Obciążenie mechaniczne to nacisk, który moduł przenosi bez uszkodzenia, podawany na karcie katalogowej w paskalach (Pa, czyli N/m²) osobno dla przodu i tyłu, np. +5400 Pa / -2400 Pa. Wartość od przodu odpowiada śniegowi i wiatrowi dociskającemu szybę, wartość od tyłu ssaniu wiatru, które próbuje oderwać moduł od szyn. To zwykle obciążenie testowe, a nie dopuszczalne: z reguły dzieli się je przez 1,5.
Testowe a projektowe
Badanie to statyczna próba obciążenia z IEC 61215 (MQT 16): moduł zamocowany tak, jak każe instrukcja, obciąża się na przemian od przodu i od tyłu, w podstawowej wersji co najmniej 2400 Pa przez godzinę. Wydanie normy z 2021 roku dodało też próbę cykliczną (MQT 20), która wielokrotnie powtarza nacisk i ssanie, jak porywisty wiatr.
Instrukcja montażu LONGi mówi wprost, że podane obciążenie „to obciążenie testowe”, a obciążenie projektowe wyznacza się ze współczynnikiem bezpieczeństwa 1,5:
| Obciążenie testowe z karty | Obciążenie projektowe |
|---|---|
| 2400 Pa | 1600 Pa |
| 3600 Pa | 2400 Pa |
| 5400 Pa | 3600 Pa |
1000 Pa to mniej więcej 100 kg na metrze kwadratowym szyby.
Co podają karty w bazie
Mediana obciążenia od przodu w bazie PV Index wynosi 5400 Pa, a od tyłu 2400 Pa. Większość producentów drukuje te same poziomy badania, więc między dwoma modułami z identyczną parą liczb karta nie wskazuje mocniejszego. Rozkład wartości od tyłu:
Liczby z wykresu
| Obciążenie od tyłu, wiatr (Pa) | Liczba modeli |
|---|---|
| 1500 do 1800 | 403 |
| 1800 do 2100 | 3 |
| 2100 do 2400 | 5 |
| 2400 do 2700 | 10 192 |
| 2700 do 3000 | 5 |
| 3000 do 3300 | 13 |
| 3300 do 3600 | 0 |
| 3600 do 3900 | 454 |
| 3900 do 4200 | 455 |
| 4200 do 4500 | 5 |
Ile trzeba w Polsce
Obciążenie śniegiem dachu liczy się według PN-EN 1991-1-3 z polskim załącznikiem krajowym. Charakterystyczne obciążenie śniegiem gruntu wynosi od 0,7 kPa w strefie 1, przez 0,9 kPa w strefie 2, ponad 1,2 kPa w strefie 3 i 1,6 kPa w strefie 4, do ponad 2,0 kPa w strefie 5 (góry). Na dachu o nachyleniu do 30° mnoży się je przez współczynnik kształtu 0,8, a potem przez częściowy współczynnik bezpieczeństwa 1,5 z EN 1990.
Przykład dla strefy 4: 1600 Pa × 0,8 × 1,5 = 1920 Pa. Moduł z 5400 Pa od przodu ma obciążenie projektowe 3600 Pa, więc przechodzi z zapasem. Tył liczy się tak samo z ssaniem wiatru, które poda projektant konstrukcji; przy krawędziach i narożnikach dachu jest ono największe, i to tył bywa stroną z mniejszym zapasem. Sprawdź własne liczby:
Czy moduł wytrzyma obciążenia na twoim dachu?
Ustaw obciążenie śniegiem gruntu, nachylenie dachu i ssanie wiatru, podaj dwa obciążenia testowe modułu z karty i sprawdź, czy każda strona przenosi swoje obciążenie po uwzględnieniu obu współczynników bezpieczeństwa.
Jak to jest liczone
Śnieg na dachu s = mu1 × sk, gdzie sk to charakterystyczne obciążenie śniegiem gruntu z załącznika krajowego do EN 1991-1-3, a mu1 to współczynnik kształtu dachu pochyłego: 0,8 do 30 stopni, 0,8 × (60 - nachylenie) / 30 od 30 do 60 stopni, 0 powyżej. Współczynniki ekspozycji i termiczny Ce i Ct przyjęto jako 1.
Obciążenie każdej strony mnoży się przez 1,5, współczynnik obciążenia takiego rodzaju, jaki stosują przepisy budowlane, a każde obciążenie testowe dzieli przez 1,5, czyli współczynnik między obciążeniem testowym a projektowym w IEC 61215-2, tak jak podają go instrukcje montażu. Strona przechodzi, gdy jej obciążenie projektowe jest co najmniej równe obciążeniu ze współczynnikiem; zapas to dopuszczalne obciążenie przez obciążenie, minus jeden. Obciążenie testowe, którego potrzebowałaby strona, która nie przechodzi, to jej obciążenie ze współczynnikiem razy 1,5.
Model przyjmuje, że cały śnieg naciska prosto na szybę, choć na pochyłym dachu część działa wzdłuż modułu, więc myli się na korzyść bezpieczeństwa. Pomija zaspy przy attykach, lukarnach i uskokach dachu, lokalne reguły śniegowe i silniejsze ssanie na krawędziach i w narożnikach dachu, które musi już zawierać wpisane ssanie wiatru. Sprawdza tylko moduł; szyny, mocowania i konstrukcja dachu wymagają osobnego obliczenia.
Model poglądowy, nie pomiar.
Uwaga na klemy
Liczba z karty dotyczy jednego sposobu montażu. W instrukcji LONGi ten sam moduł 54-ogniwowy ma +5400 / -2400 Pa z klemami na dłuższej ramie, ale tylko +2400 / -1800 Pa z klemami w narożnikach krótszej ramy, a dla części dużych modułów 72-ogniwowych montaż na krótszych bokach jest niedozwolony. Przed zakupem otwórz instrukcję montażu i znajdź wiersz dla systemu, który planuje instalator. Pełny rachunek jest w artykule Jakie obciążenie śniegiem i wiatrem musi wytrzymać panel.
Źródła
- LONGi, instrukcja montażu modułów, wersja V19, rozdział 5 (obciążenie testowe i projektowe, tabele mocowania)
- IEC 61215-2:2021, streszczenie i lista zmian (MQT 16, nowa próba cykliczna MQT 20), sklep IEC
- WINAICO, 19 testów IEC 61215 (statyczne obciążenie 2400 Pa przez godzinę)
- O. Donajko, Obciążenie śniegiem wg Eurokodu 1, norma PN-EN 1991-1-3, Inżynier Budownictwa (strefy śniegowe w Polsce)
- Komisja Europejska JRC, Eurokod 1, oddziaływania na konstrukcje