模塊六 情境四.光伏電站項(xiàng)目設(shè)計(jì)3

1、 模塊六模塊六太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)周亞東情境三情境三 項(xiàng)目設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì) 1學(xué)習(xí)內(nèi)容要點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容要點(diǎn)n通過實(shí)例一定要掌握光伏項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)的理念懂得一個光伏電站怎么樣去進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，從方陣、匯流箱、直流柜、逆變器、交流配電柜到變壓器整套系統(tǒng)設(shè)備的前后呼應(yīng)，環(huán)環(huán)相扣。懂得整套系統(tǒng)設(shè)備的選型與匹配 四、光伏電站設(shè)計(jì)完整實(shí)例n1.項(xiàng)目概況項(xiàng)目概況n項(xiàng)目名稱：廣東漢能光伏有限公司農(nóng)夫山泉廠區(qū)5MWp光伏發(fā)電示范項(xiàng)目。n項(xiàng)目所屬類別：屋頂電站。n建設(shè)項(xiàng)目發(fā)電類型：屋頂非晶硅太陽能發(fā)電站用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目。n占地面積：約10000m2。n裝機(jī)容量：一期、二期共5MW。n電網(wǎng)接入方案：

2、10kV用戶側(cè)并網(wǎng) 。n預(yù)計(jì)年均發(fā)電量：640萬 KWh。n光伏電站所發(fā)電量自發(fā)自用，余量上網(wǎng)。n項(xiàng)目建設(shè)單位：深圳藍(lán)波綠建集團(tuán)股份有限公司。2.項(xiàng)目選址概況項(xiàng)目選址概況n內(nèi)容包括項(xiàng)目所處的地理位置、交通、氣象條件、項(xiàng)目平面圖、項(xiàng)目現(xiàn)場條件等，是項(xiàng)目立項(xiàng)的基礎(chǔ)，為項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營作準(zhǔn)備。n河源市位于廣東省東北部、東江中上游。其范圍是東經(jīng)11414至11536，北緯2310至2427。n主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)：氣溫偏高，年平均氣溫21.0，比常年偏高0.5，全年氣溫變化異常，高溫日數(shù)多；年平均降水量1742.0mm，年日照總時數(shù)為1733.9h。n本工程處于廠區(qū)工作地帶，受地理環(huán)境限制，施工現(xiàn)場不能

3、堆放大批量的材料。業(yè)主單位提供系統(tǒng)專項(xiàng)工程施工場地，包括辦公、材料臨時堆放及加工，工具設(shè)備布置場地等。n如圖6-14所示，根據(jù)美國國家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration NASA）數(shù)據(jù)，河源地區(qū)水平面所接受的日照輻射總量呈中間高兩邊低的態(tài)勢分布，即每年510月份，是日照輻射總量最高的時段。n利用RETScreen軟件模擬氣象數(shù)據(jù)n 3.系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化主要針對項(xiàng)目在設(shè)計(jì)與施工方面所必須考慮的實(shí)際問題，同時要考慮建筑與光伏系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，做到建筑與系統(tǒng)的絕對安全、建筑與系統(tǒng)和協(xié)統(tǒng)一，以及系統(tǒng)發(fā)電的最大化。（1）建筑與光

4、伏系統(tǒng)的安全性）建筑與光伏系統(tǒng)的安全性結(jié)構(gòu)安全性涉及兩方面。結(jié)構(gòu)安全性涉及兩方面。一是建筑本身的結(jié)構(gòu)安全性，包括光伏系統(tǒng)給一是建筑本身的結(jié)構(gòu)安全性，包括光伏系統(tǒng)給建筑帶來的荷載、防水、防雷等要求。建筑帶來的荷載、防水、防雷等要求。二是光伏系統(tǒng)的安全性，包括光伏組件安裝固二是光伏系統(tǒng)的安全性，包括光伏組件安裝固定和連接方安全、光伏系統(tǒng)的防雷安全、電力定和連接方安全、光伏系統(tǒng)的防雷安全、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。系統(tǒng)的穩(wěn)定。（2）建筑與系統(tǒng)的優(yōu)化）建筑與系統(tǒng)的優(yōu)化必須對包括組件的安裝傾角、方位角、安裝數(shù)必須對包括組件的安裝傾角、方位角、安裝數(shù)量以及電力傳輸損耗等在內(nèi)的各項(xiàng)因素做綜合量以及電力傳輸損耗等在內(nèi)的

5、各項(xiàng)因素做綜合考慮，對考慮，對BIPV建筑和光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)建筑和光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到最大化的提供電力的要求；化設(shè)計(jì)，以達(dá)到最大化的提供電力的要求；在光伏建筑一體化系統(tǒng)中，也要考慮到系統(tǒng)安在光伏建筑一體化系統(tǒng)中，也要考慮到系統(tǒng)安裝后的建筑整體效果。裝后的建筑整體效果。4.系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置主要對光伏項(xiàng)目的整體進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，一般有系統(tǒng)的方系統(tǒng)配置主要對光伏項(xiàng)目的整體進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，一般有系統(tǒng)的方陣總數(shù)目、子系統(tǒng)數(shù)、逆變器數(shù)、升壓變壓器數(shù)等，系統(tǒng)配置是陣總數(shù)目、子系統(tǒng)數(shù)、逆變器數(shù)、升壓變壓器數(shù)等，系統(tǒng)配置是設(shè)計(jì)的核心，是系統(tǒng)合理配置的具體表現(xiàn)，它決定系統(tǒng)的選型與設(shè)計(jì)的核心

6、，是系統(tǒng)合理配置的具體表現(xiàn)，它決定系統(tǒng)的選型與匹配。匹配。光伏系統(tǒng)裝機(jī)容量（KWp）組件安裝面積（）組件數(shù)量逆變器配置安裝方式1#廠房屋頂2119.22792335320共8臺500KTL、1臺630KTL、1臺 50KTL屋面鋁合金支架沿屋面平鋪2#廠房屋頂2731.235987455205.屋頂荷載屋頂荷載本系統(tǒng)在廠房屋頂安裝非晶硅電池組件，屋頂本系統(tǒng)在廠房屋頂安裝非晶硅電池組件，屋頂需要滿足支架以及組件的負(fù)重，保證能承受其需要滿足支架以及組件的負(fù)重，保證能承受其載荷。本光伏電站采用的多晶硅電池組件為載荷。本光伏電站采用的多晶硅電池組件為 18.5kg/片，尺寸規(guī)格為片，尺寸規(guī)格為1245

