随着对清洁能源需求的不断增长，太阳能光伏板被广泛应用。光伏板质量较轻，在强风气候下被吹坏的现象时有发生，造成较大的经济损失。光伏板常以一定倾角布置于建筑屋顶，风荷载作用下的气动力现象较为复杂，且影响因素较多，国内外规范对其风荷载取值规定尚不完善。本文围绕屋顶太阳能光伏板的风致效应，在以下四个方面取得创新性成果：
　　(1)不同于屋盖围护结构，光伏板上、下表面同时承受风荷载，其净风压取值对其抗风设计至关重要。本文基于风洞同步测压试验，获得置于平屋盖和坡屋盖上光伏板上、下表面的风压，对不同风向角下的光伏板净风压均值、极值和最不利极值的分布规律进行了系统研究，研究了建筑物长宽比、高宽比和女儿墙高度等参数对光伏板风压分布的影响规律。结果表明，光伏板风压分布规律与屋盖围护结构不同，当风从倾斜的光伏板高点吹向低点时，位于平屋盖下游区的光伏板净风压极值吸力较大；反之，位于屋盖迎风前缘的光伏板极值吸力较大。在建筑高度一定的条件下，光伏板最不利极值吸力随建筑长宽比的增大而增大，随高宽比、女儿墙高度增大而减小。平行放置于坡屋盖上的光伏板上、下表面风压相关性较强，净风压极值吸力较平屋盖上的光伏板较小。
　　(2)基于CFD开源软件OpenFOAM，采用大涡模拟研究了典型正风向和斜风向下的平屋盖屋顶光伏板的气动力特性，揭示了光伏板风压分布的涡旋绕流机理，获得了光伏板与平屋盖表面的竖向间距对屋盖光伏板的气动力特性影响规律。在大涡模拟中，生成了满足大气边界层湍流特性的入口，提出了适用于屋顶光伏系统的计算网格和湍流模型参数，验证了数值模拟结果的有效性，对光伏板平均和瞬时气流流动特征进行了全面考察。结果表明，光伏板的风压分布受建筑边缘产生的柱状涡、锥形涡及光伏板边缘产生的小涡的共同影响，光伏板高点边缘产生的局部气流分离使得净风压极值吸力有明显的增大。随着光伏板下表面与屋盖之间距离增大，气流速度明显增大，光伏板下表面风吸力增大，合成净风压减小。
　　(3)基于多元极值理论，结合实测气象数据和光伏板风压系数试验值，建立了综合考虑风速和气动力系数方向性地评估光伏板极值风荷载的理论方法，分析了气动力系数不确定性、建筑朝向、气候条件对光伏板极值风荷载取值和风向折减效应的影响，与国内外荷载规范中考虑风向性的规定进行了对比分析。结果表明，光伏板的风向折减系数取值多在0.6-0.7范围，小于美国规范中围护结构的风向折减系数的取值0.85；按照不同风向之间相互独立考虑能较好地简化评估考虑风向性的光伏板极值风荷载。
　　(4)与美国荷载规范ASCE7-16和日本光伏设计标准JISC8955:2017中光伏板风荷载取值规定对比，对规范的修订和改进提供了建议，为中国规范和光伏设计标准补充光伏板风荷载取值的条文提供了依据。结果表明，平屋盖屋顶光伏系统在无量纲附属面积An>103下的极值风荷载取值比美国规范规定偏大，日本标准对于逆风下平屋盖下游区的光伏板的风吸力有所低估。对于坡屋盖屋顶光伏板，美国荷载规范中风荷载取值相比试验值约有40%-60%低估，而日本标准中风荷载的取值偏保守。