[发明专利]一种屋顶光伏支架系统的风载荷区间划分方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，具体涉及光伏支架系统的压载技术。

背景技术

目前大量的平屋顶工业厂房的业主对于光伏能源的需求日益增长。水平工业屋顶可以大量安装太阳能电池板，光伏能源为企业和个人提供更便宜和更清洁的能源。然而，房屋几何结构引起的风的湍流效会导致安装在屋顶的太阳能组件承受很大的上升风压。为了保障屋顶的防水和构造的要求，通常都不能够允许用机械螺栓刺穿屋顶，而是在支架系统上安装压载物。一直以来，工程中确定屋顶风荷载的传统方法一直都是利用国标相关结构设计标准中的风载系数，但是这个方法是非常不经济的，使用了大量的金属材料，同时对屋顶结构安全还造成了隐患。工厂屋顶的有限的残余负载能力所引发的安全性问题，加上利用压载物代替刺穿螺栓的必要性，使得更加经济更加合理的屋顶风载系数确定方法更准确和必需。到目前为止，国内外科研工作者已经做过大量风洞测试，取得大量的风压数据，为本发明的风荷载区间划分方法提供了大量数据作为依据。

发明内容

本发明的目的在于提出一种屋顶光伏支架系统的风载荷区间划分方法，其能解决传统方法所产生的不经济问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种屋顶光伏支架系统的风载荷区间划分方法，其包括以下步骤：

步骤1、根据公式1.1-1.3，在一建筑物的屋顶上划分出角落区c、边缘区r和中心区f；

其中，h为建筑物的高度，d₁为屋顶的宽度，d₂为屋顶的长度，且d₂≥d₁，a为边缘区r的宽度，a₁为角落区c在d₁方向上的长度，a₂为角落区c在d₂方向上的长度；

角落区c位于所述屋顶的四个角落且呈L字形，中心区f位于所述屋顶的中部且呈方形，所述屋顶的其余区域为边缘区r；

步骤2、根据角落区c、边缘区r和中心区f分配风载荷系数：角落区c的风吸力系数为-1.8；边缘区r的风吸力系数为-1.6；中心区f的风吸力系数为-0.6；

步骤3、根据角落区c、边缘区r和中心区f的风载荷系数，计算位于上述各区域中的光伏支架系统的压载量。

优选的，所述屋顶的倾斜角度小于或等于10°。

优选的，所述屋顶呈方形。

优选的，所述屋顶具有护墙，所述护墙的高度小于200mm。

本发明具有如下有益效果：

利用屋顶光伏支架系统的静态力学模型，进行风载荷区域划分，规定位于不同区域的风载荷系数，从而得到风载荷的正确分布，得到最优的屋顶光伏支架系统的压载物方案，划分过程快速、简单、方便。

附图说明

图1为本发明较佳实施例屋顶上的不同风载荷区域示意图；

图2为光伏支架系统的开放结构的倾倒失效模式；

图3为光伏支架系统的闭合结构的倾倒失效模式；

图4为在倾斜屋顶上与屋顶平行的静荷载分力示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。

本实施例考虑的光伏支架系统类型(平屋顶，组件有倾斜角度)有开放和闭合结构。一个闭合的结构可以被定义为一个所有可见面都闭合或者可以在前面、背面、截面屏蔽风(三角墙)的结构。

本实施例设一个有平面屋顶的矩形建筑，而且屋顶有小于10度的倾斜角度但不会影响建筑安装。按照本实施例提出的方法，屋顶被分为角落、边缘和中间三个区域。屋顶分区图中的各个几何尺寸是利用图1和公式1.1、1.2和1.3得出，具体如下：

一种屋顶光伏支架系统的风载荷区间划分方法，其包括以下步骤：

步骤1、根据公式1.1-1.3，在一建筑物的屋顶上划分出角落区c、边缘区r和中心区f；

其中，h为建筑物的高度，d₁为屋顶的宽度，d₂为屋顶的长度，且d₂≥d₁，a为边缘区r的宽度，a₁为角落区c在d₁方向上的长度，a₂为角落区c在d₂方向上的长度；

角落区c位于所述屋顶的四个角落且呈L字形，中心区f位于所述屋顶的中部且呈方形，所述屋顶的其余区域为边缘区r。