分布式光伏電站多建設(shè)在混凝土屋頂和彩鋼瓦屋頂，也有少量建設(shè)在普通居民的琉璃瓦屋頂。由于分布式的主要對(duì)象是工商業(yè)企業(yè)和工業(yè)園區(qū)的屋頂，針對(duì)工商業(yè)企業(yè)，主要是混凝土屋頂；針對(duì)工業(yè)園區(qū)的建筑，主要以混凝土屋頂和彩鋼瓦屋頂為主。本文著重介紹混凝土屋頂?shù)闹Ъ芙Y(jié)構(gòu)方案。

一、混凝土屋面分類。

混凝土屋面分為上人屋面與不上人屋面。兩種屋面的工程做法和安全要求是不同的。

兩種屋面工程做法不盡相同，不上人屋面，人不經(jīng)常上去，只有檢修時(shí)才上去，保護(hù)層的厚度和材料要求較低，在一般情況下做完屋面的防水層后就可完工；而上人屋面要求高，人經(jīng)常上去，防止人為對(duì)防水層破壞，一般采用剛性混凝土層，在做完防水層工作后，還要做樓地面層，加配鋼絲網(wǎng)，有貼磚或是混凝土層，對(duì)屋面結(jié)構(gòu)層起保護(hù)作用。上人屋面必須建有樓梯可以到達(dá)樓頂屋面層，而不上人屋面的檢修口一般較隱蔽，通過爬梯上到屋面層，爬梯一般距離地面1．5 m以上。

這兩種屋面對(duì)屋面的安全要求也不同，上人屋面必須有女兒墻，且女兒墻高度有規(guī)定，必須要不小于安全要求高度(一般≥1．2 m)；而不上人屋面的女兒墻為0．6～O．9 m。上人屋面和不上人屋面具體有防水層、保溫層和隔熱層的做法。

根據(jù)業(yè)主所給的建筑結(jié)構(gòu)圖紙進(jìn)行結(jié)構(gòu)的PKPM建模，根據(jù)國(guó)家規(guī)定設(shè)置參數(shù)進(jìn)行受力分析，確定主要材料的強(qiáng)度和撓度值是否在規(guī)范要求的范圍內(nèi)。

做完屋頂梁和屋面板的計(jì)算校核后，要進(jìn)行屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)恒荷載計(jì)算。最新的建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2012中規(guī)定：對(duì)于不上人屋面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN／m2(即50 kg/m2)：對(duì)于普通上人屋面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0kN／m2(即200 kg／m2)。在屋頂現(xiàn)場(chǎng)勘查時(shí)，需及時(shí)記錄屋頂現(xiàn)有荷載情況。對(duì)于早期設(shè)計(jì)的建筑，由于各種原因，屋面的設(shè)計(jì)荷載要求可能與現(xiàn)在的規(guī)范不同，因此對(duì)于屋頂安裝組件的荷載必須按照最新規(guī)范進(jìn)行評(píng)估校核。對(duì)于上人屋頂，荷載>2.0kN／m2的屋頂基本可判定為適合安裝負(fù)重式的光伏組件。

二、現(xiàn)場(chǎng)考察注意事項(xiàng)。

在混凝土屋頂項(xiàng)目前期考察過程中，首先要充分了解該項(xiàng)目屋頂?shù)木唧w情況。知道建筑的設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)間，了解該建筑在建設(shè)過程中發(fā)生過哪些問題，查看屋頂?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)圖紙，現(xiàn)場(chǎng)勘查建筑的沉降是否均勻，是否發(fā)生破壞和損壞，以及現(xiàn)場(chǎng)拍照測(cè)量屋頂建筑已有設(shè)備。

現(xiàn)場(chǎng)踏勘需要收集屋面的詳細(xì)資料。在現(xiàn)場(chǎng)還需對(duì)已有設(shè)備進(jìn)行拍照測(cè)量，因?yàn)檫@些設(shè)備可能會(huì)影響支架形式、結(jié)構(gòu)的選擇和組件安裝的遮擋。如被破壞的屋面、屋頂管道、冷水機(jī)組和空調(diào)外機(jī)等屋頂突出物，都對(duì)組件安裝有一定影響。除此之外，還必須了解建筑業(yè)主方對(duì)于屋頂?shù)囊?guī)劃用途，如預(yù)計(jì)不能安裝組件的地方需要另作他用；了解業(yè)主方對(duì)屋頂檢修通道的要求，在組件排布時(shí)予以避讓。

三、支架方案。

對(duì)于現(xiàn)有混凝土平屋面，目前支架安裝方案最常見的主要有預(yù)制負(fù)重鋼筋混凝土塊方案、預(yù)制鋼筋混凝土壓塊方案和現(xiàn)澆支架基礎(chǔ)方案

1、預(yù)制負(fù)重鋼筋混凝土塊方案。

該方案首先需要精確統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目地點(diǎn)的常年平均風(fēng)速和不同季節(jié)的風(fēng)向，計(jì)算出正風(fēng)壓和負(fù)風(fēng)壓；再通過風(fēng)壓大小折算出鋼筋混凝土塊的配重；預(yù)先加工好尺寸一致的鋼筋混凝土塊，再運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)安裝；根據(jù)提供的組件布置圖，將鋼筋混凝土塊放在相應(yīng)的固定位置，在鋼筋混凝土上表面鉆兩個(gè)孔用來錨固化學(xué)錨栓或直接在加工鋼筋混凝土塊時(shí)預(yù)置錨栓；最后將立柱底板通過已經(jīng)錨固好的錨栓連接，再根據(jù)支架安裝圖安裝支架上部的橫梁、連接件及光伏組件等。支架一般選用熱鍍鋅不銹鋼支架。采用負(fù)重式方案的支架如下圖所示：

