Shumica e problemeve me çatitë fotovoltaike të integruara në ndërtesa (BIPV) nuk shkaktohen nga llogaritjet e gabuara strukturore, por nga gabimi i sekuencës së paraqitjes.
Një përqasje e zakonshme është shtrimi i mureve sipas dizajnit të ndërtesës, zgjedhja e një hapësire të përshtatshme me numra të rrumbullakët—si p.sh. 1,5 m ose 1,2 m—dhe më pas instalimi i moduleve PV sipër. Në gjysmë të rrugës së instalimit, ekipi mund të zbulojë se një pikë mbështetëse bie brenda 100 mm nga skaji i modulit, ose se një mbërthyes ulet në një zonë të dobët të kornizës së modulit. Vizatimet duhet të rishikohen, llogaritjet të përsëriten dhe orari i projektit mund të vonohet me dy javë.
Sekuenca e saktë është e kundërta: përcaktoni së pari dimensionet e modulit, vendosni numrin e linjave mbështetëse, llogarisni ndarjen e këllëfës dhe vetëm më pas zgjidhni seksionet e purlinës.
Ky udhëzues shpjegon të gjithë procesin, ofron diapazonin e referencës për ndarjen e purlinave, përmasat e seksioneve dhe konsumin e çelikut dhe tregon pse devijimi shpesh bëhet kufizimi qeverisës i projektimit përpara se të bëhet forca.
Dimensionet e modulit PV Përcaktojnë Linjat Mbështetëse, të cilat Përcaktojnë Hapësirën e Purlinit
Dy marrëveshje themelore mbështetëse
Një modul PV me përmasa 2,278 × 1,134 mm mund të mbështetet në mure në dy konfigurime bazë.
| Marrëveshja mbështetëse | Orientimi i Modulit | Skajet e mbështetura | Hapësirë purlin |
| Mbështetje me skaj të gjatë | Orientimi i peizazhit | Dy skaje të gjata | E barabartë me anën e shkurtër të modulit, afërsisht 1,13 m |
| Mbështetje me skaj të shkurtër | Orientimi i portretit | Dy skaje të shkurtra | E barabartë me anën e gjatë të modulit, afërsisht 2,28 m |
Hapësira e purlinit nuk është një zgjedhje arbitrare e projektimit; ai rrjedh nga faqosja e modulit. Me një dimension të modulit të anës së shkurtër prej 1,134 mm, hapësira përkatëse është afërsisht 1,13 m. Me një dimension anësor prej 2,278 mm, është afërsisht 2.28 m. Nuk ka asnjë linjë mbështetëse të ndërmjetme në asnjërën nga rregullimet bazë, përveç nëse shtohet një mbështetje e tretë.
Kur kërkohen tre linja mbështetëse?
Për hapësira të mëdha, ngarkesa të larta të erës ose module më të rënda, mbështetja me dy pika mund të jetë e pamjaftueshme. Një zgjidhje është të shtoni një purlin nën mes të modulit, duke e ndarë hapësirën origjinale në dy hapësira.
Me një shtojcë qendrore të shtuar, hapësira midis linjave mbështetëse bëhet afërsisht 1,14 m ose 1,13 m, duke prodhuar një konfigurim të ngjashëm me mbështetjen me skaj të gjatë. Kompensimi është se kërkohen më shumë purlina, duke rritur konsumin total të çelikut.
Kufizimet e distancës së skajit
Distanca e mjaftueshme duhet të mbahet midis skajit të modulit dhe vijës qendrore të purlinës. Kapëset tipike kanë një gjerësi kapëse efektive prej afërsisht 30-40 mm. Nëse vija qendrore e purlinës është shumë afër skajit të modulit, kapësja mund të mos kapet mirë. Nëse është shumë larg, mbingarkesa e modulit bëhet e tepërt, duke rritur rrezikun e deformimit në qoshet nën ngritjen e erës.
Një praktikë e zakonshme e industrisë është vendosja e vijës qendrore të gjilpërës 50–100 mm nga brenda nga buza e modulit, duke siguruar që mbingarkesa të mos kalojë një të pestën e dimensionit të anës së shkurtër të modulit.
