既有建筑屋面增设光伏发电系统（上）

屋顶光伏电站有不少是通过对既有建筑屋顶进行改造加装的，例如工业厂房屋顶、市政公共及商业建筑屋顶、私人住宅屋顶等，这势必导致既有建筑屋顶的荷载增加，需要重新核算主体结构的承载力是否满足要求。屋顶光伏电站在电站设计的时候，应充分考虑到屋顶的固定荷载、风压荷载、雪压荷载、地震荷载等。因此，在安装分布式光伏发电装置前需要对建筑屋面进行评估与分析，以确保光伏系统及建筑物安全。当前，各地政策规定分布式光伏安装需要提供屋面荷载报告等建筑结构安全相关证明文件。《光伏发电站设计规范》（GB 50797-2012）强制性条文规定：“3.0.7 在既有建筑物上增设光伏发电系统，必须进行建筑物结构和电气的安全复核，并应满足建筑结构及电气的安全性要求”。

在光伏发电快速发展建设的光鲜之下，隐藏着各式安全问题，尤以屋面坍塌为甚。近期，西班牙圣伊纳西奥体育中心的光伏屋顶发生坍塌，该体育场的上百块太阳能电池板是在2010年安装的，是当时比兹凯亚最大的光伏屋顶。无独有偶，廊坊一民宅半夜塌房，原因是光伏板梁的支撑块把房子檐板全压下来了。近一两年各地也频发光伏屋面被吹翻等事故，光伏屋面安全性问题不容忽视。

圣伊纳西奥体育中心光伏屋顶发生坍塌

当前，分布式光伏发电装置主要选择安装在工厂厂房、自建房以及低层建筑的混凝土屋面、彩钢板屋面、瓦屋面等。建筑结构荷载规范GB 50009-2012 中规定：对于不上人屋面的活荷载标准值为0.5 kN/㎡( 即 50 kg/㎡)；对于普通上人屋面的活荷载标准值为2.0 kN/㎡( 即 200 kg/㎡)，对于上人屋面兼做其他用途时，按楼面的取值。在屋顶现场勘查时，需及时记录屋顶现有荷载情况。光伏板一般每平米重约20kg，对于混凝土屋面，一般来说，承载力问题不大；但对于钢结构屋面来说，却需要进行严格的检测鉴定。一般钢结构建筑屋面均为不上人屋面，屋面活荷载设计值比较小，南方无雪地区一般为0.5kN/㎡，北方地区还要考虑到雪荷载，一般为0.7kN/㎡，若是加上光伏板重量，很有可能会导致承载力不足，产生安全事故。

目前分布式光伏电站屋面支架安装常见基础形式有：混凝土配重块、预制/现浇混凝土支墩、条形基础（梁式基础）、支架与屋面粘结安装；对于彩钢屋面，采取夹扣固定导轨方式安装。不同的房屋结构视情况采用不同的基础支架方案。

混凝土配重块

预制混凝土独立基础墩

预制混凝土条形基础墩

条形基础墩

支架与屋面粘接安装

彩钢屋面夹扣固定光伏支架导轨

与彩钢瓦屋面支架连接焊接

对于不满足荷载要求的屋面有必要采取加固处理以确保光伏系统及建筑物的安全。

不满足荷载的屋面可以通过多种方式进行加固，例如彩钢瓦屋面可以通过增加钢梁，檀条等，角钢加固梁檀条等，对不满足荷载的混凝土屋面可以采取楼板粘贴碳纤维布加固，梁、柱加大截面加固、粘贴钢板等多种方式进行加固。值得注意的是，无论是光伏屋面检测鉴定还是加固都必须由有对应资质的企业来负责才行，除此之外，也要结合具体的光伏系统支架基础方案来进行屋面加固设计，以最少的加固成本实现屋面增设光伏系统。

对于光伏屋面支架基础安装选择及对防水层的扰动和防水处理等在下期做具体分析。