該方案的優(yōu)點(diǎn)為：

1)不破壞屋面防水層和支撐結(jié)構(gòu)層、頂棚層、保溫隔熱層等其他建筑層；

2)施工操作過程簡(jiǎn)單，能有效縮短施工周期；

3)支架整體較預(yù)制鋼筋混凝土壓塊方案連接牢固可靠；

4)光伏組件支架的用鋼量相對(duì)其他方案不多。

缺點(diǎn)為：屋頂增加了混凝土塊及組件和支架等，施工結(jié)束后需要復(fù)核計(jì)算屋頂?shù)暮愫奢d。

2、預(yù)制鋼筋混凝土壓塊方案。

為了防止組件支架在風(fēng)荷載作用下在屋頂發(fā)生滑移或傾翻，保證光伏組件支架結(jié)構(gòu)安全可靠，組件支架與屋面無連接，直接放在平屋面上，在支架橫梁上增加鋼筋混凝土壓塊。壓塊由鋼筋混凝土預(yù)制成，需要精確統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目地點(diǎn)的常年平均風(fēng)速和不同季節(jié)的風(fēng)向，計(jì)算出正風(fēng)壓和負(fù)風(fēng)壓，再通過風(fēng)壓大小折算出鋼筋混凝土塊的配重。采用預(yù)制鋼筋混凝土壓塊方案的支架如下圖所示。

1）不破壞屋面防水層和支撐結(jié)構(gòu)層、頂棚層、保溫隔熱層等其他建筑層；

2）施工操作過程較簡(jiǎn)單，可有效縮短施工周期。

缺點(diǎn)為：

1）屋頂增加了混凝土塊及組件和支架等，施工結(jié)束后復(fù)核計(jì)算屋頂?shù)暮愫奢d；

2）整體支架連接的安全可靠度不及預(yù)制負(fù)重鋼筋混凝土塊方案和現(xiàn)澆支架基礎(chǔ)方案；

3）支架用鋼量相對(duì)較多。

3、現(xiàn)澆支架基礎(chǔ)方案。

根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的屋面組件排布圖，在支架前后兩個(gè)支撐點(diǎn)所在位置除去屋面原有的樓面層、防水層、保溫隔熱層等和屋面現(xiàn)澆板的上層鋼筋的保護(hù)層，使得露出原有屋頂?shù)牟糠咒摻?；焊接組件支架基礎(chǔ)的鋼筋和屋面板上層鋼筋，扎好混凝土梁的基礎(chǔ)鋼筋，在模具中澆筑基礎(chǔ)混凝土，預(yù)留基礎(chǔ)錨栓或直接鉆孔使用化學(xué)錨栓，利用錨栓固定支架支撐；等鋼筋混凝土梁硬化后，根據(jù)提供的光伏組件支架安裝圖連接安裝支架和組件；還需要修復(fù)屋面防水層及保溫隔熱層等其他建筑層。

1）因與屋面連接，相對(duì)預(yù)制負(fù)重鋼筋混凝土塊方案和預(yù)制鋼筋混凝土壓塊方案結(jié)構(gòu)更加牢固可靠；

2）光伏組件支架的用鋼量較預(yù)制鋼筋混凝土壓塊方案少；

3）原有屋面的負(fù)重增加較少。

缺點(diǎn)為：破壞了屋面的防水層和樓面層等其他建筑層；鋼筋混凝土梁需現(xiàn)澆，施工過程較為繁雜，工序較多，需要等混凝土梁硬化后才可安裝支架組件，施工周期相對(duì)較長(zhǎng)。

對(duì)上述3種方案的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行比較，混凝土屋面方案的選用基本原則為：

1）對(duì)于上人屋面，由于設(shè)計(jì)時(shí)的活負(fù)載為2.0kN／m2，上述的3種方案都可選用；對(duì)于不上人屋面，由于設(shè)計(jì)時(shí)的活負(fù)載只有0.5kN／m2，預(yù)制負(fù)重鋼筋混凝土方案和預(yù)制鋼筋混凝土壓塊方案采用鋼筋混凝土自身重量抵抗風(fēng)壓，而由于混凝土塊本身質(zhì)量較大，需要復(fù)核計(jì)算屋面結(jié)構(gòu)的恒荷載。

2）對(duì)于現(xiàn)澆支架基礎(chǔ)方案，因?yàn)槠茐牧宋菝娣浪畬雍蜆敲鎸拥绕渌ㄖ樱沂┕け绕渌麅蓚€(gè)方案復(fù)雜，工序多，施工周期相對(duì)長(zhǎng)，一般情況下較少采用，多用于受臺(tái)風(fēng)嚴(yán)重影響的區(qū)域采用現(xiàn)澆支架基礎(chǔ)方案，需要修復(fù)屋面防水層和樓面層等其他建筑層

3）因施工簡(jiǎn)單，施工工期較短，在上人屋面被廣泛使用的是預(yù)制負(fù)重鋼筋混凝土方案。實(shí)際工程狀況千差萬別，需要設(shè)計(jì)者根據(jù)工程特點(diǎn)綜合考慮，采用最佳方案。