Повеќето проблеми со покривите со вградени фотоволтаици (BIPV) не се предизвикани од неточни структурни пресметки, туку од погрешна секвенца на распоред.
Вообичаен пристап е да се постават витрините според дизајнот на зградата, да се избере погодно растојание меѓу кружните броеви - како што е 1,5 m или 1,2 m - и потоа да се инсталираат PV-модулите одозгора. На половина пат од инсталацијата, тимот може да открие дека точката за поддршка паѓа на 100 mm од работ на модулот или дека прицврстувачот слета на слаба област на рамката на модулот. Цртежите мора да се ревидираат, пресметките да се повторат, а распоредот на проектот може да се одложи за две недели.
Точниот редослед е обратен: прво определете ги димензиите на модулот, воспоставете го бројот на линиите за поддршка, пресметајте го растојанието на оградата и само потоа изберете ги деловите на модулот.
Овој водич го објаснува целиот процес, обезбедува референтни опсези за растојанието на оградата, големината на деловите и потрошувачката на челик и покажува зошто отклонувањето често станува правило за ограничување на дизајнот пред да стане силата.
Димензиите на PV-модулот ги одредуваат линиите за поддршка, кои го одредуваат растојанието во преградата
Два основни аранжмани за поддршка
ФВ-модул со димензии 2.278 × 1.134 mm може да се поддржи на витрини во две основни конфигурации.
| Поддршка аранжман | Ориентација на модулот | Поддржани рабови | Растојание на кадило |
| Поддршка со долги рабови | Ориентација на пејзаж | Два долги рабови | Еднакво на кратката страна на модулот, приближно 1,13 m |
| Поддршка со краток раб | Ориентација на портрет | Два кратки рабови | Еднакво на долгата страна на модулот, приближно 2,28 m |
Растојанието на кадињата не е произволен избор на дизајн; тој е изведен од распоредот на модулот. Со димензија на кратката страна на модулот од 1.134 mm, соодветното растојание е приближно 1,13 m. Со димензија на долга страна од 2.278 mm, таа е приближно 2,28 m. Нема средна линија за поддршка во ниту еден основен аранжман, освен ако не се додаде трета поддршка.
Кога се потребни три линии за поддршка?
За големи распони, големи оптоварувања на ветер или потешки модули, поддршката од две точки може да биде недоволна. Едно решение е да се додаде прелив под средината на модулот, делејќи го оригиналниот распон на два распони.
Со додадена централна прелива, растојанието помеѓу потпорните линии станува приближно 1,14 m или 1,13 m, создавајќи конфигурација слична на поддршката со долги рабови. Замена е тоа што се потребни повеќе галиња, со што се зголемува вкупната потрошувачка на челик.
Ограничувања на растојание на рабовите
Мора да се одржува доволно растојание помеѓу работ на модулот и средишната линија на модулот. Вообичаените стеги имаат ефективна ширина на фаќање од приближно 30–40 mm. Ако средишната линија на оградата е премногу блиску до работ на модулот, стегачот може да не се држи безбедно. Ако е премногу далеку, надвиснувањето на модулот станува прекумерно, зголемувајќи го ризикот од деформација на аглите при издигнување на ветерот.
Вообичаена индустриска практика е да се постави централната линија на модулот 50–100 mm навнатре од работ на модулот, истовремено обезбедувајќи дека настрешницата не надминува една петтина од димензијата на кратката страна на модулот.
Како проредот на кадилницата влијае на изборот на делот
Кога растојанието на висините се удвојува, оптоварувањето на линијата што го носи секоја плочка исто така се удвојува, претпоставувајќи го истото оптоварување на површината. Големината на делот мора соодветно да се зголеми.
| Растојание на кадило | Типичен дел | Теоретска тежина | Потрошувачка на челик по единица површина | Белешки |
| 1,13 м | C160 × 60 × 20 × 2,5 | Прибл. 6,3 kg/m | Прибл. 5,5 kg/m² | Повеќе гајби, помало оптоварување по член и полесно ракување за време на инсталацијата |
| 1,50 м | C180 × 70 × 20 × 2,5 | Прибл. 7,1 kg/m | Прибл. 4,7 kg/m² | Компромисно решение; мора да се провери отклонувањето |
| 2,28 м | C220 × 70 × 20 × 3,0 | Прибл. 9,4 kg/m | Прибл. 4,1 kg/m² | Помалку purlins, поголем товар по член; отклонувањето може да стане ограничувачки фактор |
Само врз основа на потрошувачката на челик, потпирачот со кратки рабови со растојание од 2,28 m изгледа поекономично со приближно 4,1 kg/m² - преку 20% помалку од 5,5 kg/m² поврзано со поддршката со долги рабови.