Si ndikon distanca e purlinit në përzgjedhjen e seksionit
Kur distanca e shtyllës dyfishohet, ngarkesa e linjës që mbartet nga secila purlin gjithashtu dyfishohet, duke supozuar të njëjtën ngarkesë në zonë. Madhësia e seksionit duhet të rritet në përputhje me rrethanat.
| Hapësirë purlin | Seksioni tipik | Pesha teorike | Konsumi i çelikut për njësi sipërfaqe | Shënime |
| 1.13 m | C160 × 60 × 20 × 2,5 | Përafërsisht. 6.3 kg/m | Përafërsisht. 5,5 kg/m² | Më shumë purlina, ngarkesë më e ulët për anëtar dhe trajtim më i lehtë gjatë instalimit |
| 1.50 m | C180 × 70 × 20 × 2,5 | Përafërsisht. 7.1 kg/m | Përafërsisht. 4.7 kg/m² | Një zgjidhje kompromisi; devijimi duhet të kontrollohet |
| 2.28 m | C220 × 70 × 20 × 3,0 | Përafërsisht. 9.4 kg/m | Përafërsisht. 4.1 kg/m² | Më pak purlina, ngarkesë më e lartë për anëtar; devijimi mund të bëhet faktori kufizues |
Bazuar vetëm në konsumin e çelikut, mbështetësja me skaj të shkurtër me një hapësirë prej 2,28 m duket më ekonomike në afërsisht 4,1 kg/m²—mbi 20% më pak se 5,5 kg/m² e lidhur me suportin me skaj të gjatë.
Megjithatë, kjo shifër nuk duhet të konsiderohet e izoluar. Arsyeja bëhet e qartë në pjesën tjetër.
Devijimi: Kufiri që mund të arrihet përpara se forca të bëhet kritike
Si përcaktohet kufiri i devijimit?
Për çatitë e çatisë në kushte normale shërbimi, një kufi i përdorur zakonisht i industrisë është L/200. Disa projekte me rezistencë më të rreptë ndaj ngritjes së erës dhe kërkesa për hidroizolim mund të miratojnë L/250.
Për një projekt me një hapësirë prej 7,5 m, L/200 lejon një devijim prej vetëm 37,5 mm. Për një hapësirë prej 9 m, kufiri është 45 mm. Këto lejime janë relativisht kufizuese për anëtarët e çelikut.
Pse dyfishimi i hapësirës së purlinit e bën devijimin më të vështirë për t'u kontrolluar?
Devijimi është proporcional me ngarkesën e shpërndarë në mënyrë uniforme dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me momentin e dytë të zonës së pjesës, duke supozuar të njëjtën hapësirë dhe kushte mbështetëse.
Kur distanca e purlinës rritet nga 1,13 m në 2,28 m, ngarkesa e linjës në secilën petë përafërsisht dyfishohet, ashtu si edhe devijimi në kushte të pandryshuara. Rritja e seksionit nga C160 në C220 siguron vetëm një rritje të kufizuar në momentin e dytë të zonës, e cila mund të mos kompensojë plotësisht ngarkesën shtesë.
Si rezultat, kontrolli i forcës mund të plotësojë ende kufirin e lejuar ndërsa kontrolli i devijimit dështon. Ky është një nga problemet më të zakonshme të projektimit të çatisë dhe shpesh zbulohet vetëm gjatë rishikimeve të vizatimeve.
Pse kërkesat e devijimit janë më të rrepta për çatitë BIPV?
Në një sistem fotovoltaik të aplikuar në ndërtesa (BAPV), modulet PV montohen në një strukturë mbështetëse që më pas ngjitet në çatinë metalike. Devijimi i tepërt mund të komprometojë vulat midis strukturës mbështetëse dhe paneleve të çatisë, duke krijuar një problem mirëmbajtjeje që ndonjëherë mund të adresohet duke rimbyllur ose zëvendësuar guarnicionet.