7、6359.7mm（長寬（長寬厚），電池組件單位面積重量厚），電池組件單位面積重量2.69 kg左右，因左右，因此要求屋面必須滿足能承受大于此要求屋面必須滿足能承受大于0.27kN/m2恒恒荷載才能安裝光伏組件。荷載才能安裝光伏組件。6.設(shè)備的匹配所選型設(shè)備的匹配所選型主要根據(jù)系統(tǒng)的總體要求選擇相應(yīng)主要設(shè)備，這一步過程環(huán)環(huán)相扣，不可以獨(dú)立?？紤]系統(tǒng)匹配的同時還要注意單項(xiàng)設(shè)備的參數(shù)與質(zhì)量保證，如光伏組件考慮選擇發(fā)電效率較高的國際或國內(nèi)認(rèn)證品牌，系統(tǒng)設(shè)備選型關(guān)系到系統(tǒng)的安全、發(fā)電量、資金投入等。（1）光伏組件）光伏組件選型標(biāo)準(zhǔn)選型標(biāo)準(zhǔn)：項(xiàng)目選用廣東漢能光伏有限公司生產(chǎn)的項(xiàng)目選用廣東漢能光伏有限公司生

8、產(chǎn)的60Wp非晶硅非晶硅光伏組件共光伏組件共80840塊塊根據(jù)組件的最大工作電壓和逆變器直流輸入電壓范圍，同時需要考慮組件的開路電壓溫度系數(shù)，根據(jù)式（6-1）得10.2塊，取10塊區(qū)域安裝方式組串形式組件尺寸（mm）組件功率（W）組件數(shù)量(塊)裝機(jī)容量（KWp）電流/電壓（單個方陣）一期A平鋪10串10并10串6并12456357.5609160549.68.7A/690V0.87A/690V一期B平鋪10串10并10串3并12456357.560175301051.8一期C平鋪10串10并10串3并12456357.5608630517.8總計(jì)353202119.2二期A平鋪10串10并10

9、串9并12456357.56010590635.4二期A/B平鋪10串10并10串5并12456357.56095057二期B平鋪10串10并10串7并12456357.560169701018.2二期C平鋪10串10并10串1并12456357.560170101020.6總計(jì)455202731.2（3）光伏陣列表面傾斜度設(shè)計(jì)）光伏陣列表面傾斜度設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)為金屬瓦屋面，采用平鋪方式，以屋面坡度作本系統(tǒng)為金屬瓦屋面，采用平鋪方式，以屋面坡度作為系統(tǒng)的傾角。為系統(tǒng)的傾角。（4）并網(wǎng)逆變器）并網(wǎng)逆變器n選型要求：選型要求：逆變器的峰值效率（含隔離變壓器在內(nèi)）逆變器的峰值效率（含隔離變壓器在內(nèi)）9

10、4%；電流總諧波失真；電流總諧波失真THD 0.99；防護(hù)等級達(dá)到防護(hù)等級達(dá)到IP65，可滿足本工程戶外安裝的要求。，可滿足本工程戶外安裝的要求。本項(xiàng)目采用國內(nèi)知名品牌并網(wǎng)逆變器，逆變器10臺逆變器10臺，區(qū)域組串形式組件數(shù)量（塊）裝機(jī)容量（KWp）逆變器備注一期A10串10并10串6并9160549.61臺SG500KTL一期B10串10并10串3并175301051.82臺SG500KTL一期C10串10并10串3并8630517.81臺SG500KTL二期A10串10并10串9并10590635.41臺SG630KTL二期A/B10串10并10串5并950571臺SG50KTL二期B10

11、串10并10串7并169701018.22臺SG500KTL二期C10串10并10串1并170101020.62臺SG500KTL總計(jì)808404850.4KWp10臺（5） 直流匯流箱直流匯流箱 n具體選型要求如下：具體選型要求如下：1）匯流箱防護(hù)等級能達(dá)到）匯流箱防護(hù)等級能達(dá)到IP65以上。以上。2）滿足同時接入）滿足同時接入16路太陽電池組串，有路太陽電池組串，有16對正、負(fù)極接線端子。對正、負(fù)極接線端子。3）使用專用高壓防雷器能滿足正極對地、負(fù)極對地、正負(fù)極之間都防雷，額定電）使用專用高壓防雷器能滿足正極對地、負(fù)極對地、正負(fù)極之間都防雷，額定電流流15kA，最大電流，最大電流40kA,

12、額定電壓額定電壓Up值不高于值不高于3.9kV。4）使用的斷路器能夠承受直流）使用的斷路器能夠承受直流1000V，并且采用正負(fù)極分別串聯(lián)的四極斷路器以，并且采用正負(fù)極分別串聯(lián)的四極斷路器以提高直流耐壓。提高直流耐壓。5）匯流箱采用性能可靠的霍尼韋爾霍爾元件（直流）匯流箱采用性能可靠的霍尼韋爾霍爾元件（直流CT傳感器）對傳感器）對16路的每一路路的每一路光伏組串進(jìn)行電流監(jiān)測、報(bào)警和本地故障定位的功能，并通過光伏組串進(jìn)行電流監(jiān)測、報(bào)警和本地故障定位的功能，并通過 RS485 與本地監(jiān)控與本地監(jiān)控裝置通信。裝置通信。6）可實(shí)現(xiàn)光伏陣列電流量的獨(dú)立測量。）可實(shí)現(xiàn)光伏陣列電流量的獨(dú)立測量。7）分析電流量

13、、對有故障的光伏陣列報(bào)警。）分析電流量、對有故障的光伏陣列報(bào)警。8）能夠識別外部環(huán)境從而實(shí)現(xiàn)直流匯流箱的熔絲熔斷報(bào)警，并送至本地監(jiān)控系統(tǒng)）能夠識別外部環(huán)境從而實(shí)現(xiàn)直流匯流箱的熔絲熔斷報(bào)警，并送至本地監(jiān)控系統(tǒng)和更上一級監(jiān)控系統(tǒng)。和更上一級監(jiān)控系統(tǒng)。9）與外部接口部分均有防雷保護(hù)。）與外部接口部分均有防雷保護(hù)。10）能接收本地監(jiān)控裝置的參數(shù)下載，進(jìn)行分析處理。）能接收本地監(jiān)控裝置的參數(shù)下載，進(jìn)行分析處理。 區(qū)域組串形式組件數(shù)量(塊)裝機(jī)容量（KWp）匯流箱備注一期A10串10并10串6并9160549.616進(jìn)5臺8進(jìn)2臺（6路輸入）一期B10串10并10串3并175301051.816進(jìn)10臺8

14、進(jìn)2臺（8路輸入）一期C10串10并10串3并8630517.816進(jìn)5臺8進(jìn)1臺（7路輸入）二期A10串10并10串9并10590635.416進(jìn)6臺8進(jìn)2臺（5路輸入）二期A/B10串10并10串5并950578進(jìn)2臺（5路輸入）二期B10串10并10串7并169701018.216進(jìn)10臺8進(jìn)2臺（5路輸入）二期C10串10并10串1并170101020.616進(jìn)10臺8進(jìn)2臺（5路輸入）總計(jì)455202731.216進(jìn)46臺，8進(jìn)13臺（6）直流配電柜設(shè)計(jì)）直流配電柜設(shè)計(jì)n選型要求：選型要求：要求要求8路輸入，符合系統(tǒng)總功率、電流、電壓要求，采路輸入，符合系統(tǒng)總功率、電流、電壓要求，采

15、用高性能元器件、智能化設(shè)計(jì)，可以檢測每路電流、用高性能元器件、智能化設(shè)計(jì)，可以檢測每路電流、電壓、防雷狀況、開關(guān)狀態(tài)，通過智能儀表大屏液晶電壓、防雷狀況、開關(guān)狀態(tài)，通過智能儀表大屏液晶顯示電壓電流功率等，有良好的接地保護(hù)，通過顯示電壓電流功率等，有良好的接地保護(hù)，通過RS485通信接口與監(jiān)控系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)直流配電柜智通信接口與監(jiān)控系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)直流配電柜智能化管理。能化管理。直流防雷配電柜主要是將匯流箱輸出的直流電纜接入后進(jìn)行匯流，再接至逆變器。該配電柜含有直流輸入斷路器、光伏防雷器等。區(qū)域組串形式組件數(shù)量(塊) 裝機(jī)容量（KWp） 匯流箱直流配電柜一期A10串10并10串6并9160549.

