Quelle: nef.org.uk
Die Windbelastung muss die maximal wiederkehrende Windgeschwindigkeit berücksichtigen und nicht, wie bei Mikro-Windkraftanlagen verwendet, die Durchschnittsgeschwindigkeit. Diese Karte zeigt die Höchstgeschwindigkeiten des Vereinigten Königreichs in Metern pro Sekunde. Kurz gesagt, ein normales Sonnenkollektor, das nicht ordnungsgemäß montiert ist, führt wahrscheinlich zu einer unsicheren Windbelastung eines typischen britischen Daches in den Zonen I bis III, sodass eine vereinfachte Berechnungsmethode verwendet werden kann. In den Zonen IV und V, vor allem Nord- und Westschottland sowie den Nord- und Westinseln, ist besondere Aufmerksamkeit erforderlich.
Wenn genauere Berechnungen erforderlich sind, sollten der Eurocode [Anmerkung 1] für die Windbelastung von Gebäudestrukturen und der zugehörige britische Nationalanhang verwendet werden. Der Berechnungsprozess umfasst sechs Schritte:
Bestimmen Sie die Windgeschwindigkeit des Standorts Vs
Bestimmen Sie die effektive Windgeschwindigkeit Ve
Bestimmen Sie den dynamischen Druck qs = 0,613 Ve2
Bestimmen Sie den äußeren Oberflächendruck pe
Bestimmen Sie den inneren Oberflächendruck pi
Bestimmen Sie die Nettobelastung des PV-Moduls P = (p - pi) A
Auf dieser Seite wird nicht versucht, alle Faktoren darzustellen. Die erforderlichen Informationen umfassen jedoch die Gebäudehöhe, die Höhe, die Entfernung vom Meer, die Entfernung vom Stadtrand, die Höhe des Standorts, die Topographie, die Entfernung zu und die Höhe der umliegenden Gebäude und andere Faktoren für alle 12 Windrichtungen. BRE Digest 436 enthält weitere Informationen zu diesem Vorgang und es gibt ein BRE-Programm BREVe. Der nationale Anhang enthält Außendruckkoeffizienten für eine Vielzahl von Dachformen, einschließlich Flachdächern, Pultdächern, traditionell geneigten Dächern und Hüftdächern, bezieht sich jedoch nicht speziell auf PV-Module oder andere Sonnenkollektoren.
Dieses Diagramm zeigt einen schematischen Plan eines geneigten Daches mit Wind aus zwei Richtungen (Westen und Süden, wenn Norden der obere Teil des Diagramms ist) und zeigt die verschiedenen Winddruckzonen auf dem Dach, für die möglicherweise Berechnungen erforderlich sind.
In den Zonen I bis III kann häufig eine vereinfachte Formel für die Windstärke verwendet werden: F = qsCpnetCaA wobei:
qs ist der dynamische Winddruck.
Cpnet ist der Nettodruckkoeffizient.
Ca ist ein Größeneffektfaktor, der für ein Array unter 5 m diagonal quer auf einen Wert von 1 reduziert wird.
A ist der beladene Bereich des PV-Moduls.
In diesem Fall kann der dynamische Winddruck (qs) anhand von Referenztabellen ermittelt werden, die nur die Gebäudehöhe, -höhe, -zone und die lokale Topografie berücksichtigen. Für den Nettodruckkoeffizienten werden zwei Werte benötigt - einer für die potentielle Anhebung und der andere für die Abwärtskraft.
Plattenhöhe und Design
Das EurActive Roofer-Projekt hatte zuvor fünf grundlegende Anordnungen von Panels identifiziert. Im Wesentlichen kann Cpnet für traditionell montierte Paneele auf der Oberfläche eines Daches auch aus Tabellen ermittelt werden, wobei die Werte davon abhängen, ob sie sich innerhalb von 300 mm von der Dachkante befinden oder nicht - daher wird dies zu einem wichtigen Konstruktionsmerkmal. Die Art der Befestigung ist auch für traditionelle Abstandshalter entscheidend. Hakenbefestigungen dürfen nicht so flexibel sein, dass sie die umgebenden Dachziegel deutlich anheben. Der maximale Abstand zwischen Fliesen mit einem eingebauten Haken sollte weniger als 6 mm betragen, und es wird empfohlen, dass die maximale Durchbiegung des Hakens bei der Konstruktionswindlast weniger als 70 mm beträgt. Dies kann überprüft werden, indem die Konstruktionswindlast mit Gewichten und einem Rollensystem auf ein Haken- oder Dummy-Dach aufgebracht wird und die verbleibende Durchbiegung gemessen wird.
Integrierte Designs, die nominell luftdicht sind, können wie alle anderen Dacheindeckungen gemäß Eurocode behandelt werden (sofern sie nicht um mehr als 100 mm aus dem Dach herausragen). Luftdurchlässige Dachziegel oder Schieferplatten verwenden auch eine Variante der vereinfachten Berechnungsmethode, wobei zu berücksichtigen ist, ob sie direkt auf die Hauptdachlatten passen oder nicht.
Situation von PV-Modulen auf Flachdächern
Dies ist etwas komplexer, abhängig davon, ob sie mechanisch befestigt oder freistehend sind. Beide müssen dem Auftrieb entgegenwirken, aber freistehende Module müssen auch gegen Gleiten bestehen. Die Windlasten hängen von der Position des Moduls auf dem Dach ab, davon, ob das Dach eine Brüstung hat und ob die PV-Tragstruktur offen oder vollständig verkleidet ist. Bei den Berechnungen muss auch berücksichtigt werden, wo sich die Module auf dem Dach befinden, wobei unterschiedliche Nettodruckkoeffizienten für diejenigen in der Nähe der Kante, in den Ecken oder in der Dachmitte angewendet werden. Bei Flachdächern kann eine Schlüsselberechnung dahingehend ermittelt werden, ob ein Umsturzrisiko besteht. Dazu muss die Masse von Gerät und Vorschaltgerät die Windkraft (Moment) überschreiten, die wiederum vom Neigungswinkel der Platte beeinflusst wird.
Anmerkung 1: BS6399: Teil 2 (Verhaltenskodex für Windbelastung von Bauwerken) wurde im März 2010 zurückgezogen und durch BS EN 1991-1-4: 2005 Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke ersetzt: Teil 1-4: Windaktionen und die NA zu BS EN 1991-1-4: 2005 - Nationaler Anhang zum Eurocode des Vereinigten Königreichs 1. Strukturmaßnahmen. Allgemeine Aktionen. Windaktionen (September 2008).
Wir möchten der BRE und den anderen Partnern des EurActive Roofer-Projekts für ihre Unterstützung bei dieser Seite danken. Die Informationen dienen nur als Anhaltspunkt und sollten nicht anstelle von technischen Berechnungen gemäß den einschlägigen britischen Normen verwendet werden.
Diese Informationen basieren auf den Arbeiten des EurActive Roofer-Projekts, das von 2005 bis 2008 lief und vom EU-Programm für horizontale Maßnahmen mit Beteiligung von KMU unterstützt wurde.
