樊忠秋
信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司嘉兴分公司 浙江嘉兴314000
摘 要：分布式光伏电站随着时代的发展，应用的范围也愈加广泛，当前我国在该领域已经取得了一定成绩，尤其是在混凝土屋顶与彩钢瓦屋顶方面的支架结构方案已经比较成熟。对此，文章针对分布式光伏电站的屋面选择与支架结构方案进行了研究。
关键词：分布式光伏电站；屋面选择；支架结构方案；研究
引 言：
分布式光伏电站一般都建设在屋顶位置，通常在混凝土与彩钢瓦这两种类型的屋顶上较为常见。由于分布式光伏电站主要面对的对象，一般为工商业企业、工业园区等，而工业园区建筑的屋顶多为混凝土屋顶、彩钢瓦屋顶。因此，文章主要针对混凝土屋顶与彩钢瓦屋顶的支架结构方案进行重点介绍[1]。
1.混凝土屋顶支架结构方案
1.1针对负重钢筋混凝土块预制方案的介绍
该方案首在具体实施的时候，需要针对该项目地点常年的平均风速、各个季节的风向进行精确统计，将正风压与负风压进行准确计算，然后再建立在风压大小的基础上将钢筋混凝土块的配重进行折算，预先将所需的钢筋混凝土块加工出来，在具体加工的时候需要注意保持尺寸的一致性，然后再将其运输到现场进行安装。在对钢筋混凝土块进行放置的时候，需要结合提供的相关组件布置图来具体实施，以保证将其放置于相应的固定位置上，并在相应的位置钻两个孔，注意用于化学锚栓的锚固，或者采取直接在加工钢筋混凝土块上事先预置锚栓的方式进行加固，最后通过锚栓来实现对立柱底板的连接，再与相关的支架安装图相结合，将其安装于支架上部位置的各个组件上。
1.2针对钢筋混凝土压块预制方案的介绍
由于组件支架都是安装于屋顶，所以会受到风荷载的作用，在这种情况下很容易发生滑移、倾翻等问题，所以在具体安装的时候必须要保证组件支架与屋顶之间实现无连接，促使光伏组件支架结构在安全性、可靠性方面能够获得保证，所以需要在支架横梁上方增加相应的钢筋混凝土压块。这种压块的主要构成部分为钢筋混凝土，所以需要针对该项目地点常年的平均风速以及各个季节的风向进行精确统计，并计算出相应的正风压与负风压，同时对钢筋混凝土块的配重进行折算。预制钢筋混凝土压块方案在实际应用中具有自身的优缺点，其中优点为：⑴对于屋面的其他建筑层不会产生破坏，比如防水层、支撑结构层、保温隔热层等；⑵由于施工操作的过程相对比较简单，所以能够有效的实现缩短施工周期的目的。其体现出来的缺点为：⑴由于在屋顶位置增加了额外恒荷载物，比如混凝土块、组件以及支架等，所以当施工结束之后需要屋顶的恒荷载进行复核计算；⑵相比于其他两种方案，这种方案下的整体支架连接在安全可靠度方面较为逊色；⑶这种方案下的支架用钢量相对是比较多的。
1.3针对现浇支架基础方案的介绍
这个方案在实际实施的时候，需要与设计院提供的屋面组件排布图相结合，这样才能够精准的将原有屋顶中的部分钢筋露出来，这个位置是在支架前后两个支撑点的所在位置，依次将屋面原有的楼面层、防水层、保温隔热层以及上层钢筋的保护层进行去除；将组件支架基础上的钢筋与屋面板上层的钢筋通过焊接的方式进行连接，并将混凝土梁的基础钢筋扎好，将基础混凝土浇筑到模具当中，需要注意的是需要将基础锚栓进行预留，也可以采用直接钻孔的方式来实施化学锚栓，对锚栓进行利用实现支架直撑的固定。