16、616進(jìn)5臺8進(jìn)2臺（6路輸入）8路共9臺一期B10串10并10串3并175301051.816進(jìn)10臺8進(jìn)2臺（8路輸入）一期C10串10并10串3并8630517.816進(jìn)5臺8進(jìn)1臺（7路輸入）二期A10串10并10串9并10590635.416進(jìn)6臺8進(jìn)2臺（5路輸入）二期A/B10串10并10串5并950578進(jìn)2臺（5路輸入）二期B10串10并10串7并169701018.216進(jìn)10臺8進(jìn)2臺（5路輸入）二期C10串10并10串1并170101020.616進(jìn)10臺8進(jìn)2臺（5路輸入）總計(jì)455202731.216進(jìn)46臺，8進(jìn)13臺（7） 光伏交流配電柜光伏交流配電柜n 選型要

17、求：選型要求：交流柜內(nèi)安裝先進(jìn)的智能電力測控儀表，實(shí)現(xiàn)對光伏交流柜內(nèi)安裝先進(jìn)的智能電力測控儀表，實(shí)現(xiàn)對光伏發(fā)電全電量測量及遠(yuǎn)程控制。發(fā)電全電量測量及遠(yuǎn)程控制。交流配電柜的作用是把逆變器轉(zhuǎn)換出的交流電送到保護(hù)、檢測裝置上，主要起到了保護(hù)、檢測設(shè)備的作用，保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。區(qū)域組串形式組件數(shù)量(塊)裝機(jī)容量（KWp）逆變器交流配電柜一期A10串10并10串6并9160549.61臺SG500KTL9臺一期B10串10并10串3并175301051.82臺SG500KTL一期C10串10并10串3并8630517.81臺SG500KTL二期A10串10并10串9并10590635.41臺SG630K

18、TL二期A/B10串10并10串5并950571臺 SG50KTL二期B10串10并10串7并169701018.22臺SG500KTL二期C10串10并10串1并170101020.62臺SG500KTL總計(jì)808404850.4KWp10臺（8）其他配套設(shè)備/材料n 選型要求：對于交流側(cè)電力電纜, 按GB/T12706.1-2008額定電壓1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包絕緣電力電纜及附件 第1部分：額定電壓1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)電纜要求，從安全方面考慮,全部采用阻燃且耐候性較好的阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。7項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)項(xiàng)目電

19、氣設(shè)計(jì)整個光伏發(fā)電系統(tǒng)共安裝漢能非晶硅整個光伏發(fā)電系統(tǒng)共安裝漢能非晶硅HNS-ST60光伏組光伏組件件80840塊，系統(tǒng)容量塊，系統(tǒng)容量4850.4KWp。1期廠房共分為期廠房共分為4個子系統(tǒng)，共配置個子系統(tǒng)，共配置4臺臺500 kVA并網(wǎng)逆變器；并網(wǎng)逆變器；2期廠房期廠房共分為共分為6個子系統(tǒng)，配置個子系統(tǒng)，配置4臺臺500kVA、1臺臺630kVA、1臺臺50kVA并網(wǎng)逆變器。每并網(wǎng)逆變器。每2個子系統(tǒng)通過一臺個子系統(tǒng)通過一臺1000kVA雙分裂干式升壓變壓器并入雙分裂干式升壓變壓器并入10kV中壓電網(wǎng)中壓電網(wǎng)。區(qū)域安裝方式組串形式組件數(shù)量裝機(jī)容量匯流箱直流配電柜逆變器交流配電柜升壓變壓器

20、一期A平鋪10串10并10串6并9160549.616進(jìn)5臺8進(jìn)2臺（6路輸入）8路共9臺1臺G500KTL9臺5臺一期B平鋪10串10并10串3并175301051.816進(jìn)10臺8進(jìn)2臺（8路輸入）2臺G500KTL一期C平鋪10串10并10串3并8630517.816進(jìn)5臺8進(jìn)1臺（7路輸入）1臺G500KTL二期A平鋪10串10并10串9并10590635.416進(jìn)6臺8進(jìn)2臺（5路輸入）1臺630KTL二 期A/B平鋪10串10并10串5并950578進(jìn)2臺（5路輸入）1臺 50KTL二期B平鋪10串10并10串7并169701018.216進(jìn)10臺8進(jìn)2臺（5路輸入）2臺G500K

21、TL二期C平鋪10串10并10串1并170101020.616進(jìn)10臺8進(jìn)2臺（5路輸入）2臺G500KTL總計(jì)455202731.210臺8.防雷與接地保護(hù)防雷與接地保護(hù)本項(xiàng)目組件支撐系統(tǒng)（鋁合金壓塊鋁合金導(dǎo)軌鋁本項(xiàng)目組件支撐系統(tǒng)（鋁合金壓塊鋁合金導(dǎo)軌鋁合金夾具）已與屋面（鍍鋁鋅板）連接成一個整體，合金夾具）已與屋面（鍍鋁鋅板）連接成一個整體，建筑原屋面鍍鋁鋅板已與建筑主體結(jié)構(gòu)可靠連接，并建筑原屋面鍍鋁鋅板已與建筑主體結(jié)構(gòu)可靠連接，并且組件支撐系統(tǒng)沿屋面鋪設(shè)，低于屋頂四周的女兒墻，且組件支撐系統(tǒng)沿屋面鋪設(shè)，低于屋頂四周的女兒墻，是一個驗(yàn)收合格的防雷系統(tǒng)。交流系統(tǒng)采用是一個驗(yàn)收合格的防雷系統(tǒng)。

