A maiò parte di i prublemi cù i tetti fotovoltaici integrati in l'edifiziu (BIPV) ùn sò micca causati da calculi strutturali sbagliati, ma da ottene a sequenza di layout sbagliata.
Un accostu cumunu hè di mette i purlins secondu u disignu di l'edifiziu, sceglite una spaziazione cunvene di numeri tondi - cum'è 1,5 m o 1,2 m - è dopu installate i moduli PV in cima. A mità di a stallazione, a squadra pò scopre chì un puntu di supportu si trova à 100 mm da u bordu di u modulu, o chì un fastener sbarca nantu à una zona debule di u quadru di u modulu. I disegni devenu esse riveduti, i calculi ripetuti, è u calendariu di u prugettu pò esse ritardatu di duie settimane.
A sequenza curretta hè u reversu: determinà e dimensioni di u modulu prima, stabilisce u nùmeru di linee di supportu, calculate u spaziu di purlin, è solu dopu selezziunate e sezioni di purlin.
Questa guida spiega u prucessu tutale, furnisce intervalli di riferimentu per a spaziatura di purlin, dimensioni di a sezione è u cunsumu d'acciaio, è mostra perchè a deviazione diventa spessu a limitazione di u disignu di u guvernu prima di a forza.
Dimensioni Module PV Determinà e Linee di Supportu, Chì Determinanu Spazamentu di Purlin
Dui Arrangiamenti di Supportu Bascu
Un modulu PV chì misura 2,278 × 1,134 mm pò esse supportatu nantu à purlins in duie cunfigurazioni basi.
| Arrangement di sustegnu | Orientazione di u modulu | Bordi supportati | Spaziatura Purlin |
| Supportu longu | Orientazione di u paisaghju | Dui bordi longu | Uguali à u latu curtu di u modulu, circa 1,13 m |
| Supportu à corta corta | Orientazione di u ritrattu | Dui bordi corti | Uguali à u latu longu di u modulu, circa 2,28 m |
Spacing Purlin ùn hè micca una scelta di design arbitraria; hè derivatu da u layout di u modulu. Cù un modulu di dimensione di u latu curtu di 1.134 mm, u spaziu currispundenti hè di circa 1,13 m. Cù una dimensione di u latu longu di 2.278 mm, hè circa 2,28 m. Ùn ci hè micca una linea di supportu intermediariu in ogni arrangiamentu di basa, salvu chì un terzu supportu hè aghjuntu.
Quandu sò necessarie trè linee di supportu?
Per grandi spazii, carichi di ventu altu o moduli più pesanti, u supportu di dui punti pò esse insufficiente. Una suluzione hè di aghjunghje un purlin sottu à u mità di u modulu, dividendu u span originale in dui span.
Cù un purlin cintrali aghjuntu, u spaziu trà e linee di supportu diventa apprussimatamente 1,14 m o 1,13 m, chì pruduce una cunfigurazione simile à u supportu longu. U scambiu hè chì più purlins sò necessarii, aumentendu u cunsumu tutale di l'acciaio.
Limitazioni Edge-Distanza
Una distanza sufficiente deve esse mantenuta trà u bordu di u modulu è a linea centrale di u purlin. I morsetti tipici anu una larghezza di presa efficace di circa 30-40 mm. Se a linea centrale di u purlin hè troppu vicinu à u bordu di u modulu, a pinza ùn pò micca aderisce in modu sicuru. S'ellu hè troppu luntanu, l'overhang di u modulu diventa eccessivu, aumentendu u risicu di deformazione in i cantoni sottu u ventu di u ventu.
Una pratica cumuna di l'industria hè di pusà a linea centrale di u purlin à 50-100 mm in l'internu da u bordu di u modulu, assicurendu chì l'overhang ùn supera micca un quintu di a dimensione corta di u modulu.
Cumu a Spaziatura di Purlin Affetta a Selezzione di Sezione
Quandu u spaziu di u purlin radduppia, a carica di linea purtata da ogni purlin hè ancu doppia, assumendu a stessa carica di l'area. A dimensione di a sezione deve esse aumentata in cunseguenza.
| Spaziatura Purlin | Sezione tipica | Pesu teoricu | Cunsumu d'acciaio per unità di area | Notes |
| 1,13 m | C160 × 60 × 20 × 2,5 | Circa. 6,3 kg/m | Circa. 5,5 kg/m² | Più purlins, una carica più bassa per membru è una manipulazione più faciule durante a stallazione |
| 1,50 m | C180 × 70 × 20 × 2,5 | Circa. 7,1 kg/m | Circa. 4,7 kg/m² | una suluzione cumprumissu; deve esse verificatu a deviazione |
| 2,28 m | C220 × 70 × 20 × 3.0 | Circa. 9,4 kg/m | Circa. 4,1 kg/m² | Meno purlins, carica più altu per membru; a deviazione pò diventà u fattore limitante |
Basatu solu nantu à u cunsumu di l'acciaio, u supportu di cortu-bordu cù una spaziatura di 2,28 m pare più ecunomica à circa 4,1 kg/m² - più di 20% menu di i 5,5 kg/m² assuciati à u supportu longu.