当钢筋混凝土梁完全硬化之后，需要依据相应的光伏组件支架安装图，来对支架、组件进行连接安装，还需要将屋面的防水层、保温隔热层等其他遭到破坏的建筑层进行修复。如果想要不破坏屋面，可以采用直接现浇支架基础的方式来具体实施。这种方式需要结合实际情况采用合适的底座基础，通常底座基础包括独立型和复合型两种类型，这种方式的优势就是基础的承载能力比较强，在抗风抗洪方面能够取得良好的效果，不需要破坏混凝土屋顶，施工也较为简单便捷，并且具备良好的强度与精度。缺点就是在一定程度上增加了屋顶的负荷，钢筋混凝土的用量及人工用量都比较多，且施工周期较长，促使整体造价成本较高。
1.4混凝土屋顶方案选用的基本原则
在对混凝土屋顶方案进行选用的时候，需要遵循相关的基本原则，主要体现在以下几个方面：⑴上人屋面：由于在设计的时候，其活负载设计为2.0kN/m2，所有上述的3种方案均可使用；不上人屋面：由于在实施设计的时候，其活负载仅设计为0.5 kN/m2，如果方案中的支架基础的自身质量较大，比如预制负重钢筋混凝土与预制钢筋混凝土压块这两种方案，主要以钢筋混凝土为构成材料，在质量方面是比较大的，那么在其完工之后需要对屋面结构的恒荷载进行复核计算。⑵一般受台风影响较为严重的区域比较常用现浇支架基础方案，而由于这种方案在实施中需要将屋面的防水层、楼面层等其他建筑层进行破坏，而且相比于其他两个方案在施工方面是比较复杂的，其施工中采用的工序比较多，施工周期也相对比较长，所以通常很少采用。⑶由于预制负重钢筋混凝土方案具备施工简单、工期较短的优势，被广泛的应用于上人屋面的安装施工中。但是工程的实际状况存在的差别是比较大的，需要相关设计人员能够与工程特点相结合综合进行考虑，以保证采用的方案为最佳方案[2]。
2.彩钢瓦屋顶支架结构方案
2.1针对直立锁边型彩钢瓦屋顶支架结构方案的介绍
在这种类型彩钢瓦屋顶上具体实施安装施工时，需要将相应的螺栓拧入夹具上的侧向螺纹孔当中，对顶紧彩钢瓦波峰直立边产生夹紧力进行利用，促使夹具上的空腔凹槽与波峰之间完全契合，进而使其紧固连接的重要目的得以实现；不需要将钢板穿透，也不会将防水层造成破坏，所以不会出现漏水隐患问题。
2.2针对角驰型彩钢瓦屋顶支架结构方案的介绍
这种方案主要是对彩钢瓦截面的波形进行充分的利用，通过对波峰形状的利用，并采用相关夹扣将相关导轨进行固定，将相关的组建安装在导轨上面，并利用压块来实现组件的固定。在实际使用中不需要穿透彩钢瓦，也不会对防水层造成破坏，不存在漏水隐患问题。
2.3针对梯型彩钢瓦屋顶支架结构方案的介绍
这个方案在具体实施的时候，需要将两颗含有胶垫的自攻螺钉与EPDM橡胶垫之间配合使用，将相关的梯型彩钢瓦夹具固定于屋顶上面，在选择导轨的时候需要与屋顶的载荷要求等方面相结合，以保证选择的合适性，再通过压块来实现对安装组件的固定。这个方案在安装组件的时候需要将彩钢瓦穿透，这样会将防水层破坏，存在一定程度的漏水隐患问题[3]。
结束语：
总而言之，不管是那种类型屋顶项目，在实际开展安装施工之前，必须要进行前期实地勘察、资料收集等工作，加强与业主之间的沟通程度，全面了解业主的实际想法。还需对项目屋顶的荷载进行计算，将接入所需的条件进行了解，进而对项目的可行性进行明确。
参考文献：
[1]姚一波,吕丹,白荣丽.屋面分布式光伏电站支架及基础设计[J].太阳能,2017(03):58-59.
[2]章海灿,杨松,沈道军,罗易,诸荣耀,周承军.分布式光伏电站的屋面选择与支架结构方案研究[J].太阳能,2016(03):60-63+55.
[3]龙慧.屋顶分布式光伏发电支架结构设计浅析[J].科技创新导报,2015,12(34):6-8.