支架一般采用Q235B鋼材與鋁合金擠壓型材6063 T6,兩者設(shè)計(jì)強(qiáng)度對(duì)比見下表:表1:強(qiáng)度對(duì)比表(N/mm2) 強(qiáng)度方面,6063 T6鋁合金大概為Q235 B鋼材的68%-69%,所以一般在強(qiáng)風(fēng)地區(qū)、跨度比較大等情況下鋼材優(yōu)于鋁合金型材。結(jié)構(gòu)的撓度變形與型材的形狀尺寸、彈性模量(材料固有的一個(gè)參數(shù))有關(guān)系,與材料的強(qiáng)度沒(méi)有直接聯(lián)系。在同等條件下,鋁合金型材變形量是鋼材的2.9倍,重量是鋼材的35%,造價(jià)方面在同等重量下,鋁材是鋼材的3倍。所以一般在強(qiáng)風(fēng)地區(qū)、跨度比較大、造價(jià)方面等條件鋼材優(yōu)于鋁合金型材。目前支架主要的防腐蝕方式鋼材采用熱浸鍍鋅55-80μm,鋁合金采用陽(yáng)極氧化5-10μm。鋁合金在大氣環(huán)境下,處于鈍化區(qū),其表面形成一層致密的氧化膜,阻礙了活性鋁基體表面與周圍大氣相接觸,故具有非常好的耐腐蝕性,且腐蝕速率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。鋼材在普通條件下(C1-C4類環(huán)境),80μm鍍鋅厚度能保證使用20年以上,但在高濕度工業(yè)區(qū)或高鹽度海濱甚至溫帶海水里則腐蝕速度加快,鍍鋅量需要100μm,以上并且需要每年定期維護(hù)。在防腐蝕方面鋁合金遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)異于鋼材。(1)外觀:鋁合金型材有很多種表面處理方式,如陽(yáng)極氧化、化學(xué)拋光、氟碳噴涂、電泳涂漆等。外表美觀并能適應(yīng)各種強(qiáng)腐蝕作用的環(huán)境。 鋼材則一般采用熱浸鍍鋅、表面噴涂、油漆涂層等方式。外觀差于鋁合金型材。在防腐蝕方面也差于鋁型材。(2)截面多樣性:鋁合金型材一般加工方式有擠壓、鑄造、折彎、沖壓等方式。擠壓生產(chǎn)是目前主流生產(chǎn)方式,通過(guò)開擠壓模的方式,可以達(dá)到生產(chǎn)出任意任意截面型材,并且生產(chǎn)速度比較快。鋼材則一般采用輥壓、鑄造、折彎、沖壓等方式。目前輥壓是生產(chǎn)冷彎型鋼的主流生產(chǎn)方式。截面則需要通過(guò)輥壓輪組來(lái)調(diào)節(jié),但一般機(jī)器定型后只能生產(chǎn)同類產(chǎn)品,尺寸方面調(diào)節(jié),而截面形狀無(wú)法改變,如C型鋼、Z型鋼等截面。輥壓生產(chǎn)方式則比較固定,生產(chǎn)速度比較快。鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)成本每年增長(zhǎng)3%,而鋁結(jié)構(gòu)的支架幾乎不需要任何的保養(yǎng)與維護(hù),且鋁材在30年后依然有65%的回收率,鋁價(jià)格每年預(yù)計(jì)上漲3%,鋼結(jié)構(gòu)在30年后基本上就是一堆廢鐵,無(wú)回收價(jià)值。(1)鋁合金型材質(zhì)量輕、外表美觀、防腐蝕性能極佳,一般用于對(duì)承重有要求的家庭屋頂電站、強(qiáng)腐蝕環(huán)境。(2)鋼材強(qiáng)度高、承受荷載時(shí)撓度變形小,一般用于普通電站或用于受力比較大的部件。(3)造價(jià)方面:一般情況下,基本風(fēng)壓在0.6kN/m2,跨度在2m以下,鋁合金支架造價(jià)為鋼結(jié)構(gòu)支架的1.3-1.5倍。在小跨度體系中,(如彩鋼板屋頂)鋁合金支架與鋼結(jié)構(gòu)支架造價(jià)相差比較小,并且在重量方面鋁合金比鋼支架要輕很多,所以非常適合用于家庭屋頂電站。
SolarTRIZ太陽(yáng)能創(chuàng)新學(xué)院
中國(guó)光伏農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)研究院江蘇分院,中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)會(huì)員單位 匯集國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能行業(yè)技術(shù)精英,打破高校教育常規(guī)和市場(chǎng)傳統(tǒng)培訓(xùn)模式 提供創(chuàng)新的實(shí)踐課程、專業(yè)的人才培養(yǎng) 真正的學(xué)院來(lái)自于社會(huì),來(lái)自于實(shí)踐!
|