Tuttavia, sta figura ùn deve esse cunsideratu in isolamentu. U mutivu diventa chjaru in a sezione dopu.
Deflection: U limitu chì pò esse righjuntu prima chì a forza diventa critica
Cumu hè determinatu u limitu di Deflection?
Per i purlins di u tettu in cundizioni normali di serviziu, un limitu di l'industria comunmente utilizatu hè L/200. Certi prughjetti cù una resistenza più strettu à u ventu è esigenze di impermeabilizazione ponu aduttà L/250.
Per un prughjettu cù un span di 7,5 m, L/200 permette una deviazione di solu 37,5 mm. Per un span di 9 m, u limitu hè 45 mm. Queste indennità sò relativamente restrittivi per i membri di l'acciaio.
Perchè Duplicà a Spaziatura di Purlin rende a Deflection Più Difficile di Cuntrullà?
A deviazione hè proporzionale à a carica distribuita uniformemente è inversamente proporzionale à u secondu mumentu di l'area di u membru, assumendu u listessu span è e cundizioni di supportu.
Quandu a distanza di u purlin aumenta da 1,13 m à 2,28 m, a carica di linea nantu à ogni purlin si raddoppia approssimativamente, cum'è a deviazione in cundizioni altrimenti invariate. Aumentà a seccione da C160 à C220 furnisce solu un incrementu limitatu in u secondu mumentu di l'area, chì ùn pò micca cumpensà cumplettamente a carica supplementaria.
In cunsiquenza, u cuntrollu di forza pò ancu suddisfà u limitu permessu mentre a verificazione di deviazione falla. Questu hè unu di i prublemi più cumuni di cuncepimentu di u tettu-purlin è hè spessu scupertu solu durante e recensioni di disegnu.
Perchè i Requisiti di Deflection sò più stretti per i Tetti BIPV?
In un sistema di fotovoltaica applicata à l'edificiu (BAPV), i moduli PV sò muntati nantu à una struttura di supportu chì hè dopu attaccata à u tettu metallicu. A deflessione eccessiva pò cumprumette i sigilli trà a struttura di supportu è i pannelli di u tettu, creendu un prublema di mantenimentu chì pò esse risolta à volte per rimpiazzari o rimpiazzà i guarnizioni.
In un sistema BIPV, i moduli PV stessi facenu parte di l'envelope di u tettu. Se un purlin si devia di 5 mm, l'articulazione di u pannellu pò apre da 5 mm. A continuità di l'impermeabilizazione dipende da a rigidità strutturale è di i dettagli di sigillatura.
Hè per quessa chì i tetti BIPV spessu necessitanu un cuntrollu di deflessione più strettu cà i tetti di metallu cunvinziunali, è perchè l'arrangiamenti di supportu di cortu-bordu ponu esse rifiutati in i prughjetti cù spazii di colonna grande.
Trè restrizioni supplementari chì ponu cambià a spaziatura di Purlin
Spaziatura di a colonna
U span purlin hè determinatu da a spaziazione trà e culonni di u quadru principale. Spazi di culonna di 6 m, 7,5 m è 9 m sò l'opzioni cumuni per l'edificazioni industriali.
Cum'è a distanza di culonna aumenta, u span purlin diventa più longu, generalmente richiede sezioni più profonde è aumenta u cunsumu d'acciaio. Per quessa, u spaziu di u purlin deve esse sceltu in u quadru di u layout di colonna stabilitu piuttostu cà indipindente.
PV Module Joints
A pusizioni di Purlin deve esse allinata cù e ghjunti trà i moduli PV. Se un purlin cade direttamente sottu à u mità di un modulu, i fasteners ponu atterri nantu à una zona senza supportu di u backsheet di u modulu, lascendu a cunnessione dipendente da u clamping è potenzialmente riducendu a rigidità di l'articulazione.
Durante u layout di u pannellu, marcate prima e linee di cunghjunzione di u modulu è dopu stabilisce e linee centrali di purlin. Questa sequenza ùn deve esse invertita.
Movimentu termale
Quandu a temperatura di u tettu righjunghji 70 ° C, i purlins d'acciaio è i frames di moduli d'aluminiu si allarganu à ritmi diffirenti perchè i so coefficienti di espansione termica sò diffirenti. A so espansione longitudinale ùn hè dunque identica. Un approcciu di l'ingegneria cumuni hè di incorpore dettagli di scorrimentu longu a direzzione longitudinale, chì permette un muvimentu relative limitatu trà i moduli è i purlins.
A spaziatura di purlin eccessivamente stretta pò restringe stu muvimentu è aumentà e tensioni di restrizione in i frames di moduli. Dunque, una spaziatura più vicina di i purlin ùn significa micca automaticamente un disignu più sicuru.