Сепак, оваа бројка не треба да се разгледува изолирано. Причината станува јасна во следниот дел.
Отклонување: Границата што може да се достигне пред силата да стане критична
Како се одредува границата на отклонување?
За покривни огради под нормални услови за сервисирање, најчесто користената индустриска граница е L/200. Некои проекти со построга отпорност на ветер и барања за хидроизолација може да усвојат L/250.
За проект со распон од 7,5 m, L/200 дозволува отклон од само 37,5 mm. За распон од 9 m, границата е 45 mm. Овие додатоци се релативно рестриктивни за челичните членови.
Зошто удвојувањето на растојанието во преградата го отежнува контролирањето на отклонувањето?
Отклонувањето е пропорционално на рамномерно распределеното оптоварување и обратно пропорционално на вториот момент на површината на членот, претпоставувајќи ист распон и услови за поддршка.
Кога растојанието на валјакот се зголемува од 1,13 m на 2,28 m, оптоварувањето на линијата на секоја плочка приближно се удвојува, како и отклонувањето под инаку непроменети услови. Зголемувањето на делот од C160 на C220 обезбедува само ограничено зголемување во вториот момент на површината, што може да не го компензира целосно дополнителното оптоварување.
Како резултат на тоа, проверката на јачината сепак може да ја задоволува дозволената граница додека проверката на отклонување не успее. Ова е еден од најчестите проблеми со дизајнот на покривот и багажникот и често се открива само при преглед на цртежи.
Зошто барањата за отклонување се построги за BIPV покривите?
Во системот за фотоволтаици применета во зграда (BAPV), PV модулите се монтираат на потпорна конструкција која потоа се прицврстува на металниот покрив. Прекумерното отклонување може да ги загрози заптивките помеѓу потпорната конструкција и панелите на покривот, создавајќи проблем со одржувањето што понекогаш може да се реши со повторно запечатување или замена на дихтунзи.
Во BIPV систем, самите PV модули се дел од обвивката на покривот. Ако оградата се отклони за 5 mm, спојот на панелот може да се отвори за 5 mm. Континуитетот на хидроизолација зависи од структурната крутост, како и од деталите за запечатување.
Ова е причината зошто покривите BIPV често бараат построга контрола на отклонувањето од конвенционалните метални покриви и зошто аранжманите за потпора со кратки рабови може да се отфрлат на проекти со големо растојание на столбовите.
Три дополнителни ограничувања што можат да го променат растојанието во кабината
Проред на колони
Распонот на оградата се одредува според растојанието помеѓу столбовите на главната рамка. Растојанието на столбовите од 6 m, 7,5 m и 9 m се вообичаени опции за индустриски згради.
Како што се зголемува растојанието помеѓу столбовите, распонот на оградата станува подолг, генерално барајќи подлабоки делови и зголемување на потрошувачката на челик. Затоа, проредот на кадињата мора да биде избран во рамките на утврдениот распоред на колоните, а не независно.
Зглобови на PV модул
Положбите на вирлин мора да се усогласат со спојниците помеѓу PV модулите. Ако витката падне директно под средината на модулот, прицврстувачите може да слетаат на неподдржана површина на задниот лист на модулот, оставајќи ја врската зависна од стегањето и потенцијално намалување на вкочанетоста на зглобот.
За време на распоредот на панелот, прво означете ги линиите на спојниците на модулот, а потоа воспоставете ги централните линии на модулот. Оваа низа не треба да се менува.
Термичко движење
Кога температурите на покривот достигнуваат 70°C, челичните огради и рамки од алуминиумски модули се шират со различни стапки бидејќи нивните коефициенти на термичко проширување се разликуваат. Нивното надолжно проширување затоа не е идентично. Вообичаен инженерски пристап е да се вградат детали за лизгање долж надолжната насока, овозможувајќи ограничено релативно движење помеѓу модулите и оградите.
Прекумерното тесно растојание на шалката може да го ограничи ова движење и да ги зголеми напрегањата на задржувањето во рамките на модулите. Затоа, поблиското растојание на оградата не значи автоматски побезбеден дизајн.
