Большасць праблем з убудаванымі фотаэлектрычнымі дахамі (BIPV) выкліканыя не няправільнымі структурнымі разлікамі, а няправільнай паслядоўнасцю размяшчэння.
Распаўсюджаным падыходам з'яўляецца раскладка прагонаў у адпаведнасці з праектам будынка, выбар зручнага інтэрвалу паміж круглымі лічбамі, напрыклад, 1,5 м або 1,2 м, а затым усталяванне фотаэлектрычных модуляў зверху. На паўдарозе ўстаноўкі каманда можа выявіць, што кропка апоры знаходзіцца ў межах 100 мм ад краю модуля або што крапеж прызямляецца на слабы ўчастак рамы модуля. Чарцяжы трэба пераглядаць, разлікі паўтараць, а графік праекта можа спазніцца на два тыдні.
Правільная паслядоўнасць - зваротная: спачатку вызначаюць памеры модуля, вызначаюць колькасць апорных ліній, разлічваюць адлегласці ад прогонов і толькі потым выбіраюць перасекі прагонаў.
У гэтым кіраўніцтве тлумачыцца ўвесь працэс, прыводзяцца эталонныя дыяпазоны для інтэрвалу паміж прагонамі, памераў секцый і расходу сталі, а таксама паказвае, чаму прагін часта становіцца галоўным абмежаваннем пры распрацоўцы раней, чым трываласць.
Памеры фотаэлектрычнага модуля вызначаюць апорныя лініі, якія вызначаюць адлегласць паміж прагонамі
Два асноўныя механізмы падтрымкі
Фотаэлектрычны модуль памерам 2278 × 1134 мм можа трымацца на прагонах у двух асноўных канфігурацыях.
| Арганізацыя падтрымкі | Арыентацыя модуля | Падтрымліваюцца краю | Інтэрвал прагонаў |
| Падтрымка па доўгім баку | Альбомная арыентацыя | Два доўгіх краю | Роўна кароткага боку модуля, прыкладна 1,13 м |
| Апора па кароткім баку | Партрэтная арыентацыя | Два кароткіх краю | Роўна даўжыні боку модуля, прыкладна 2,28 м |
Інтэрвал паміж прагонамі не з'яўляецца адвольным выбарам дызайну; ён атрыманы з макета модуля. Пры памеры кароткага боку модуля 1134 мм адпаведная адлегласць складае прыблізна 1,13 м. Пры памеры доўгага боку 2278 мм гэта складае прыкладна 2,28 метра. Няма прамежкавай лініі падтрымкі ні ў адным з асноўных варыянтаў размяшчэння, калі не дадаецца трэцяя апора.
Калі патрабуюцца тры лініі падтрымкі?
Для вялікіх пралётаў, вялікіх ветравых нагрузак або больш цяжкіх модуляў двухкропкавай апоры можа быць недастаткова. Адно з рашэнняў - дадаць прагон пад сярэдзіну модуля, падзяляючы першапачатковы пралёт на два пралёта.
З даданнем цэнтральнай прагоны адлегласць паміж апорнымі лініямі складае прыблізна 1,14 м або 1,13 м, што стварае канфігурацыю, падобную да апоры з доўгага краю. Кампраміс заключаецца ў тым, што патрабуецца больш прагонаў, што павялічвае агульны расход сталі.
Абмежаванні па адлегласці паміж кантамі
Неабходна захоўваць дастатковую адлегласць паміж краем модуля і цэнтральнай лініяй агола. Звычайныя заціскі маюць эфектыўную шырыню захопу прыкладна 30-40 мм. Калі цэнтральная лінія прагонаў знаходзіцца занадта блізка да краю модуля, заціск можа не зачапіцца надзейна. Калі ён знаходзіцца занадта далёка, навісь модуля становіцца празмернай, павялічваючы рызыку дэфармацыі кутоў пад узняццем ветру.
Агульная галіновая практыка заключаецца ў размяшчэнні цэнтральнай лініі прагону на 50–100 мм унутр ад краю модуля, пры гэтым сочачы, каб выступ не перавышаў адной пятай памеру кароткага боку модуля.