Un Esempiu di Selezzione di Purlin cumpletu
Cundizioni assunte: un spaziu di colonna di 7,5 m, un tettu BIPV integratu, moduli PV chì misuranu 2,278 × 1,134 mm, è un prughjettu situatu in una zona moderata di pressione di u ventu.
Passu 1: Selezziunà l'accordu di supportu. A distanza di colonna di 7,5 m hè relativamente grande. Cù un supportu di cortu-bordu è un spacing purlin di 2,28 m, a deviazione pò esse difficiuli di cuntrullà sottu un limitu L/200. Per quessa, u sustegnu longu in l'orientazione di u paisaghju hè sceltu, cù un spaziu di purlin di 1,13 m.
Passu 2: Selezziunà a rùbbrica purlin. Utilizendu una carica morta di 20 kg/m², una carica viva di mantenimentu di 0,5 kN/m² è e cumminazzioni di carichi di ventu lucali applicabili, calculate a carica di linea è selezziunate una sezione C160 × 60 × 20 × 2,5. Se a pressione di u ventu hè più altu, aghjurnà à C180 × 70 × 20 × 2.5.
Passu 3: Verify deflection. Per un span di 7,5 m, u limitu L/200 hè 37,5 mm. Verificate a flessione sottu e cumminazzioni di carichi applicabili è cunfirmà chì ferma in u limitu permessu.
Step 4: Align the module joints. Dispone i moduli cù un modulu di layout 1.134 mm. Allineate e linee centrali di purlin cù e linee di articulazione di u modulu, cù una tolleranza di posizionamentu di destinazione di ± 5 mm.
Passu 5: Cumplete i disegni di layout. Indicate chjaramente a spaziatura di purlin, specificazioni di sezione, pusizioni di fastener, estremità scorrevule è estremità fissi.
A seguita di sta sequenza aiuta à riduce a probabilità di rivisioni di layout durante a revisione di disegnu.
Domande Frequenti
Q1: Chì ghjè u spaziu tipicu trà i purlins di u tettu?
Una gamma industriale cumuna hè 1,0-1,5 m. U spaziu propiu dipende da e dimensioni di u modulu, l'arrangiamenti di supportu è e cumminazzioni di carica. Per un modulu cù una dimensione di u latu curtu di 1.134 mm, u supportu longu currisponde à circa 1,13 m di spaziatura. U supportu di corta cortu basatu annantu à una dimensione di u latu longu di 2.278 mm currisponde à circa 2.28 m, chì supera a gamma abituale è richiede una verificazione di deviazione separata.
Q2: A spaziatura di purlin più chjuca rende sempre u tettu più sicuru?
No. Spaziu più chjucu significa più purlins è cunsumu d'acciaio più altu. Puderà ancu restringe u muvimentu di scorrimentu necessariu per allughjà l'espansione termica, aumentendu e tensioni di restrizione in i frames di moduli. L'approcciu currettu hè di suddisfà simultaneamente esigenze di deflessione, forza è di muvimentu termale.
Q3: Un tettu BIPV pò aduprà u listessu schema di purlin cum'è un tettu di metallu convenzionale?
Questu ùn hè micca cunsigliatu senza una revisione specifica di u disignu. I limiti di deflessione per i tetti di metalli cunvinziunali indirizzanu principalmente u drenaje è l'apparenza, mentri i tetti BIPV anu ancu mantene a continuità trà i moduli PV è u sistema di impermeabilizazione. U listessu arrangiamentu di purlin pò esse adattatu per BAPV, ma pò causà l'apertura eccessiva di i giunti di pannelli in una applicazione BIPV.
Q4: I purlins deve esse aghjustatu o spaziati più vicinu quandu retrofitting BIPV nantu à un tettu di fabbrica esistente?
A struttura esistente deve esse rivalutata basatu annantu à i carichi di u disignu originale è a so cundizione attuale di corrosione. L'esperienza di l'industria suggerisce chì menu di a mità di i tetti metallici esistenti passanu i cuntrolli di capacità strutturali necessarii per i retrofits PV. Quandu una struttura falla, u rinfurzamentu pò esse necessariu, cumpresa l'aumentu di a capacità di i membri, l'aghjunghje supporti o a sostituzione di purlins. Queste misure ponu cuntà u 15%-25% di u budget di retrofit.
L'integrazione di carichi morti PV è di mantenimentu di carichi in tensione in a fase di cuncepimentu strutturale pò riduce u cunsumu tutale di l'acciaio da circa 8%-12% paragunatu à un disignu chì richiede un rinfurzamentu sussegwenti. Stu risparmiu stimatu risulta da l'effetti cumminati di i dettagli di cunnessione spartuti, l'ottimisazione di a sezione è u disignu integratu di u tettu. Esclude differenze in u costu di i moduli PV stessi.
Cuntattu: info@xzbesta.com
