)是否牢固。#### 2. 材料性能检测    - **混凝土材料检测(如果是混凝土屋面)**:        - **混凝土强度检测**:采用回弹法、超声 - 回弹综合法或钻芯法检测屋面混凝土的强度。回弹法操作简便但受碳化深度等因素影响;超声 - 回弹综合法精度相对较高;钻芯法结果zui准确,但对结构有一定损伤。检测结果应符合设计要求的混凝土强度等级。        - **钢筋检测(如果能检测到)**:通过电磁感应法等非破损检测方法或局部破损检测方法(如凿开混凝土保护层),检测钢筋的位置、直径、间距等是否符合设计要求。对于怀疑有钢筋锈蚀的部位,可以采用半电池电位法等方法检测钢筋锈蚀程度。    - **轻钢材料检测(如果是轻钢屋面)**:        - **钢材材质检测**:检查钢材的质量证明文件,核实钢材的型号、规格是否与设计要求相符。对于缺少质量证明文件或有疑问的钢材,进行现场抽样检测,包括化学成分分析和力学性能试验,以确定钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击韧性等指标是否符合标准。        - **锈蚀检测**:采用涂层测厚仪、超声波测厚仪等设备检测钢材表面的锈蚀情况。根据锈蚀程度分为轻微、中度、重度锈蚀,并估算锈蚀面积占构件表面积的比例。对于锈蚀严重的部位,需要评估其对构件截面削弱程度和承载能力的影响。    - **光伏系统材料检测(如果有必要)**:        - **光伏板材料检测**:检查光伏板的质量证明文件,核实其型号、规格、性能指标(如光电转换效率、抗冲击强度等)是否符合要求。对于有怀疑的光伏板,可以进行现场抽样检测,如检测光伏板的发电性能、耐候性等。        - **支架材料检测**:检查支架材料(如铝合金、钢材等)的质量证明文件,核实其型号、规格、力学性能等是否符合要求。对于支架材料,重点检测其强度、刚度和耐腐蚀性等性能。#### 3. 结构尺寸测量    - **屋面结构尺寸测量**:使用钢尺、卡尺等工具,对屋面的厚度、跨度、梁(或檩条)的间距等尺寸进行测量,将测量结果与设计图纸进行对比,分析尺寸偏差对屋面受力性能的影响。一般屋面厚度偏差不应超过设计值的±5%,若偏差过大,可能改变屋面的受力状态和承载能力。    - **光伏系统尺寸测量**:测量光伏系统的实际尺寸(如光伏板的长度、宽度,支架的高度、间距等),检查其是否符合设计要求。同时,检查光伏系统在屋面上的安装尺寸(如与屋面边缘的距离、相邻光伏板之间的间距等)是否符合安全和安装规范。### (三)承载能力验算1. **建立计算模型**:根据现场检测获取的屋面和光伏系统的实际尺寸、材料性能、荷载情况等数据,利用专业的结构分析软件(如pkpm、sap2000等)建立屋面结构的计算模型。对于形状规则的屋面(如矩形平屋面),可以采用简化的力学模型进行计算;对于复杂形状或不规则的屋面(如曲面屋面、带有天窗的屋面等),需要考虑其空间受力特性。2. **输入参数和加载荷载**:在计算模型中输入屋面的各项参数,包括尺寸、材料特性(如混凝土强度等级、钢材强度、弹性模量等)、边界条件(如屋面与墙体或梁柱的连接方式)。同时将荷载(屋面自身恒载、光伏系统恒载、活载等)按照规范要求进行组合加载到模型上。例如,考虑zui不利的荷载组合情况,如1.2×(屋面恒载 + 光伏系统恒载) + 1.4×活载。3. **承载能力验算内容**:    - **正截面受弯承载能力验算**:根据屋面的受力特点,对屋面的跨中及支座截面进行正截面受弯承载能力验算。检查在设计荷载组合作用下,屋面的混凝土和钢筋(对于混凝土屋面)或钢结构构件(对于轻钢屋面)是否能够满足受弯要求,即计算截面的抗弯承载力是否大于计算弯矩。    - **斜截面抗剪承载能力验算**:对屋面进行斜截面抗剪承载能力验算,检查在荷载作用下,屋面是否会发生剪切破坏。计算截面的抗剪承载力主要与混凝土强度、截面尺寸和箍筋(对于混凝土屋面)配置有关。## 四、检测方法1. **现场检测设备**    - **测量工具**:水准仪、全站仪用于测量屋面的变形和平整度;钢尺、卡尺用于测量屋面结构和光伏系统的尺寸;裂缝宽度测量仪用于jingque测量屋面裂缝宽度;靠尺用于检查屋面表面的平整度。    - **材料检测设备**:混凝土回弹仪、超声仪(用于混凝土超声 - 回弹综合法检测)、钻芯机(用于混凝土钻芯法检测);钢筋位置测定仪、半电池电位仪(用于钢筋锈蚀检测);钢材化学成分分析仪、wanneng材料试验机;涂层测厚仪、超声波测厚仪(用于轻钢材料锈蚀检测);光伏系统检测设备(如光伏板性能测试仪、支架材料强度试验机等)。    - **结构验算软件**:如pkpm、sap2000等结构分析软件,用于建立屋面结构的计算模型并进行承载能力验算。2. **检测操作流程**    - **准备阶段**:收集屋面和光伏系统的设计文件和相关资料,包括设计图纸、施工记录、材料质量证明文件等。制定详细的检测计划,包括检测内容、方法、人员分工、时间安排等。准备检测设备和工具,确保设备完好、精度满足要求。对检测人员进行安全培训,准备好安全防护用品。    - **现场检测阶段**:        - 按照先整体后局部、先外观后内部的原则进行检测。首先进行屋面和光伏系统的整体外观检查,包括变形和表面损坏检查;然后对重点部位(如裂缝处、连接节点等)进行详细检查。        - 在进行材料性能检测和结构尺寸测量时,严格按照设备的操作规程进行操作,确保检测数据的准确。对于需要取样的检测项目,按照相关标准规范选取样品,并做好标记和记录。        - 在荷载调查过程中,仔细核对屋面和光伏系统的各项参数,准确计算各种荷载。对于不确定的荷载参数,可通过现场实测或咨询相关专业人士来确定。    - **数据分析与验算阶段**:将现场检测数据进行整理和分析,剔除异常数据。将有效数据输入结构分析软件,建立屋面结构的计算模型。按照荷载组合和承载能力验算要求进行计算。对验算结果进行分析,判断屋面安装光伏系统后的承载能力是否满足要求。## 五、检测结果报告1. **基本信息部分**:包括屋面所在建筑位置、屋面形式等基本情况,光伏系统的基本参数(类型、尺寸、安装方式等),以及检测目的、依据和日期。2. **外观检查结果**:    - **整体外观情况**:描述屋面的整体平整度偏差、zui大变形量及其位置等信息,以及裂缝、积水等情况。    - **结构构件外观检查结果**:        - **混凝土屋面(如果是)**:详细说明混凝土板表面蜂窝、麻面、裂缝等情况,以及配筋外露、混凝土保护层厚度等检查结果。        - **轻钢屋面(如果是)**:报告轻钢屋架杆件的变形、松动、锈蚀情况,以及连接部位的开裂、松动等情况。        - **光伏系统外观检查结果**:说明光伏板表面损坏情况、支架系统变形和松动情况、连接部位牢固程度等。3. **材料性能检测结果**:    - **混凝土材料检测结果(如果是混凝土屋面)**:汇报混凝土强度检测结果、钢筋检测结果(如位置、直径、间距、锈蚀程度等)。    - **轻钢材料检测结果(如果是轻钢屋面)**:说明钢材材质验证结果、锈蚀检测结果。    - **光伏系统材料检测结果(如果有)**:        - **光伏板材料检测结果**:报告光伏板材料性能检测结果,如光电转换效率、耐候性等。        - **支架材料检测结果**:说明支架材料的质量检测结果,如强度、刚度、耐腐蚀性等。4. **尺寸测量结果**:    - **屋面结构尺寸**:列出屋面厚度、跨度、梁(或檩条)间距等尺寸测量结果,并与设计图纸对比,说明尺寸偏差情况。    - **光伏系统尺寸**:报告光伏系统尺寸(如光伏板长度、宽度,支架高度、间距等)测量结果,以及与设计要求的对比情况。5. **承载能力验算结果**:    - **正截面受弯承载能力验算结果**:说明屋面正截面受弯承载能力验算的结果,判断是否满足承载能力要求。    - **斜截面抗剪承载能力验算结果**:报告屋面斜截面抗剪承载能力验算的结果,判断是否满足抗剪要求。6. **结论与建议**:根据检测结果,给出屋面安装光伏系统后的承载能力是否满足要求的明确结论。对于存在安全隐患或不符合要求的情况,提出合理的建议,如进行屋面加固、调整光伏系统安装方式或位置、加强维护等措施。

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