Në një sistem BIPV, vetë modulet PV janë pjesë e mbështjelljes së çatisë. Nëse një purlin devijohet me 5 mm, bashkimi i panelit mund të hapet me 5 mm. Vazhdimësia e hidroizolimit varet nga ngurtësia strukturore si dhe nga detajet e vulosjes.
Kjo është arsyeja pse çatitë BIPV shpesh kërkojnë kontroll më të rreptë të devijimit sesa çatitë metalike konvencionale dhe përse aranzhimet mbështetëse me skaj të shkurtër mund të refuzohen në projekte me hapësirë të madhe kolonash.
Tre kufizime shtesë që mund të ndryshojnë hapësirën e purlinit
Hapësira midis kolonave
Hapësira e purlinit përcaktohet nga hapësira midis kolonave të kornizës kryesore. Hapësirat e shtyllave prej 6 m, 7.5 m dhe 9 m janë opsione të zakonshme për ndërtesat industriale.
Me rritjen e hapësirës së kolonës, hapësira e purlinës bëhet më e gjatë, duke kërkuar përgjithësisht seksione më të thella dhe duke rritur konsumin e çelikut. Prandaj, hapësira e purlinit duhet të zgjidhet brenda kornizës së paraqitjes së vendosur të kolonës dhe jo në mënyrë të pavarur.
Lidhjet e modulit PV
Pozicionet e purlinës duhet të përputhen me nyjet midis moduleve PV. Nëse një purlin bie direkt nën mes të një moduli, mbërthyesit mund të ulen në një zonë të pambështetur të fletës së pasme të modulit, duke e lënë lidhjen të varur nga shtrëngimi dhe duke reduktuar potencialisht ngurtësinë e kyçit.
Gjatë paraqitjes së panelit, fillimisht shënoni linjat e bashkimit të modulit dhe më pas vendosni vijat qendrore të purlinës. Kjo sekuencë nuk duhet të kthehet mbrapsht.
Lëvizja termike
Kur temperaturat e çatisë arrijnë në 70°C, tufat prej çeliku dhe kornizat e moduleve të aluminit zgjerohen me ritme të ndryshme sepse koeficientët e tyre të zgjerimit termik ndryshojnë. Prandaj, zgjerimi i tyre gjatësor nuk është identik. Një qasje e zakonshme inxhinierike është përfshirja e detajeve rrëshqitëse përgjatë drejtimit gjatësor, duke lejuar lëvizje të kufizuar relative midis moduleve dhe purlinave.
Hapësira tepër e ngushtë e purlinave mund të kufizojë këtë lëvizje dhe të rrisë stresin e kufizimit në kornizat e modulit. Prandaj, hapësira më e afërt e purlinave nuk nënkupton automatikisht një dizajn më të sigurt.
Një shembull i plotë i përzgjedhjes së purlinit
Kushtet e supozuara: një hapësirë kolone 7,5 m, një çati BIPV e integruar, module PV me përmasa 2,278 × 1,134 mm dhe një projekt i vendosur në një zonë me presion të moderuar të erës.
Hapi 1: Zgjidhni marrëveshjen e mbështetjes. Hapësira e një kolone prej 7,5 m është relativisht e madhe. Me mbështetje me skaj të shkurtër dhe një hapësirë prej 2,28 m, devijimi mund të jetë i vështirë për t'u kontrolluar nën një kufi L/200. Prandaj zgjidhet mbështetja me skaj të gjatë në orientimin e peizazhit, me një hapësirë prej 1,13 m.
Hapi 2: Zgjidhni seksionin e purlinit. Duke përdorur një ngarkesë të vdekur prej 20 kg/m², një ngarkesë të qëndrueshme mirëmbajtjeje prej 0,5 kN/m² dhe kombinimet e aplikueshme lokale të ngarkesës me erë, llogaritni ngarkesën e linjës dhe zgjidhni një seksion C160 × 60 × 20 × 2,5. Nëse presioni i erës është më i lartë, përmirësojeni në C180 × 70 × 20 × 2,5.
Hapi 3: Verifikoni devijimin. Për një hapësirë prej 7,5 m, kufiri L/200 është 37,5 mm. Kontrolloni devijimin nën kombinimet e aplikueshme të ngarkesës dhe konfirmoni që ai mbetet brenda kufirit të lejuar.