Як інтэрвал паміж прагонамі ўплывае на выбар секцый
Калі адлегласць паміж прагонамі павялічваецца ўдвая, нагрузка на лінію, якую нясе кожная прагонка, таксама падвойваецца, мяркуючы, што нагрузка на плошчу роўная. Адпаведна трэба павялічыць памер секцыі.
| Інтэрвал прагонаў | Тыпавы раздзел | Тэарэтычная вага | Выдатак сталі на адзінку плошчы | Заўвагі |
| 1,13 м | C160 × 60 × 20 × 2,5 | Прыбл. 6,3 кг/м | Прыбл. 5,5 кг/м² | Больш прагонаў, меншая нагрузка на элемент і прасцейшае кіраванне падчас мантажу |
| 1,50 м | C180 × 70 × 20 × 2,5 | Прыбл. 7,1 кг/м | Прыбл. 4,7 кг/м² | Кампраміснае рашэнне; прагін неабходна праверыць |
| 2,28 м | C220 × 70 × 20 × 3,0 | Прыбл. 9,4 кг/м | Прыбл. 4,1 кг/м² | Менш прагонаў, большая нагрузка на член; прагін можа стаць абмежавальным фактарам |
Зыходзячы толькі з спажывання сталі, апора з кароткім краем з адлегласцю 2,28 м здаецца больш эканамічнай пры прыкладна 4,1 кг/м² — больш чым на 20% менш, чым 5,5 кг/м², звязаных з апорай з доўгім краем.
Аднак гэтую лічбу не варта разглядаць асобна. Прычына становіцца зразумелай у наступным раздзеле.
Адхіленне: мяжа, якой можна дасягнуць, перш чым трываласць стане крытычнай
Як вызначаецца мяжа прагіну?
Для прагонаў даху пры нармальных умовах эксплуатацыйнай прыгоднасці звычайна выкарыстоўваецца прамысловае абмежаванне L/200. У некаторых праектах з больш жорсткімі патрабаваннямі да ўстойлівасці да ўздыму ветру і гідраізаляцыі можа быць прыняты L/250.
Для праекта з пралётам 7,5 м L/200 дапускае прагін толькі 37,5 мм. Для пралёта 9 м мяжа складае 45 мм. Гэтыя дапаможнікі з'яўляюцца адносна абмежавальнымі для сталёвых элементаў.
Чаму падваенне інтэрвалу паміж прагонамі робіць прагін больш цяжкім для кантролю?
Прагін прапарцыянальны раўнамерна размеркаванай нагрузцы і адваротна прапарцыянальны другому моманту плошчы элемента пры аднолькавых прамежках і ўмовах апоры.
Калі адлегласць паміж прагонамі павялічваецца з 1,13 м да 2,28 м, нагрузка на кожную прагонку павялічваецца прыблізна ўдвая, як і прагін пры нязменных умовах. Павелічэнне перасеку ад С160 да С220 забяспечвае толькі абмежаванае павелічэнне другога моманту плошчы, што можа не цалкам кампенсаваць дадатковую нагрузку.
У выніку праверка трываласці ўсё яшчэ можа задаволіць дапушчальны ліміт, у той час як праверка прагіну не атрымоўваецца. Гэта адна з самых распаўсюджаных праблем пры канструкцыі даху, і яе часта выяўляюць толькі падчас праверкі чарцяжоў.
Чаму патрабаванні да прагіну больш жорсткія для дахаў BIPV?
У будаўнічай фотаэлектрычнай сістэме (BAPV) фотаэлектрычныя модулі ўсталёўваюцца на апорную канструкцыю, якая затым прымацоўваецца да металічнага даху. Празмернае прагінанне можа парушыць ушчыльненне паміж апорнай канструкцыяй і панэлямі даху, ствараючы праблемы з абслугоўваннем, якія часам можна вырашыць шляхам паўторнага ўшчыльнення або замены пракладак.
