上海市厂房屋顶铺光伏荷载检测报告(专业)

一、检测目的

在厂房屋顶铺设光伏系统时，需要对厂房屋顶进行荷载检测，以确保屋顶结构在增加光伏设备后能够安全可靠地承载额外的重量和其他相关荷载。这涉及到对厂房结构现状的评估、光伏系统荷载的计算以及两者结合后的承载能力分析，从而保障厂房的正常使用和光伏项目的顺利实施。

二、检测依据

1. 建筑结构相关标准

• 《建筑结构荷载规范》（GB 50009 - 2012）：是建筑结构荷载取值的基本准则。其中规定了各种荷载（恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载等）的计算方法和取值原则，为光伏系统荷载计算和厂房屋顶承载能力评估提供了关键依据。

• 《钢结构设计标准》（GB 50017 - 2017）和《混凝土结构设计规范》（GB 50010 - 2010）（2015 年版）：分别针对钢结构和混凝土结构厂房，这些规范规定了结构构件在荷载作用下的设计方法、承载能力计算以及构造要求等内容，用于判断厂房屋顶结构是否满足承载光伏系统的要求。

2. 光伏系统相关标准

• 《光伏发电站设计规范》（GB 50797 - 2012）：包含了光伏发电站包括光伏组件、支架系统等的设计要求，其中涉及到光伏系统荷载的考虑因素，为光伏荷载检测提供了参考。

三、检测内容

（一）厂房建筑与结构信息收集

1. 设计图纸收集

• 建筑图纸：收集厂房的建筑设计图纸，包括平面图、剖面图、屋面平面图等。通过这些图纸了解厂房的建筑尺寸、层数、屋面形式（平屋面、坡屋面等）、屋面坡度以及女儿墙、天沟等屋面附属结构的位置和尺寸。

• 结构图纸：获取厂房的结构设计图纸，如结构布置图、梁柱节点详图、屋面板配筋图等。重点关注屋顶结构体系（如轻钢屋面结构、混凝土屋面板结构、网架结构等）、构件的几何尺寸（梁的截面尺寸、板的厚度、屋架杆件尺寸等）、材料强度等级（混凝土强度等级、钢材型号等）以及连接方式（焊接、螺栓连接等）等信息。

2. 施工资料查阅

• 质量验收文件：查阅混凝土试块抗压强度试验报告、钢材质量检验报告、屋面板预制构件质量检验报告等，以确定厂房施工过程中的结构材料实际质量是否符合设计要求。

• 隐蔽工程记录：查看屋面结构施工过程中的隐蔽工程验收记录，如钢筋隐蔽工程记录、钢结构焊接质量记录等，了解屋面结构的隐蔽部分是否按照规范和设计要求施工。

3. 使用与维护记录查询

• 使用年限与用途变更：了解厂房的使用年限以及是否有过用途变更情况。使用年限较长的厂房可能存在结构老化问题，用途变更可能导致屋顶荷载发生变化。

• 维修与灾害记录：收集厂房屋顶的维修记录（如屋面防水维修、结构加固等）以及是否遭受过自然灾害（地震、台风、暴雨等）或意外事故（火灾、重物撞击等）的情况。这些记录有助于评估屋顶结构的现有状况和潜在的损伤。

（二）厂房屋顶结构现状检测

1. 外观检查

• 检查屋面防水层是否完整，有无破损、渗漏现象。查看屋面排水天沟、雨水口是否畅通，有无堵塞、积水情况。防水、排水系统出现问题可能导致屋面长期积水，增加屋面荷载，甚至影响屋面结构的耐久性。

• 对于钢结构屋面，检查钢屋架、钢梁、钢檩条等构件表面是否有锈蚀、变形、磨损、脱漆等情况。重点关注构件连接部位，查看焊缝是否有开裂、螺栓是否松动、脱落或锈蚀。

• 对于混凝土结构屋面，查看屋面板、屋面梁等构件表面是否有裂缝、蜂窝、麻面、剥落等现象。观察裂缝的位置、宽度、长度和深度，分析裂缝产生的原因（如温度变化、收缩、荷载作用等）。检查混凝土构件中的钢筋是否外露，外露钢筋的锈蚀程度。

