【收藏】粮库类拱形屋顶光伏项目设计方案探讨及优化（多图）

d) 化学螺栓直接固定形式：

化学螺栓由化学胶管、螺杆、垫圈及螺母组成。化学螺栓是靠与混凝土之间的握裹力和机械咬合力共同作用来抗拔和螺栓本身来抗剪，主要用在新旧结构的连接处，各项力学指标计算时要根据生产厂家提供的资料来进行，因为各种厂家生产的化学粘接剂都不同，所以粘接能力也不同。化学螺栓具有耐酸碱、抗老化、可在潮湿环境使用，锚固力强、无膨胀应力，边距间距小，适用于空间狭小处，安装快捷，凝固迅速，节省施工时间等优点。采用化学螺栓直接在混凝土中固定的方案较为简单，施工快捷。此种方案适合屋面允许恒荷载值偏低的屋面使用，但对防水层修复能力要求较高。由于采用此方案需要在混凝土屋顶中钻孔，存在渗水可能性，如果难以做好屋面防水时不建议使用该种方案。

 

图16现场安装图

➤防雷接地设计

粮仓防雷设计前应全面收集相关资料，例如建筑总平面、当地年平均雷暴日数、工艺设备配置以及原有粮仓防雷接地设置等。粮仓防雷设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057中第二类防雷建筑物的防雷要求。应在屋顶设置避雷网(带)、针或利用金属构件作为接闪器。屋顶避雷网网格尺寸不应大于10m×l0m、12m×8m。当光伏组件高出原有屋顶时，应设避雷针或避雷带保护，高出光伏组件约0.2m，避雷网(带)、针、金属构件及光伏设备均应与引下线牢固连接，引下线可按下列方式设置：

1、当粮仓为钢筋混凝土结构时，利用其结构通长主钢筋，每处不应少于2根，主钢筋必须焊接连接。

2、当粮仓为轻钢结构时，可以利用其自身防雷接地系统。

以上两种方案必要时均可以制作主接地镀锌扁钢与地网可靠连接。引下线可用镀锌扁钢，镀锌扁钢截面不应小于48mm²，厚度不应小于4mm。接地引下数均不应少于2处，间距不应大于18m，且应对称布置。低压线路宜采用电缆直埋地敷设或沿桥架敷设;电缆的金属外皮、避雷器及绝缘子铁脚应与防雷接地装置相连或单独接地。突出屋面的金属构件应与防雷装置可靠连接。一般情况下,粮食平房仓结构设计满足利用平房仓基础内钢筋做自然接地体,利用柱内主筋作为防雷引下线,电气装置(金属构件、PE/PEN线、电气装置中的接地母线、金属管道等)均应作总等电位联结。平房仓接地系统采用共用接地的形式,即工作接地、保护接地、防雷接地以及防静电接地共用,要求其接地电阻不大于1Ω。

➤防火设计

粮仓应按现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》合理配置灭火器，除此之外，粮仓的消防与给水设计尚应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。平房仓储存物品的火灾危险性应为丙类，其占地面积及每个防火分区的最大允许建筑面积应符合表1的规定。平房仓防火分区之间应采用防火墙分隔 ，防火墙的耐火极限不得低于4h。

表1 平房仓占地面积及防火分区中最大允许建筑面积(m²)

➤防水设计

根据《粮食平房仓设计规范》GB 50320的有关规定，储备仓及成品粮仓屋面防水等级不应低于I 级 ，其他使用功能的平房仓屋面防水等级不宜低于I 级 。金属板材屋面上层金属屋面不宜采用明螺栓固定，必须采用时，应采取防腐及防渗漏措施。拱板平房仓不宜采用刚性防水层，必须采用时 ，应采取防止刚性防水层下滑的措施。建设分布式电站时需要仔细勘察了解屋面防水情况，针对已经出现的漏水、渗水等情况，需要及时修复，同时尽量使用可以用夹具固定的彩钢瓦屋面，梯形彩钢瓦需要注意加强固定孔位置的防水措施。由于防水要求较高，建议在项目立项时充分考虑由此可能增加的相关措施费，由于防水等级要求不应低于I 级，正常情况下相关费用在50~80元/㎡之间。

➤箱变选址与电缆敷设

粮库屋顶光伏项目，现场环境有一个特点，即粮仓与粮仓之间几乎全部是硬化路面，粮仓建筑分布和道路布置均很规则，一般建筑之间没有地方可以布置箱变，建议利用绿化带或其他空余地方，同时根据《建筑设计防火规范》、《20KV及以下变电所设计规范》GB50053-2013等规范要求，油浸式变压器离墙的安装距离应不小于10m，因此在分布式光伏电站设计时，应优先选择干式变压器。建筑分散和硬化路面带了另一个问题是电缆的敷设，从屋顶上直流汇流箱或者交流汇流箱下至地面的电缆，有两种方式敷设，一种方式是开挖电缆沟，另一种方式是顶管。顶管技术优点在于不影响周围环境或者影响较小，施工场地小，噪音小，而且能够深入地下作业;顶管技术缺点在于施工时间较长，工程造价高等。在施工方面，可以根据实际情况，同时采用两种施工工艺，以开挖电缆沟为主，顶管技术为辅。

结束语

利用粮食仓储基地的仓顶铺设光伏系统，不但开发了闲置的屋顶资源，更重要的是通过这种技术可实现粮库隔热保温、防水防漏、环保节能等目标。同时在光伏发电系统设计与建设方面需要更加充分考虑屋面荷载、建筑系统结构、防火、防雷、防水防漏等方面更高的标准和要求，努力打造“优质、绿色、安全”工程，为国家粮食安全与社会稳定做出更大的贡献。本文通过对光伏粮仓的基本特点和建设难点的介绍，让设计人员有个充分的了解，为更好建设分布式光伏发电项目提供了一些参考建议。粮库仓顶分布式光伏发电项目，在投资建设之初，要充分考虑储粮安全和光伏发电的双重需要，科学设计，精心施工，使社会资源得到合理利用。
 

鸣谢：

本文写作过程中，得到了杨若峰、郭金忠、江波等光伏界朋友们提供的参考案例资料或建议等，对此深表谢意。

作者简介：

史伏龙，协鑫集团设计研究总院北方分院，光伏系统设计经理，从事光伏行业7年，具有丰富的光伏设计经验。联系方式，shifulong@gclsi.com。

周长友，毕业于中国海洋大学，研究生学历。从事光伏行业7年，先后从事光伏组件研发、光伏系统设计、光伏电站性能评估等工作，目前主要从事光伏电站设计、项目管理等工作。联系方式：447804680@qq.com。