У сістэме BIPV, самі фотаэлектрычныя модулі з'яўляюцца часткай канверта даху. Калі прагон прагінаецца на 5 мм, стык панэлі можа раскрыцца на 5 мм. Бесперапыннасць гідраізаляцыі залежыць ад калянасці канструкцыі, а таксама дэталяў ушчыльнення.
Вось чаму дахі BIPV часта патрабуюць больш жорсткага кантролю прагіну, чым звычайныя металічныя дахі, і чаму апорныя механізмы з кароткімі краямі могуць быць адхілены ў праектах з вялікім інтэрвалам паміж калонамі.
Тры дадатковыя абмежаванні, якія могуць змяніць інтэрвал паміж прагонамі
Інтэрвал паміж слупкамі
Пралёт прагонаў вызначаецца адлегласцю паміж слупамі асноўнай рамы. Для прамысловых будынкаў з'яўляюцца распаўсюджанымі варыянтамі адлегласці паміж калонамі 6 м, 7,5 м і 9 м.
Па меры павелічэння адлегласці паміж калонамі пралёт прагонаў становіцца даўжэйшым, што звычайна патрабуе больш глыбокіх секцый і павялічвае расход сталі. Таму адлегласць паміж прагонамі неабходна выбіраць у рамках усталяванай планіроўкі калон, а не самастойна.
Злучэнні фотаэлектрычнага модуля
Палажэнне прагонаў павінна супадаць са злучэннямі паміж фотаэлектрычнымі модулямі. Калі прагон падае прама пад сярэдзіну модуля, крапежныя элементы могуць прызямліцца на неапорную вобласць задняга ліста модуля, пакідаючы злучэнне залежным ад заціску і патэнцыйна зніжаючы калянасць злучэння.
Падчас раскладкі панэляў спачатку адзначце лініі злучэння модуляў, а затым усталюйце цэнтральныя лініі прагонаў. Гэтую паслядоўнасць нельга адмяняць.
Цеплавы рух
Калі тэмпература даху дасягае 70°C, сталёвыя прагоны і алюмініевыя рамы модуляў пашыраюцца з рознай хуткасцю, таму што іх каэфіцыент цеплавога пашырэння адрозніваецца. Такім чынам, іх падоўжнае пашырэнне не аднолькавае. Распаўсюджаным інжынерным падыходам з'яўляецца ўключэнне слізгальных дэталяў уздоўж падоўжнага кірунку, якія дазваляюць абмежаваць адноснае перамяшчэнне паміж модулямі і прагонамі.
Празмерна вузкая адлегласць паміж прагонамі можа абмежаваць гэты рух і павялічыць стрымліваючыя нагрузкі ў рамах модуляў. Такім чынам, меншая адлегласць паміж абгонамі не азначае аўтаматычна больш бяспечную канструкцыю.
Поўны прыклад выбару прагонаў
Меркаваныя ўмовы: адлегласць паміж калонамі 7,5 м, убудаваны дах BIPV, фотаэлектрычныя модулі памерам 2278 × 1134 мм і праект, размешчаны ў зоне ўмеранага ціску ветру.
Крок 1: Выберыце дамоўленасць аб падтрымцы. Дыстанцыя паміж калонамі ў 7,5 м з'яўляецца адносна вялікай. Пры апоры з кароткіх краёў і адлегласці 2,28 м адхіленне можа быць цяжка кантраляваць пры абмежаванні L/200. Такім чынам, выбіраецца апора па доўгім баку ў альбомнай арыентацыі з адлегласцю паміж прагонамі 1,13 м.
Крок 2: Выберыце секцыю прагону. Выкарыстоўваючы пастаянную нагрузку 20 кг/м², эксплуатацыйную нагрузку 0,5 кН/м² і прыдатныя мясцовыя камбінацыі ветравых нагрузак, разлічыце нагрузку на лінію і абярыце секцыю C160 × 60 × 20 × 2,5. Калі ціск ветру вышэй, абнавіце да C180 × 70 × 20 × 2,5.