22、交流系統(tǒng)采用TN-S接地接地系統(tǒng)（與建筑接地系統(tǒng)一致），電氣設(shè)備的接地電阻系統(tǒng)（與建筑接地系統(tǒng)一致），電氣設(shè)備的接地電阻 R10，滿足屏蔽接地和工作接地的要求。，滿足屏蔽接地和工作接地的要求。本設(shè)計(jì)中所有不帶金屬外殼電氣設(shè)備均應(yīng)可靠接地。本設(shè)計(jì)中所有不帶金屬外殼電氣設(shè)備均應(yīng)可靠接地。光伏屋面太陽能電站接地系統(tǒng)與建筑內(nèi)其他接地系統(tǒng)光伏屋面太陽能電站接地系統(tǒng)與建筑內(nèi)其他接地系統(tǒng)共用同一接地體，聯(lián)合接地體接地電阻應(yīng)不大于共用同一接地體，聯(lián)合接地體接地電阻應(yīng)不大于10。 n整個光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的防雷與接地設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，滿足雷電防護(hù)分區(qū)、分級確定的防雷等級要求，各連接點(diǎn)的連接電阻小于1。整

23、個光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷與接地保護(hù)措施主要包括：1） 太陽電池方陣與整個建筑屋面形成有效的防雷連接，有明顯的防雷連接點(diǎn)。2） 直流匯線箱內(nèi)置直流防雷模塊（最大額定直流電壓Uc=1000V DC），防雷等級達(dá)到II級。3） 并網(wǎng)逆變器自身具有防雷保護(hù)。4） 交流控制柜內(nèi)置交流防雷模塊（最大額定直流電流Uc=440V AC），防雷等級達(dá)到II級。5） 太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)所有設(shè)備部件的箱/柜體外殼可靠接地。防雷設(shè)計(jì)：1） 防直擊雷設(shè)計(jì)：本系統(tǒng)太陽能光伏組件的金屬緊固防直擊雷設(shè)計(jì)：本系統(tǒng)太陽能光伏組件的金屬緊固件和屋面敷設(shè)電纜橋架均與屋面連接成一個整體，該件和屋面敷設(shè)電纜橋架均與屋面連接成一個整體，該

24、系統(tǒng)已與建筑避雷帶或防雷引下線可靠連接，系統(tǒng)接系統(tǒng)已與建筑避雷帶或防雷引下線可靠連接，系統(tǒng)接地電阻小于地電阻小于4。2） 防感應(yīng)雷設(shè)計(jì)：為防止感應(yīng)雷給系統(tǒng)設(shè)備造成損壞，防感應(yīng)雷設(shè)計(jì)：為防止感應(yīng)雷給系統(tǒng)設(shè)備造成損壞，本設(shè)計(jì)在以下處安裝防雷保護(hù)裝置。本設(shè)計(jì)在以下處安裝防雷保護(hù)裝置。a)直流匯線箱內(nèi)安裝二級直流防雷元件。直流匯線箱內(nèi)安裝二級直流防雷元件。b)逆變器自身具有防雷保護(hù)，達(dá)到國家逆變器自身具有防雷保護(hù)，達(dá)到國家級防雷標(biāo)準(zhǔn)。級防雷標(biāo)準(zhǔn)。c)交流控制柜：在交流配電柜內(nèi)安裝防雷器，采用交交流控制柜：在交流配電柜內(nèi)安裝防雷器，采用交流防雷器接到交流輸出線上，同時防雷器接地端與流防雷器接到交流輸出線

25、上，同時防雷器接地端與PE線連接。線連接。9系統(tǒng)內(nèi)外部接口劃分及配合設(shè)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)外部接口劃分及配合設(shè)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)外部接口分光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)接入系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部又分直流側(cè)系統(tǒng)和交流側(cè)系統(tǒng)。n配合措施：配合措施：光伏發(fā)電系統(tǒng)直流側(cè)是大電流、高電壓，而且光伏方陣到逆變器距離較遠(yuǎn)，考慮到線損和傳輸電流、電壓、阻燃、抗腐蝕等，選擇直流側(cè)線纜符合招標(biāo)要求。組件方陣、直流匯流箱、逆變器設(shè)備、交流并網(wǎng)箱等需接地，接地阻值不大于10。直流匯流箱、逆變器、交流并網(wǎng)箱都有防雷措施，形成多級保護(hù)，增加系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行型。直流匯流箱、交流并網(wǎng)箱都有獨(dú)立斷路器，直流匯流箱、交流并網(wǎng)箱還有設(shè)隔離開關(guān)和測量顯示儀表，便于設(shè)備檢

26、修和對過流過載保護(hù)等功能。交流并網(wǎng)箱內(nèi)有遠(yuǎn)程控制功能，能就地模式下進(jìn)行并網(wǎng)，也可通過遠(yuǎn)方模式下進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，方便光伏電站運(yùn)行管理。直流匯流箱、交流并網(wǎng)箱及并網(wǎng)逆變器都帶有RS485通信接口，可以與光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺直接通信，本設(shè)備可以提供Modbus通信協(xié)議及接口；光伏系統(tǒng)并網(wǎng)接入點(diǎn)由甲方提供，光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)提供很好界面和接口，滿足系統(tǒng)需要。10.監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)n（1）實(shí)現(xiàn)可測量和顯示光伏發(fā)電）實(shí)現(xiàn)可測量和顯示光伏發(fā)電各系統(tǒng)的各類參數(shù)。各系統(tǒng)的各類參數(shù)。監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)各個設(shè)備采集到的實(shí)時數(shù)據(jù)自動分析，實(shí)現(xiàn)真正的無人值守。系統(tǒng)還可以通過Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，為用戶提供遠(yuǎn)程故障診

27、斷、系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析等服務(wù)。（2）方案配置）方案配置1）數(shù)據(jù)通信配置）數(shù)據(jù)通信配置2）控制中心監(jiān)控）控制中心監(jiān)控3）監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)）監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（3）通信機(jī)制）通信機(jī)制1）內(nèi)部通信。）內(nèi)部通信。2）智能設(shè)備通信。）智能設(shè)備通信。任務(wù)一任務(wù)一 BIPV幕墻設(shè)計(jì)幕墻設(shè)計(jì)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)本節(jié)將通過廣東漢能光伏有限公司行政中心BIPV項(xiàng)目為例，主要介紹BIPV幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、構(gòu)件計(jì)算設(shè)計(jì)等。任務(wù)知識準(zhǔn)備任務(wù)知識準(zhǔn)備1）光伏電站設(shè)計(jì)基本內(nèi)容與）光伏電站設(shè)計(jì)基本內(nèi)容與方法。方法。2）光伏支架的荷載計(jì)算方法。）光伏支架的荷載計(jì)算方法。3）民房建筑基本知識。）民房建筑基本知識。任務(wù)實(shí)施過程與方法任務(wù)實(shí)施

28、過程與方法n設(shè)計(jì)流程地理位置氣候特征太陽能資源間 距朝 向建筑布局空間環(huán)境群體組合電網(wǎng)條件周邊環(huán)境建筑外觀系統(tǒng)運(yùn)行方式負(fù)荷性質(zhì)建筑功能其他因素組件選擇組件安裝位置與方式建筑設(shè)計(jì)安裝規(guī)模系統(tǒng)選型光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)其他設(shè)計(jì)2設(shè)計(jì)要點(diǎn)nBIPV系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下內(nèi)容：建筑所處地理位置和氣候條件。建筑朝向及周邊場地情況。建筑外形、功能和負(fù)荷要求。光伏發(fā)電系統(tǒng)計(jì)算和選型。3案例應(yīng)用分析n廣東省河源市廣東漢能光伏有限公司行政中心BIPV項(xiàng)目，建筑類型：幕墻結(jié)構(gòu)；建筑面積：2000；安裝方式：框架安裝；裝機(jī)容量：100kW。項(xiàng)（1）項(xiàng)目介紹原西面、南面幕墻為豎明橫隱的半隱框幕墻，現(xiàn)需將西面、南面改造成光電幕墻，在

