系统的结构形式如何服从首博新馆建筑的整体设计理念、符合首博新馆屋顶结构设计等各种
条件要求，是首博太阳能光伏发电系统工程设计所必须面对的首要问题。原则就是太阳能光
伏发电系统的安装不能破坏首博新馆建筑造型，不能破坏装饰性屋面轻盈、通透的艺术风格，
不能造成结构的重新返工。

    太阳能工程必须保证建筑物的安全。太阳能系统不仅仅要保证自身系统的安全可靠，同时
要确保建筑的安全可靠。那就必须考虑安装条件、安装方式和安装强度。包括太阳能光伏电池
板在屋面安装时对屋面负荷的影响问题，特别是太阳能电池板自身载荷和抗风能力、抗冰雹
冲击等工程应用问题。

    其中，太阳能电池板与屋面结合的抗风负荷问题是最大的工程风险。如何解决太阳能光伏
发电板在屋面安装时对屋面负荷、造型的影响等问题，一直是建设首博太阳能光伏发电系统
的核心问题。工程要保证能够成功地满足功能要求，不能够出事故。尤其不能够出重大事故。
一旦刮下一片太阳能玻璃板就会酿成大祸，甚至闹出人命！

    以往的太阳能组件安装通常采用平架或者斜撑架安装方式。这种安装方式不仅会破坏建筑
物的完整性和建筑外观造型，而且对屋面防水存在不利影响。特别是需要屋面承受空气层流
所产生的巨大风力。

主要城市

  北京 上海   天津  济南  杭州 广州  

风压ｋｇ

 ／ｍ ２

  ３５  ５０  ３５  ４０  ６０  ５０ 

表

1  我国主要城市风压表

    根据气象资料，通过中国海平面的３０年一遇的１０分钟平均风速统计值，可以得到若
干城市的风压系数，再结合陆上建筑不同高度的风压值与海平面风压之间的风压高度系数
ＫＨ，就可以计算出单位面积建筑屋面的风压值。

离海平面主度ｍ

   １０  ２０  30 40  50  

陆上风压系数ＫＨ

  １  １．２５  １．４１  １．５４  １．６３ 

表

2  陆上风压系数表

    当然，不同的建筑屋面形态和结构所产生的空气层流作用是各不相同的。为了检测首都博
物馆新馆屋面的空气动力学特性，特地委托北京大学进行了专门的风洞试验。按照风洞试验
的数据推算，实验报告认定：首都博物馆新馆

“屋面的空气层流会产生上下表面压力代数和

－２．２以上。

” 

    按照这样的计算结果，每平方米屋面的升力Ｆ达到了－１１８．５８千克（Ｆ/ｍ２＝３
５ｋｇ

/ｍ２×１．５４×－２．２＝－１１８．５８ｋｇ/ｍ２）。而整个太阳能光伏发电

板的升力几乎接近５９３吨
（

Σ Ｆ＝－１１８．５８ｋｇ/ｍ２×５０００ｍ２＝５９２９００ｋｇ）

这对建筑结构是极大的考验。