Крок 3: Праверце прагін. Для пралёта 7,5 м мяжа L/200 складае 37,5 мм. Праверце прагін пры адпаведных камбінацыях нагрузак і пераканайцеся, што ён застаецца ў межах дазволенага.
Крок 4: Выраўняйце злучэнні модуляў. Размесціце модулі з дапамогай модуля макета 1134 мм. Выраўняйце цэнтральныя лініі прагонаў з лініямі злучэння модуляў з допускам мэтавага размяшчэння ±5 мм.
Крок 5: Завяршыце чарцяжы макета. Выразна пазначце адлегласць паміж прагонамі, спецыфікацыі секцый, пазіцыі крапежных элементаў, слізгальныя і фіксаваныя канцы.
Прытрымліванне гэтай паслядоўнасці дапамагае знізіць верагоднасць перагляду макета падчас агляду чарцяжоў.
Часта задаюць пытанні
Q1: Якая звычайная адлегласць паміж прагонамі даху?
Звычайны прамысловы дыяпазон 1,0-1,5 м. Фактычны інтэрвал залежыць ад памераў модуля, размяшчэння апор і камбінацыі нагрузак. Для модуля з памерам кароткага боку 1134 мм апора па доўгім краі адпавядае прыблізна 1,13 м адлегласці. Падтрымка кароткага краю, заснаваная на памеры доўгага боку 2278 мм, адпавядае прыблізна 2,28 м, што перавышае звычайны дыяпазон і патрабуе асобнай праверкі прагіну.
Пытанне 2: Ці заўсёды меншы інтэрвал лачання робіць дах больш бяспечным?
Не. Меншая адлегласць азначае больш прагонаў і большы расход сталі. Ён таксама можа абмежаваць рух слізгацення, неабходны для прыстасавання да цеплавога пашырэння, павялічваючы стрымліваючыя напружання ў рамах модуля. Правільны падыход заключаецца ў адначасовым задавальненні патрабаванняў да прагіну, трываласці і цеплавога руху.
Пытанне 3: Ці можа дах BIPV выкарыстоўваць тую ж планіроўку прагонаў, што і звычайны металічны дах?
Гэта не рэкамендуецца без спецыяльнай праверкі дызайну. Межы прагіну для звычайных металічных дахаў у першую чаргу датычацца дрэнажу і вонкавага выгляду, у той час як дахі BIPV таксама павінны падтрымліваць бесперапыннасць паміж фотаэлектрычнымі модулямі і гідраізаляцыйнай сістэмай. Такое ж размяшчэнне прагонаў можа быць дастатковым для BAPV, але можа выклікаць празмернае адкрыццё стыкаў панэляў пры ўжыванні BIPV.
Пытанне 4: Ці варта дадаваць прагоны або размяшчаць іх больш блізка пры мадэрнізацыі BIPV на існуючы дах завода?
Існуючая канструкцыя павінна быць пераацэненая на аснове першапачатковых праектных нагрузак і яе бягучага стану карозіі. Прамысловы вопыт паказвае, што менш за палову існуючых металічных дахаў праходзяць праверку канструктыўнай магутнасці, неабходнай для мадэрнізацыі фотаэлектрычнай сістэмы. Калі канструкцыя выходзіць з ладу, можа спатрэбіцца ўзмацненне, у тым ліку павелічэнне ёмістасці элементаў, даданне апор або замена прагонаў. Гэтыя меры могуць складаць 15-25% бюджэту мадэрнізацыі.
Інтэграцыя статычных нагрузак фотаэлектрычнай сістэмы і пастаянных нагрузак пры тэхнічным абслугоўванні на стадыі праектавання канструкцыі можа паменшыць агульны расход сталі прыкладна на 8–12 % у параўнанні з канструкцыяй, якая патрабуе наступнага ўзмацнення. Гэтая разліковая эканомія вынікае з сумеснага ўздзеяння агульных дэталяў злучэння, аптымізацыі секцый і інтэграванай канструкцыі даху. Гэта выключае розніцу ў кошце саміх фотаэлектрычных модуляў.
Кантакты: info@xzbesta.com
