在能源价格高涨、电力供应紧缺的国际环境下,在中国“碳达峰、碳中和”的战略背景下,在“整县推进”等具体项目的规划下,提高屋顶太阳能光伏发电是能源消费结构转型的重要举措。然而,屋顶太阳能板容易受到风致破坏,工程师缺乏确定屋顶太阳能板的风荷载的参考,存在一定风险。围绕这一工程实际问题,通过风洞试验对不同布置形式、不同屋顶环境特性的高层建筑屋顶太阳能板风荷载进行了系统的探讨,基于风洞试验的结果,研究了光伏组件和支架结构的风荷载取值策略。高层建筑朝向和纬度不同导致光伏布置几何特性不同,论文对此展开了试验研究。定义了方位角和倾角,分析了多种方位角下的风荷载沿风向角的变化和随位置的变化,基于对光伏支架安全和适用范围的考虑,基于多种方位角研究不同倾角对太阳能板风力系数均极值的影响。研究结果表明,在不朝南的高层建筑上安装太阳能板时,方位角导致风荷载显著增加,方位角为45°时在最北排太阳能板支架上产生的上吸力是方位角为0°时的近两倍。结果表明,倾角增加,对太阳能板的正压成线性增加,对负压影响不显著,方位角为45°时放大了这一差距。为了研究屋顶环境对太阳能光伏的影响,分别选取了女儿墙相对高度0、0.5、0.75和1,以及建筑截面形式10%削角和10%凹角进行分析。全风向角全方位角下的结果表明,女儿墙高度增加对太阳能板负压形成显著保护作用,减小了最北排板负风力系数。10%削角和10%凹角没有造成更不利的风荷载,而是起到了一定的保护作用,且凹角的保护作用更强烈。在多个方位角下不同截面的折减保持规律一致,且负压比正压更为显著。在全风向角全方位角的研究数据结果基础上,将建筑屋顶分成四类区域,将倾角和女儿墙相对高度作为主要参数,分别给出了针对组件风荷载的体型系数经验公式和针对支架风荷载的体型系数经验公式。基于围护结构抗风设计方法的基础上,结合工程实际情况得到相对合理的屋顶太阳能板结构体型系数取值,为太阳能组件与支架结构设计参考。研究结果表明安装方位角会导致更不安全的风荷载;太阳能板倾角增加时,风荷载也随之增加;当建筑截面设置削角、凹角等局部修角时,不会导致更危险的荷载。对这些新问题的探究成果丰富了对高层建筑屋顶太阳能板风荷载影响因素的认识。最后,在多参数分析结果的基础上,论文对光伏组件、支架进行了系统性的分析,建立了简便实用的分类分区体型系数取值方法,给出了组件和支架的风荷载建议取值方法。