29、立面安裝鋁合金立柱和橫梁。非晶硅BIPV光伏組件背面利用高強(qiáng)度耐候結(jié)構(gòu)膠粘接了鋁合金副框。使用專用的壓塊將非晶硅BIPV光伏組件固定到鋁合金立柱和橫梁上。（2）安全設(shè)計(jì)）安全設(shè)計(jì)n1）設(shè)計(jì)依據(jù)。）設(shè)計(jì)依據(jù)。n河源地區(qū)基本風(fēng)壓值：Wo=0.30kN/m2；地區(qū)粗糙度：B類；地震設(shè)防烈度：6度 ；設(shè)計(jì)基本地震加速度：0.05g；年溫度變化：T=80。2）設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)）設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)n建筑幕墻 GB/T 21086-2007n玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ 102-2003n建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB 50009-2012 n建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50057-2010 n建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50

30、011-2010 n建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB 50016-2014n建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ113-2009n混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程 JGJ145-2013n鋁合金建筑型材 GB/T5237-2008n浮法玻璃 GB11614-1999n建筑用安全玻璃 第2部分：鋼化玻璃 GB/T9963.2-2005n中空玻璃 GB 11944-2002n硅酮建筑密封膠 GB 14683-2003n建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 GB 16776-2005n建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法 GB/T15227-2007n玻璃幕墻工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) JGJ/139-2001n建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB

31、50210-2001n緊固件螺栓和螺釘 GB/T 5277-1985（3）幕墻設(shè)計(jì)說明）幕墻設(shè)計(jì)說明1）幕墻設(shè)計(jì)）幕墻設(shè)計(jì)n本項(xiàng)目玻璃幕墻形式主要分為有：a.全隱框普通組件3.2+1.14PVB+6mm半鋼化玻璃幕墻；b.全隱框中空透光20%組件 3.2+1.14PVB+6+12A+6mm半鋼化玻璃幕墻。 鋁型材:立柱材質(zhì)為6063-T6，橫梁材質(zhì)為6063-T5，表面為中灰色粉沫噴涂。鋁板：2.5mm厚鋁單板，表面為白色氟碳噴涂。鋼材：材質(zhì)Q235B,表面處理：熱浸鍍鋅。2）幕墻抗震設(shè)計(jì)）幕墻抗震設(shè)計(jì)n本工程幕墻的抗震設(shè)計(jì)按6度設(shè)防，主要措施如下： 在計(jì)算幕墻材料強(qiáng)度、撓度時，均考慮地震力的

32、組合效應(yīng)；幕墻與主體連接，幕墻橫向、縱向均考慮主體在地震作用及其他荷載作用下的變形，幕墻變位能力滿足地震需求。n3）幕墻防雷設(shè)計(jì)）幕墻防雷設(shè)計(jì)由于建筑高度低于30m，不作專門的防雷處理，只配合建筑防雷，保證與主體貫通的鋁合金玻璃幕墻防雷網(wǎng)立柱能實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)通。n4）幕墻防火設(shè)計(jì)）幕墻防火設(shè)計(jì)幕墻系構(gòu)件式結(jié)構(gòu)分層分單元分別安裝，下層幕墻與上層幕墻之間由100mm厚防火巖棉及1.5mm厚鍍鋅鐵板托襯形成防火隔層。5）后置埋板設(shè)計(jì)）后置埋板設(shè)計(jì)后置埋板采用寬厚長為250mmx8mmx300mm鍍鋅鋼板，材質(zhì)為Q235B。4-M12x160化學(xué)螺栓后置,置入完畢需將螺帽端部的螺紋點(diǎn)焊住。n6）幕墻與建筑主

33、體結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)）幕墻與建筑主體結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)采用后置埋件通過角碼、螺栓與幕墻立柱緊密可靠連接。上部固定，下部在幕墻套管內(nèi)向下自由伸縮，預(yù)留20mm伸縮縫。n7） 幕墻防變形噪音設(shè)計(jì)幕墻防變形噪音設(shè)計(jì)為防止產(chǎn)生摩擦噪聲，幕墻立柱與橫梁連接處設(shè)置柔性墊片或預(yù)留12mm的間隙,間隙內(nèi)填膠；隱框幕墻掛板玻璃線與橫梁接觸處亦鋪設(shè)膠條或柔性墊片。n8）焊縫防銹設(shè)計(jì)）焊縫防銹設(shè)計(jì)考慮到鋼件燒焊所產(chǎn)生的高溫會破壞鍍鋅層導(dǎo)致鋼件防腐性能降低，燒焊后的焊縫處及其周邊區(qū)域要刷富鋅防銹漆。n9）幕墻防腐蝕設(shè)計(jì)）幕墻防腐蝕設(shè)計(jì)鋁合金型材與砂漿或混凝土接觸時表面會被腐蝕，應(yīng)在其表面加以保護(hù)。（4）幕墻性能設(shè)計(jì)指標(biāo)）幕墻性能

34、設(shè)計(jì)指標(biāo) n1）風(fēng)壓變形性能）風(fēng)壓變形性能風(fēng)壓變形系指建筑幕墻在風(fēng)壓作用下，保持正常性能，不發(fā)生任何損壞的能力。在對應(yīng)部位、在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，幕墻對應(yīng)部位的鋁橫梁和鋁立柱的相對撓度f不大于L/180(L為計(jì)算長度)； 2）空氣滲透性能）空氣滲透性能空氣滲透性能系指在風(fēng)壓作用下，其開啟部分為關(guān)閉狀況的幕墻透過空氣的性能。 在10Pa的壓力差作用下，固定部分空氣滲透量q0.1m3/mh，開啟部分空氣滲透量q2.5m3/m.h.3）雨水滲漏性能）雨水滲漏性能雨水滲漏性能系指在風(fēng)雨同時作用下，幕墻防雨水滲漏的能力。雨水滲漏性能完全可滿足級要求，即幕墻的雨水滲漏性能指標(biāo)可確保：根據(jù)GB/T21086