Hapi 4: Rreshtoni nyjet e modulit. Rregulloni modulet duke përdorur një modul paraqitjeje 1,134 mm. Drejtoni vijat qendrore të purlinës me linjat e bashkimit të modulit, me një tolerancë të pozicionimit të objektivit prej ±5 mm.
Hapi 5: Plotësoni vizatimet e paraqitjes. Tregoni qartë hapësirën e purlinës, specifikimet e seksioneve, pozicionet e mbërthyesit, skajet rrëshqitëse dhe skajet fikse.
Ndjekja e kësaj sekuence ndihmon në reduktimin e gjasave të rishikimeve të paraqitjes gjatë rishikimeve të vizatimit.
Pyetjet e bëra më shpesh
Pyetja 1: Cila është hapësira tipike midis mureve të çatisë?
Gama e zakonshme e industrisë është 1,0-1,5 m. Hapësira aktuale varet nga dimensionet e modulit, rregullimet mbështetëse dhe kombinimet e ngarkesës. Për një modul me një dimension të anës së shkurtër prej 1,134 mm, mbështetja me skaj të gjatë korrespondon me hapësirën afërsisht 1,13 m. Mbështetja me skaj të shkurtër bazuar në një dimension të anës së gjatë prej 2278 mm korrespondon me afërsisht 2,28 m, që tejkalon diapazonin e zakonshëm dhe kërkon një kontroll të veçantë devijimi.
Pyetja 2: A e bën gjithmonë çatinë më të sigurt hapësirat më të vogla të purlinave?
Jo. Hapësira më e vogël do të thotë më shumë purlina dhe konsum më të lartë çeliku. Mund të kufizojë gjithashtu lëvizjen rrëshqitëse të nevojshme për të përshtatur zgjerimin termik, duke rritur streset e frenimit në kornizat e modulit. Qasja e saktë është të plotësohen kërkesat e devijimit, forcës dhe lëvizjes termike njëkohësisht.
Pyetja 3: A mund të përdorë një çati BIPV të njëjtin plan urbanistik si një çati metalike konvencionale?
Kjo nuk rekomandohet pa një rishikim specifik të dizajnit. Kufijtë e devijimit për çatitë metalike konvencionale kryesisht adresojnë kullimin dhe pamjen, ndërsa çatitë BIPV duhet të ruajnë gjithashtu vazhdimësinë midis moduleve PV dhe sistemit të hidroizolimit. I njëjti rregullim i purlinës mund të jetë i përshtatshëm për BAPV, por mund të shkaktojë hapjen e tepërt të nyjeve të paneleve në një aplikim BIPV.
Pyetja 4: A duhet të shtohen purlinat ose të vendosen më afër kur montoni BIPV në një çati ekzistuese të fabrikës?
Struktura ekzistuese duhet të rivlerësohet bazuar në ngarkesat fillestare të projektimit dhe gjendjen aktuale të korrozionit. Përvoja e industrisë sugjeron që më pak se gjysma e kulmeve metalike ekzistuese kalojnë kontrollet e kapacitetit strukturor të kërkuar për rikonstruksionet e FV. Kur një strukturë dështon, mund të jetë i nevojshëm përforcimi, duke përfshirë rritjen e kapacitetit të anëtarëve, shtimin e mbështetësve ose zëvendësimin e tufave. Këto masa mund të përbëjnë 15%-25% të buxhetit të rinovimit.
Integrimi i ngarkesave të ngordhura FV dhe ngarkesave të gjalla të mirëmbajtjes në fazën e projektimit strukturor mund të zvogëlojë konsumin total të çelikut me afërsisht 8%-12% krahasuar me një dizajn që kërkon përforcim të mëvonshëm. Ky kursim i vlerësuar rezulton nga efektet e kombinuara të detajeve të përbashkëta të lidhjes, optimizimit të seksionit dhe dizajnit të integruar të çatisë. Ai përjashton ndryshimet në koston e vetë moduleve PV.
Kontaktoni: info@xzbesta.com