• 屋面结构构件：

• 屋面防水与排水系统：

2. 尺寸测量

• 采用钢尺、卡尺或超声波测厚仪等工具，对厂房屋顶主要结构构件进行尺寸测量。

• 对于钢结构构件，测量钢梁、钢屋架杆件的截面尺寸（如翼缘宽度、腹板厚度、高度、长度等）和钢檩条的间距、截面尺寸等；对于混凝土构件，测量屋面板的厚度、屋面梁的截面尺寸（高度、宽度）等。

• 将测量结果与设计图纸进行对比，检查尺寸偏差是否在允许范围内。尺寸偏差过大可能影响构件的承载能力和屋面结构的整体性能。例如，屋面板厚度不足可能导致其抗弯能力降低，钢檩条间距过大可能使屋面板的受力状态发生不利变化。

3. 变形检测

• 针对屋架、钢梁、屋面板等主要构件，采用拉线法、靠尺法或全站仪等方法检测其局部变形情况。例如，测量梁的挠度可以在梁的跨中设置吊线或使用全站仪进行测量；检查屋面板的变形可以在板的中心位置或跨中位置设置观测点，测量其竖向变形。

• 将局部变形量与规范允许值进行比较，局部变形过大可能导致构件应力集中，降低构件的承载能力，影响光伏系统的安装和安全运行。

• 使用全站仪或水准仪等仪器，在厂房基础和屋面关键节点（如屋架支座、屋脊、檐口等）设置观测点，测量屋面的沉降、倾斜和水平位移等参数。通过定期测量这些观测点的高程和水平位置变化，评估屋面结构的整体稳定性。

• 对于大跨度厂房屋面或存在不均匀沉降迹象的厂房，应增加观测点数量和测量频率。

• 整体变形检测：

• 局部变形检测：

（三）光伏系统荷载调查

1. 光伏组件自重荷载

• 光伏板重量：根据光伏板的类型（晶体硅光伏板、薄膜光伏板等）、尺寸和材料密度，计算光伏板的单位面积重量。一般晶体硅光伏板重量约为 15 - 20kg/m²，薄膜光伏板重量约为 10 - 15kg/m²。通过光伏系统的设计方案确定光伏板的总面积，进而计算出光伏板的总重量。

• 支架系统重量：考虑光伏支架的材质（如铝合金、钢材）、结构形式（固定支架、跟踪支架等）和尺寸，计算支架系统的单位面积重量。支架系统重量通常包括主支架、次支架、连接件等部分的重量。一般固定支架系统重量约为 10 - 15kg/m²，跟踪支架系统重量约为 20 - 30kg/m²。结合光伏支架的覆盖面积，计算出支架系统的总重量。

• 其他附属设备重量：如光伏汇流箱、逆变器等设备通常放置在厂房屋顶或附近区域，需要考虑这些设备的重量及其在屋顶的分布情况。这些设备重量根据其型号和规格确定，按照实际放置位置将其重量分摊到屋面相应面积上。

2. 施工与维护荷载

• 施工荷载：在光伏系统安装过程中，施工人员和施工设备会对屋面产生临时荷载。考虑施工人员的分布密度（一般按 2 - 3 人 /m²，每人及工具重量按 75 - 100kg 计算）和施工设备（如吊车、叉车等）的重量及作用范围，计算施工过程中的大临时荷载。

• 维护荷载：光伏系统运行期间，需要定期进行维护，如清洗光伏板等操作。考虑维护人员的活动范围和操作方式，计算维护荷载。一般清洗光伏板时的活荷载按 0.5 - 1kN/m² 计算。

3. 风荷载

• 根据厂房所在地区的基本风压、屋面的体型系数（与屋面坡度、光伏组件的安装形式等因素有关）、高度等因素，按照《建筑结构荷载规范》（GB 50009 - 2012）的规定计算光伏系统的风荷载大小。