35、-2007建筑幕墻可開啟部分水密性能指標(biāo)P500Pa,固定部分P1000Pa。4）幕墻平面內(nèi)變形）幕墻平面內(nèi)變形幕墻平面內(nèi)變形性能表征幕墻全部構(gòu)造在建筑物層間變位強(qiáng)制幕墻變形后應(yīng)予以保持的性能。本工程主體結(jié)構(gòu)的層間位移按1/550設(shè)計(jì)，幕墻的層間位移按其3倍設(shè)計(jì)，取為1/183，達(dá)到級。n5）幕墻耐撞擊性能）幕墻耐撞擊性能幕墻耐撞擊性能為級。（5）其他）其他1）幕墻施工深化設(shè)計(jì)系在原建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)）幕墻施工深化設(shè)計(jì)系在原建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成的，應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)圖配合使用。上完成的，應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)圖配合使用。2）本工程標(biāo)高以米為單位，其余尺寸均以毫）本工程標(biāo)高以米為單位，其余尺寸均以毫米為單位。米為單

36、位。（6）框支承玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）框支承玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)n 1）橫梁）橫梁橫梁截面主要受力部位的厚度，應(yīng)符合下列要求：橫梁截面主要受力部位的厚度，應(yīng)符合下列要求：a.截面自由挑出部位（如圖截面自由挑出部位（如圖6-31a所示）和雙側(cè)加勁部所示）和雙側(cè)加勁部位（如圖位（如圖6-31b所示）的寬度（所示）的寬度（b0）與厚度（）與厚度（t）比）比b0/t應(yīng)符合表應(yīng)符合表6-21的要求。的要求。 b.當(dāng)橫梁跨度不大于當(dāng)橫梁跨度不大于1.2m時，鋁合金型材截面主要受時，鋁合金型材截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于力部位的厚度不應(yīng)小于2.0mm；當(dāng)橫梁跨度大于；當(dāng)橫梁跨度大于1.2m時，其截面主要受力部位的

37、厚度不應(yīng)小于時，其截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于2.5mm； c.鋼型材截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于鋼型材截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于2.5mm. 截面部位鋁型材6063-T56063A-T56063-T66061-T6Q235Q3456061-T46063A-T6自由挑出（如圖6-33a）171513121512雙側(cè)加勁（如圖6-33b）504540354033橫梁可采用鋁合金型材或鋼型材，鋼型材宜橫梁可采用鋁合金型材或鋼型材，鋼型材宜采用高耐候鋼，碳素鋼型材應(yīng)熱浸鍍鋅或采取采用高耐候鋼，碳素鋼型材應(yīng)熱浸鍍鋅或采取其他有效防腐措施，焊縫應(yīng)涂防銹涂料，處于其他有效防腐措施，焊縫應(yīng)涂防銹涂料

38、，處于嚴(yán)重腐蝕條件下的鋼型材，應(yīng)預(yù)留腐蝕厚度。嚴(yán)重腐蝕條件下的鋼型材，應(yīng)預(yù)留腐蝕厚度。應(yīng)根據(jù)板材在橫梁上的支承狀況決定橫梁的應(yīng)根據(jù)板材在橫梁上的支承狀況決定橫梁的荷載，并計(jì)算橫梁承受的彎矩和剪力。當(dāng)采用荷載，并計(jì)算橫梁承受的彎矩和剪力。當(dāng)采用大跨度開口截面橫梁時，宜考慮約束扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生大跨度開口截面橫梁時，宜考慮約束扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的雙力矩。的雙力矩。2）立柱n立柱截面主要受力部位的厚度，應(yīng)符合下列要求：立柱截面主要受力部位的厚度，應(yīng)符合下列要求：a.鋁型材截面開口部位的厚度不應(yīng)小于鋁型材截面開口部位的厚度不應(yīng)小于3.0mm，閉口，閉口部位的厚度不應(yīng)小于部位的厚度不應(yīng)小于2.5mm；型材孔壁與螺釘之間直；

39、型材孔壁與螺釘之間直接采用螺紋受力連接時，其局部厚度尚不應(yīng)小于螺釘接采用螺紋受力連接時，其局部厚度尚不應(yīng)小于螺釘?shù)墓Q直徑；的公稱直徑；b.鋼型材截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于鋼型材截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于3.0mm；c.對偏心受壓立柱，其截面寬厚比應(yīng)符合對偏心受壓立柱，其截面寬厚比應(yīng)符合JGJ 102-2003玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范第玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范第6.2.1條的相應(yīng)規(guī)定。條的相應(yīng)規(guī)定。立柱可采用鋁合金型材或鋼型材立柱可采用鋁合金型材或鋼型材，鋼型材宜采用高鋼型材宜采用高耐候鋼，碳素鋼型材應(yīng)采用熱浸鍍鋅或采取其他有效耐候鋼，碳素鋼型材應(yīng)采用熱浸鍍鋅或采取其他有效防腐措施。防腐措施。

40、上、下立柱之間應(yīng)留有不小于上、下立柱之間應(yīng)留有不小于15mm的縫隙，閉口的縫隙，閉口型材可采用長度不小于型材可采用長度不小于250mm的芯柱連接，芯柱與立的芯柱連接，芯柱與立柱應(yīng)緊密配合柱應(yīng)緊密配合。多層或高層建筑中跨層通長布置立柱時，立柱與主多層或高層建筑中跨層通長布置立柱時，立柱與主體結(jié)構(gòu)的連接支承點(diǎn)每層不宜少于一個；在混凝土實(shí)體結(jié)構(gòu)的連接支承點(diǎn)每層不宜少于一個；在混凝土實(shí)體墻面上，連接支承點(diǎn)宜加密。體墻面上，連接支承點(diǎn)宜加密。在樓層內(nèi)單獨(dú)布置立柱時，其上、下端均宜與主體在樓層內(nèi)單獨(dú)布置立柱時，其上、下端均宜與主體結(jié)構(gòu)鉸接，宜采用上端懸掛方式；當(dāng)柱支承點(diǎn)可能產(chǎn)結(jié)構(gòu)鉸接，宜采用上端懸掛方式；

41、當(dāng)柱支承點(diǎn)可能產(chǎn)生較大位移時，應(yīng)采用與位移相適應(yīng)的支承裝置。生較大位移時，應(yīng)采用與位移相適應(yīng)的支承裝置。橫梁可通過角碼、螺釘或螺栓與立柱連接。角碼應(yīng)橫梁可通過角碼、螺釘或螺栓與立柱連接。角碼應(yīng)能承受橫梁的剪力，其厚度不應(yīng)小于能承受橫梁的剪力，其厚度不應(yīng)小于3mm；立柱與主體之間每個受力連接部位的連接螺栓不應(yīng)立柱與主體之間每個受力連接部位的連接螺栓不應(yīng)少于少于2個，且連接螺栓直徑不宜小于個，且連接螺栓直徑不宜小于10mm。角碼和立柱采用不同金屬材料時，應(yīng)采用絕緣墊片角碼和立柱采用不同金屬材料時，應(yīng)采用絕緣墊片分隔或采取其他有效措施防止雙金屬腐蝕。分隔或采取其他有效措施防止雙金屬腐蝕。（7） 構(gòu)件