Целосен пример за избор на кадифе
Претпоставени услови: растојание од 7,5 m колона, интегриран BIPV покрив, PV модули со димензии 2.278 × 1.134 mm и проект лоциран во зона со умерен ветер под притисок.
Чекор 1: Изберете го аранжманот за поддршка. Растојанието на столбовите од 7,5 m е релативно големо. Со потпора со краток раб и растојание од 2,28 m, отклонувањето може да биде тешко да се контролира под границата L/200. Затоа е избрана поддршка со долг раб во ориентација на пејзаж, со растојание од 1,13 m.
Чекор 2: Изберете го делот за молив. Користејќи мртво оптоварување од 20 kg/m², живо оптоварување за одржување од 0,5 kN/m² и применливи локални комбинации на оптоварување со ветер, пресметајте го оптоварувањето на линијата и изберете C160 × 60 × 20 × 2,5 дел. Ако притисокот на ветерот е поголем, надградете го на C180 × 70 × 20 × 2,5.
Чекор 3: Потврдете го отклонувањето. За распон од 7,5 m, границата L/200 е 37,5 mm. Проверете го отклонувањето под применливите комбинации на оптоварување и потврдете дека останува во рамките на дозволената граница.
Чекор 4: Порамнете ги спојниците на модулот. Наредете ги модулите користејќи модул за распоред од 1.134 mm. Порамнете ги централните линии на модулот со спојните линии на модулот, со толеранција за позиционирање на целта од ±5 mm.
Чекор 5: Завршете ги цртежите на распоредот. Јасно означете го растојанието од оградата, спецификациите на делот, позициите на прицврстувачите, лизгачките краеви и фиксните краеви.
Следењето на оваа низа помага да се намали веројатноста за ревизии на распоредот за време на прегледите на цртежите.
Најчесто поставувани прашања
П1: Кое е типичното растојание помеѓу покривите на покривот?
Вообичаениот опсег на индустријата е 1,0-1,5 m. Вистинското растојание зависи од димензиите на модулите, аранжманите за поддршка и комбинациите на оптоварување. За модул со димензија на кратка страна од 1.134 mm, поддршката со долг раб одговара на приближно 1,13 m растојание. Поддржувањето со краток раб врз основа на димензија на долга страна од 2.278 mm одговара на приближно 2,28 m, што го надминува вообичаениот опсег и бара посебна проверка на отклонувањето.
П2: Дали помалите растојанија секогаш го прават покривот побезбеден?
Не. Помалото растојание значи повеќе гајби и поголема потрошувачка на челик. Исто така, може да го ограничи лизгачкото движење кое е потребно за да се приспособи термичката експанзија, зголемувајќи ги напрегањата на задржувањето во рамките на модулите. Точниот пристап е истовремено да се задоволат барањата за отклонување, сила и термичко движење.
П3: Дали покривот BIPV може да го користи истиот распоред на оградата како конвенционалниот метален покрив?
Ова не се препорачува без конкретен преглед на дизајнот. Границите на отклонување за конвенционалните метални покриви првенствено се однесуваат на дренажата и изгледот, додека покривите BIPV мора да одржуваат континуитет помеѓу PV модулите и системот за хидроизолација. Истиот распоред на молив може да биде адекватен за BAPV, но може да предизвика претерано отворање на зглобовите на панелите во BIPV апликација.
П4: Дали треба да се додадат или поблиску да се додадат витрини кога се доградува BIPV на постоечки фабрички покрив?
Постоечката структура мора повторно да се процени врз основа на оригиналните оптоварувања на дизајнот и нејзината моментална состојба на корозија. Искуството во индустријата сугерира дека помалку од половина од постоечките метални покриви ги поминуваат проверките на структурниот капацитет потребни за доградба на ФВ. Онаму каде што структурата не успее, може да биде потребно засилување, вклучително и зголемување на капацитетот на членовите, додавање на носачи или замена на огради. Овие мерки може да сочинуваат 15%-25% од буџетот за доградба.
Интегрирањето на мртви оптоварувања на PV и оптоварување под напон за одржување во фазата на дизајнирање на конструкцијата може да ја намали вкупната потрошувачка на челик за приближно 8%-12% во споредба со дизајнот што бара последователно засилување. Оваа проценета заштеда е резултат на комбинираните ефекти на споделените детали за поврзување, оптимизација на делот и интегриран дизајн на покривот. Исклучува разлики во цената на самите PV модули.
Контакт: info@xzbesta.com