• 对于不同的光伏组件安装形式（平铺、倾斜安装等）和屋面坡度，风荷载的计算方法和取值有所不同。例如，倾斜安装的光伏板在迎风面和背风面会产生不同的风压，需要分别进行计算。

4. 雪荷载（如有需要）

• 对于位于有积雪地区的厂房，根据当地的基本雪压、屋面的积雪分布系数（与屋面坡度、光伏组件的安装形式等因素有关），计算光伏系统的雪荷载。

• 光伏组件的安装可能会改变屋面的积雪分布情况，导致某些区域积雪堆积增加。例如，在光伏板下方的屋面区域可能会形成积雪 “口袋”，使雪荷载局部增大。

（四）厂房屋顶承载能力验算

1. 力学模型建立

• 根据厂房屋顶的实际结构形式（如轻钢屋面可简化为梁 - 檩条 - 板模型、混凝土屋面可采用板 - 梁 - 柱模型等）和构件布置情况，利用结构力学软件（如 SAP2000、ANSYS 等）或手算方法建立力学计算模型。

• 在模型中输入屋面结构构件的几何尺寸、材料特性（如钢材的弹性模量、屈服强度、混凝土的弹性模量、抗压强度等）、边界条件（如梁的支座约束形式、板的边界固定方式等）等参数，确保模型能够准确反映屋面结构的力学性能。

2. 荷载组合与内力分析

• 根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009 - 2012）规定的荷载组合方式，将光伏系统荷载（包括恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载等）与厂房屋顶原有荷载（如屋面自重、保温层重量等）进行组合。

• 把组合后的荷载施加到建立好的力学模型上，进行内力分析，得到屋面结构构件（如屋架、梁、板等）在不同荷载组合下的内力（弯矩、剪力、轴力）结果。

3. 承载能力计算与评估

• 根据《钢结构设计标准》（GB 50017 - 2017）或《混凝土结构设计规范》（GB 50010 - 2010）（2015 年版）等相关规范，结合屋面结构构件的截面形式（如工字形、矩形等）和尺寸，计算构件的承载能力（如抗弯承载能力、抗剪承载能力、轴心受压承载能力等）。

• 将构件的计算内力与承载能力进行对比，如果计算内力小于承载能力，且构件的变形量在允许范围内，则厂房屋顶结构在现有光伏系统荷载作用下是安全的；反之，则需要采取加固措施（如增加屋面结构构件的截面尺寸、增设支撑等）或调整光伏系统的设计（如减少光伏组件数量、改变安装方式等），以确保屋面结构的安全承载能力。

四、检测流程

（一）检测准备阶段

1. 资料收集与整理

• 按照上述厂房建筑与结构信息收集的要求，收集厂房的设计图纸、施工资料和使用维护记录，并进行整理和分析。

• 确定厂房的结构类型（钢结构、混凝土结构等）、屋面形式、使用年限等基本信息，为后续检测工作提供基础。

2. 检测方案制定

• 根据厂房的具体情况，确定检测范围、重点检测区域和检测方法。

• 制定详细的现场检测计划，包括检测人员安排、检测设备和工具准备、检测时间进度等内容。

3. 检测设备与工具准备

• 裂缝宽度测量仪：用于jingque测量混凝土和砌体构件的裂缝宽度。

• 记录表格和标签：用于记录检测数据和标记检测位置。

• 称重设备（如电子秤）：用于测量光伏组件、支架等的重量。

• 风速仪、雪深仪（如有需要）：用于现场测量风速、雪深等数据，辅助计算风荷载、雪荷载。

• 钢尺、卡尺和超声波测厚仪：用于测量屋面结构构件的尺寸和材料厚度。

• 全站仪和水准仪：用于检测屋面的整体变形和构件的局部变形。

• 混凝土强度检测设备（如回弹仪、钻芯机）和钢材力学性能测试设备（如试验机）：用于检测屋面结构材料的强度（如有需要）。

• 涂层测厚仪：用于检测钢结构构件涂层的厚度。

• 结构检测设备：

• 荷载调查工具：

• 其他工具：

（二）现场检测阶段

1. 厂房建筑与结构信息核实

• 对收集的设计图纸与厂房实际建筑和结构情况进行核对。检查厂房的平面尺寸、层数、屋面形式等建筑信息是否与图纸一致，屋面结构体系、构件尺寸和连接方式等结构信息是否相符。