42、設(shè)計(jì)計(jì)算構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算 JGJ102-2003第6.3.6條規(guī)定：應(yīng)根據(jù)立柱的實(shí)際支承條件，分別按單跨梁、雙跨梁或多跨鉸接梁計(jì)算由風(fēng)荷載或地震作用產(chǎn)生的彎距，并按其支承條件計(jì)算立柱的軸向力。簡支梁計(jì)算：n承受軸力和彎矩作用的立柱，其承載力應(yīng)符合下式要求：材料截面設(shè)計(jì)最大正應(yīng)力值 n =N/A0+M/1.05W f式中，為材料截面設(shè)計(jì)最大正應(yīng)力值(N/mm2）；N 為軸力（N）；A0 為構(gòu)件凈截面積（mm2）；M 為彎距（Nmm）；W 為截面抵抗矩(mm3)；f 為鋁型材（鋼材）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)。n軸力 n N =G L B式中，G 為幕墻單位面積自重（N/mm2）；L為跨度（m）；B 為

43、分格寬度（m）。n彎距 M = MW +0.5MEn風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎距 MW = qW L2/8n水平地震作用產(chǎn)生的彎距 ME = qE線L2/8 （6-11）n或彎距 M =( qW+0.5qE線)L2/8n風(fēng)荷載線荷載設(shè)計(jì)值 qW =wkBn地震作用線荷載設(shè)計(jì)值 qE線= qE（面）B 式中，MW 為風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎距設(shè)計(jì)值（Nmm）；ME 為水平地震作用產(chǎn)生的彎距設(shè)計(jì)值（Nmm）；qW 為風(fēng)荷載線荷載設(shè)計(jì)值（N/m）；qE 線為地震作用線荷載設(shè)計(jì)值（N/m）；qE（面）為垂直于玻璃幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（N/m2），具體計(jì)算請參照J(rèn)GJ 102-2003玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范。n撓度

44、 dflim =5qw L4/(384EI)n相對撓度 dflim /L1/180n型材最小慣矩 I =800qwL3/(384E)n型材最小截面抵抗矩 W =（MW +0.5ME）/(1.05 f) 式中，dflim為撓度（mm）；qw 為風(fēng)荷載線荷載標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm）；L 為跨度（mm）；E 為彈性模量（N/mm2）；I 為慣矩（mm4）；W 為截面抵抗矩（mm3）；f 為鋁合金型材（鋼材）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。n材料截面設(shè)計(jì)最大正應(yīng)力值 =N/A0+M/W(1-0.8N/NE) fnNE=2EA/1.12n迥轉(zhuǎn)半徑 n i =（I/A）1/2n軸心受壓構(gòu)件的長細(xì)比 n =L/i式中，為整體穩(wěn)定系數(shù)

45、，見表6-22； i 為迥轉(zhuǎn)半徑（mm）；為軸心受壓構(gòu)件的長細(xì)比。n立柱抗剪驗(yàn)算采用SW +0.5SE 組合. 式中，SW 為風(fēng)荷載作用設(shè)計(jì)值，單位：N；SE 為地震作用設(shè)計(jì)值,單位：Nn剪力設(shè)計(jì)值 V=VW+0.5VE （6-23）n風(fēng)荷載產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值 VW=qW L/2 （6-24）n水平地震作用產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值 VE=qE L/2 （6-25）n或剪力設(shè)計(jì)值 V=(qW +0.5qE)L/2 （6-26）n材料截面設(shè)計(jì)最大剪應(yīng)力 =VSS/（It）fV （6-27）n式中，V 為剪力設(shè)計(jì)值（N）；VW 為風(fēng)荷載產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值（N）；VE 為水平地震作用產(chǎn)生的剪力設(shè)值（N）；為材料截

46、面設(shè)計(jì)最大剪應(yīng)力（N/mm2）；SS為驗(yàn)算截面形心軸以上面積對形心軸面積矩（mm3）；fV為材料抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）；t 為驗(yàn)算截面材料厚度(mm)。 n例1 項(xiàng)目幕墻立柱高17.7m，層高4m，6度設(shè)防，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.05g.，立柱：A =1597mm2，A0=1520mm2，IX=4288542mm4，WX1=61033mm3，WX2 =53785mm3，SS =34722mm3，t =4mm，立柱左側(cè)分格寬1265mm，右側(cè)分格寬1265mm，采取自下而上安裝程序布置桿件，驗(yàn)算強(qiáng)度、撓度、抗剪強(qiáng)度。（假設(shè)玻璃幕墻構(gòu)件（包括玻璃面板和鋁框）的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：400 N/m

47、2,立柱材質(zhì)選用6063-T5，抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為85.5N/mm2，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為49.6 N/mm2） n解：高度變化系數(shù)Zb=1.187陣風(fēng)系數(shù)gz=1.642風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 WK=1.6421.1871.2300 N/m2=702N/m2風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值 W =1.4WK =1.4702 N/m2=983N/m2風(fēng)荷載線荷載設(shè)計(jì)值 qW = W(B1+B2)/2=983(1.265+1.265)/2 N/m=1243N/m=1.243N/mm 地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 qEK=EmaxGAK =50.04400 N/m2=80N/m2 地震作用設(shè)計(jì)值 qE面=1.3qEK =1.380 N/m2

48、=104N/m2地震作用線荷載設(shè)計(jì)值 qE線= qE面 (B1+B2)/2=104(1.265+1.265)/2 N/m=131.6N/m=0.1316N/mm 風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎距 MW= qWL2/8=1.24340002/8 Nmm =2486000 Nmm 水平地震作用產(chǎn)生的彎距 ME= qE線L2/8=0.131640002/8 Nmm 263200 Nmm 先進(jìn)行SW+0.5SE 組合彎距組合值 M =MW+0.5ME =（2486000+0.5263200）Nmm =2617600Nmm 自重設(shè)計(jì)值 N =1.2AGAK= 1.21.2654400N =2428.8N 強(qiáng)度驗(yàn)算采用S

49、G+SW+0.5SE 組合型材截面設(shè)計(jì)最大正應(yīng)力值=N/A0+M/(1.05W)=2428.8/1520+2617600/(1.0553785) N/mm2=47.9N/mm285.5 N/mm2，承載力滿足要求。撓度驗(yàn)算采用SW風(fēng)荷載線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qWK= WK(B1+B2)/2=702(1.265+1.265)/2 N/m =888N/m=0.888N/mm 撓度 dflim =5qWkL4/(384EIx)=50.88840004/(3840.71054288542) mm=9.86mm 相對撓度 u/L=9.86/4000=1/4061/180 抗剪驗(yàn)算采用SW+0.5SE組合風(fēng)荷載產(chǎn)

50、生的剪力 VW = qWL/2= 12434/2N=2486N 水平地震作用產(chǎn)生的剪力 VE = qE線L/2=131.64/2N=263.2N 剪力組合值 V =VW + 0.5VE = (2486+0.5263.2)N=2617.6N 型材截面設(shè)計(jì)最大剪應(yīng)力值= VSS/(It)=2617.634722/(42885424) N/mm2=5.3N/mm249.6 N/mm2 經(jīng)驗(yàn)算，強(qiáng)度、撓度、抗剪強(qiáng)度滿足要求。任務(wù)二任務(wù)二 金屬屋面金屬屋面PV系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)n任務(wù)內(nèi)容本任務(wù)以昆山花橋會展中心本任務(wù)以昆山花橋會展中心屋面光伏工程金屬屋面來重點(diǎn)屋面光伏工程金屬屋面來重點(diǎn)分析項(xiàng)目設(shè)計(jì)及其

51、支架荷載情分析項(xiàng)目設(shè)計(jì)及其支架荷載情況。況。任務(wù)知識準(zhǔn)備：任務(wù)知識準(zhǔn)備：普通地面電站或水泥板屋面普通地面電站或水泥板屋面電站光伏支架的設(shè)計(jì)方法及荷電站光伏支架的設(shè)計(jì)方法及荷載計(jì)算方法；載計(jì)算方法；普通光伏電站的光伏系統(tǒng)的普通光伏電站的光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與設(shè)備的匹配與選型；設(shè)計(jì)與設(shè)備的匹配與選型；金屬屋面電站結(jié)構(gòu)的了解。金屬屋面電站結(jié)構(gòu)的了解。任務(wù)實(shí)施過程與方法任務(wù)實(shí)施過程與方法n1.設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程現(xiàn)場調(diào)查的整理(包括對主體結(jié)構(gòu)及屋面板的驗(yàn)算，與屋面板的連接方式等）確定太陽能電池板的陣列排布驗(yàn)算光伏結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是否滿足光伏組件安裝注意事項(xiàng)2設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)n（1）現(xiàn)場調(diào)查整理）現(xiàn)場調(diào)查整理n1）建筑設(shè)

52、計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。）建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。n2）主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和屋面板計(jì)算。）主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和屋面板計(jì)算。n3）基座（夾具）的確定。）基座（夾具）的確定。4）金屬屋面的類型。）金屬屋面的類型。n目前金屬屋面多為坡屋面。常見的金屬屋面的主要形式有：直立鎖邊目前金屬屋面多為坡屋面。常見的金屬屋面的主要形式有：直立鎖邊型、角馳型、卡扣型、明釘型等，如圖型、角馳型、卡扣型、明釘型等，如圖6-34所示。所示。n n （2）光伏組件的確定）光伏組件的確定n1）支架）支架(龍骨）的確定與安裝龍骨）的確定與安裝為達(dá)到既不影響屋面整體的建筑效果，又方便快捷的安裝系統(tǒng)組件，應(yīng)合理的布置光伏結(jié)構(gòu)龍骨。龍骨可以采用U形鋼（或鋁

53、合金）龍骨，與專用夾具用螺栓固定，按照設(shè)計(jì)間距進(jìn)行布置；2）光伏組件的固定）光伏組件的固定光伏組件的排布最好采用陣列排布。光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自上而下固定安裝的目的，采用專用鋁合金壓塊對光伏組件進(jìn)行固定，壓塊與龍骨間用螺栓進(jìn)行連接，壓塊分為中壓塊和邊壓塊3）不同承重的金屬屋面安裝方式，）不同承重的金屬屋面安裝方式，n屋面板的安裝方式與剛架或屋架、檁條和屋面板的承重直接有重要關(guān)系。n當(dāng)剛架或屋架、檁條均能滿足設(shè)計(jì)要求且屋面板剛度較大時,光伏支架采用連接件與屋面板連接，并盡可能靠近檁條位置固定。n當(dāng)剛架或屋架、檁條均能滿足設(shè)計(jì)要求，但屋面板剛度較小、變形較大時，這種類型的金屬屋頂主要表現(xiàn)為車棚、公交候車廳

54、、養(yǎng)殖場等場所。n當(dāng)剛架或屋架能滿足設(shè)計(jì)要求，檁條及屋面板承載能力較小時，采用連接件與剛架或屋架連接的布置方式，具體連接安裝方式同支架與檁條穿透屋面板連接方式。n還有一種連接方式為將固定支架的位置屋面板割開，通過型鋼柱連接到屋面鋼梁上。n 3.光伏結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的驗(yàn)算光伏結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的驗(yàn)算n（1）光伏組件支架系統(tǒng)的校核）光伏組件支架系統(tǒng)的校核 對支架系統(tǒng)的安全可靠性必須通過計(jì)算及實(shí)驗(yàn)校核。 n（2）基座）基座(夾具）的校核夾具）的校核 基座的校核包括抗拔、抗壓承載力的校核及摩擦力的校核，校核通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)時按照實(shí)際工程做法進(jìn)行試件的制作及測試。測試時以夾具被拉出屋面板失去作用或夾具受拉壓后斷裂為最終

55、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，與設(shè)計(jì)承載力進(jìn)行比較、分析，符合要求方可使用在工程上。屋面為坡屋面時，還需對夾具進(jìn)行摩擦力的計(jì)算與測試。按照光伏組件的設(shè)計(jì)排列方式，計(jì)算單個夾具所需承載的下滑力，然后與夾具實(shí)際可產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)行比較。（3）系統(tǒng)荷載的校核）系統(tǒng)荷載的校核 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)及屋面板的組成特點(diǎn)，對光伏組件進(jìn)行合理的排列后，需對排列后整個系統(tǒng)進(jìn)行荷載的計(jì)算，滿足要求后方可進(jìn)行施工。系統(tǒng)荷載包括光伏組件重量、龍骨重量、夾具重量及壓件重量等。4 金屬屋面光伏組件安裝注意事金屬屋面光伏組件安裝注意事項(xiàng)項(xiàng)鋁合金夾具必須全部夾持在有T型支架處的屋面板上，不得直接夾持在無T型支架處的屋面板波峰上；所有連接件螺栓必須緊固到位

56、，并且最好錯位排布，以滿足受力要求；光伏組件安裝時注意對金屬屋面的成品保護(hù)，嚴(yán)禁材料集中堆放，以防壓壞屋面； 對于不同材料的金屬屋面、光伏支架，在固定支座下面必須設(shè)置絕緣墊片，以阻止冷、熱橋的產(chǎn)生；光伏支架安裝位置應(yīng)準(zhǔn)確，允許偏差應(yīng)符合表6-23的規(guī)定。項(xiàng)目項(xiàng)目允許偏差（允許偏差（mm）中心線偏差2垂直度（/m） 1水平偏差相鄰橫梁間1東西向全長（相同標(biāo)高）10立柱面偏差相鄰立柱間1東西向全長（相同軸線）55.案例應(yīng)用分析n江蘇昆山花橋會展中心屋面光伏工程:n結(jié)構(gòu)形式：n框架形式；安裝形式：n金屬屋面；安裝方式：n朝南 （屋面傾角2.6，組件傾角9）；n組件類型：長寬厚為1640 x992x45mm多晶硅組件，最大輸出功率：235Wpn基本風(fēng)壓：0.5 kN/m2；n雪荷載：0.4kN/m2；n地面粗糙度類別：B類；n工程所在地抗震設(shè)防烈度：7度；n設(shè)計(jì)地震基本加速度0.1g