• 查看厂房周围环境，了解周边建筑物、地形地貌等情况，评估其对厂房屋顶荷载的潜在影响（如相邻建筑物的遮挡可能影响风荷载等）。

2. 厂房屋顶结构现状检测

• 整体变形检测：在厂房基础和屋面关键节点位置设置观测点，使用全站仪或水准仪进行初始测量，记录各观测点的高程和水平位置。在一定周期内（如每月或每季度）进行定期测量，观察观测点的变化情况，以评估屋面结构的整体变形趋势。

• 局部变形检测：采用拉线法、靠尺法或全站仪等方法，对屋架、钢梁、屋面板等主要构件的局部变形进行检测。在构件变形敏感部位设置测量点，记录初始变形值，并在后续检测中观察其变化情况。将每次测量的变形量与规范允许值进行比较，及时发现异常变形情况。

• 根据抽样原则（如按一定比例或在关键部位抽取构件），使用钢尺、卡尺或超声波测厚仪等工具对屋面结构构件进行尺寸测量。在构件上标记测量位置，记录测量数据，并与设计图纸进行对比。对于尺寸偏差较大的构件，重点记录其位置和偏差情况。

• 按照预先确定的检测路线，对厂房屋顶结构进行全面的外观检查。对发现的构件锈蚀、变形、裂缝等问题，使用标签进行标记，并详细记录其位置、范围、程度等信息。同时，检查屋面防水、排水系统，对防水层破损、天沟堵塞等情况进行记录。

• 外观检查：

• 尺寸测量：

• 变形检测：

3. 光伏系统荷载调查

• 使用风速仪在厂房周围合适位置测量风速，结合当地气象资料和屋面、光伏组件的实际情况，按照《建筑结构荷载规范》（GB 50009 - 2012）计算风荷载。

• 对于有积雪地区，使用雪深仪测量雪深，考虑屋面坡度、光伏组件安装形式等因素，计算雪荷载。

• 根据光伏系统的安装方案和维护计划，估算施工过程中的施工人员和设备分布情况，计算施工荷载。考虑维护操作的特点，确定维护荷载的取值范围。

• 选择有代表性的光伏板、支架等组件，使用称重设备进行重量测量。根据光伏系统的设计布局，计算各类组件的总面积和总重量，确定其单位面积重量。

• 对于放置在屋顶的附属设备，如汇流箱、逆变器等，测量其重量并记录其放置位置，计算其对屋面的分布荷载。

• 光伏组件自重荷载测量：

• 施工与维护荷载估算：

• 风荷载和雪荷载计算（如有需要）：

（三）数据分析与报告阶段

1. 数据整理与分析

• 对现场检测收集的数据进行整理，包括厂房屋顶结构现状数据（外观检查记录、尺寸测量数据、变形检测数据）和光伏系统荷载调查数据（各类荷载计算结果）。

• 将整理的数据与设计要求和相关规范标准进行对比分析，评估厂房屋顶结构的现状是否满足承载光伏系统的要求。

2. 承载能力验算

• 根据厂房屋顶的结构形式和实际情况，建立力学计算模型，按照荷载组合原则将光伏系统荷载和原有屋面荷载施加到模型上，进行内力分析和承载能力计算。

• 将计算结果与规范允许值进行对比，判断屋面结构是否安全。如果存在不安全因素，分析其原因并提出相应的加固或调整建议。

3. 检测报告编制

• 编制详细的检测报告，报告内容应包括厂房基本信息、检测目的、检测依据、检测内容和方法、检测结果、承载能力验算过程和结论、建议措施等。

• 检测报告应附有相关的检测数据表格、图片、图纸等资料，以便清晰地展示检测过程和结果。检测报告应由具备相应资质的检测人员签字，并加盖检测单位公章