DE102011008591A1 - Vertically adjustable, motion accommodating and partially reversible universal mounting bracket for penetration-free assembly of e.g. photovoltaic plants, on roof of e.g. building, has base plate mounted using adhesive - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der Technik – PhotovoltaikState of the art - photovoltaic
Die Solartechnik ist eine sehr junge Branche. Die Nutzung von Sonnenenergie zur Gewinnung von elektrischer oder thermischer Energie hat in den letzten Jahrzehnten erheblich an Bedeutung gewonnen. Unter Photovoltaik versteht man die Umwandlung von Photonen des Sonnenlichtes in elektrische Energie. Dazu werden die Solarzellen in Solarmodulen den Grundbaustein der Photovoltaikanlage (PV-Anlage) [i].Solar technology is a very young industry. The use of solar energy to generate electrical or thermal energy has gained considerable importance in recent decades. Photovoltaics means the conversion of photons of sunlight into electrical energy. For this, the solar cells in solar modules become the basic component of the photovoltaic system (PV system) [i].
Ein Solarmodul besteht grundsätzlich aus mehreren in Serie geschalteten Solarzellen und den sogenannten Bypassdioden, die die Solarzellen bei einer teilweisen Modulbeschattung vor Schaden bewahren, da die Abschattung der Solarzelle zur Temperaturerhöhung in der Solarzelle führt, die dann die Zerstörung der Solarzelle bedingt.A solar module basically consists of several series-connected solar cells and the so-called bypass diodes, which protect the solar cells in a partial module shading from damage, since the shading of the solar cell leads to temperature increase in the solar cell, which then causes the destruction of the solar cell.
Für die Errichtung einer PV-Anlage werden im Normalfall Standardmodule verwendet. Standardmodule sind seriell gefertigte Module, die im Groß- und Einzelhandel erhältlich sind und deren Marktanteil über 90% beträgt. Die für Standartmodule üblichen Leistungsklassen liegen zwischen 50 und 200 Watt. Einige Hersteller bieten auch Module größer 200 Watt an. Die Fläche der gebräuchlichen Module liegt etwa zwischen 0,5 bis 2 m2. Je nach Modulwirkungsgrad werden etwa 80 m2 Fläche benötigt, um eine Anlagenleistung von 10 kWp (Wp entspricht Spitzenleistung) zu erreichen. Für die gleiche Leistung muss, aufgrund der Aufständerung und den Abständen, die zwischen den Modulanordnungen einzuhalten sind, auf einem Flachdach eine Fläche von 240 m2 vorhanden sein, um Modulverschattungen zu vermeiden.For the construction of a PV system, standard modules are normally used. Standard modules are mass-produced modules that are available in wholesale and retail and whose market share is over 90%. The usual power classes for standard modules are between 50 and 200 watts. Some manufacturers also offer modules larger than 200 watts. The area of the common modules is approximately between 0.5 to 2 m 2 . Depending on the module efficiency, about 80 m 2 area is needed to achieve a system output of 10 kWp (Wp corresponds to peak output). Must for the same performance due to the elevation and the distances to be respected between the module assemblies on a flat roof a surface area of 240 m 2 be present in order to avoid shading module.
Das Gewicht von Solarmodulen beträgt ca. 10 bis 15 kg/m2, inklusive Gestell ca. 15 bis 25 kg/m2 und inklusive dem Fundament für die Aufständerung der Module auf Flachdächern ist mit einem Gewicht von 100 bis 150 kg/m2 zu rechnen.The weight of solar modules is approx. 10 to 15 kg / m 2 , including frame approx. 15 to 25 kg / m 2 and including the foundation for mounting the modules on flat roofs with a weight of 100 to 150 kg / m 2 expected.
Eine netzgekoppelte Aufdach-Photovoltaikanlage besteht im Wesentlichen aus Solarmodulen, Unterkonstruktion, Kabel, Lasttrennschalter, Wechselrichter und Einspeisezähler. Eine Photovoltaik-Inselanlage besteht ebenfalls aus den Solarmodulen, der Unterkonstruktion und Kabel. Jedoch werden dann Laderegler mit einer Rückstrom-Sperrdiode, Batterien und gegebenenfalls ein Wechselstromrichter benötigt [ii]. Das heißt neben den Solarmodulen als Herzstück der PV-Anlage ist immer eine Unterkonstruktion für die Module zur Befestigung auf der Dachfläche erforderlich. Photovoltaikanlagen sind baulich Anlagen im Sinne des Baurechts und Es gibt eine Vielzahl von Schräg- und Flachdachkonstruktionen und mittlerweile auch Gestell- und Befestigungsvarianten von Solarmodulen. Die Dachkonstruktion, die Unterkonstruktion, die Dachanschlüsse und die Solarmodule müssen den statischen Anforderungen im Einzelnen und als Gesamtsystem gewachsen sein. Auf die Module des Photovoltaikgenerators wirken unter anderem Windlasten und Schneelasten gemäß den Definitionen der
Stand der Technik – FlachdachState of the art - flat roof
Flachdächer gehören zu den bevorzugten Flächen für die Installation von PVAnlagen. Die Installation von PV-Anlagen auf Flachdächern ist vergleichsweise einfach. Projekte können in kurzer Zeit bei niedrigen Installationskosten realisiert werden. Dabei kommen Anlagen auf Flachdächern In den Genuss der hohen Einspeisevergütung und dies gesetzlich abgesichert für die nächsten 20 Jahre. PV-Anlagen auf Flachdächern sind daher ökologisch sinnvolle Investitionen mit attraktiver Rendite.Flat roofs are among the preferred areas for the installation of PV systems. Installing PV systems on flat roofs is relatively easy. Projects can be realized in a short time at low installation costs. Plants on flat roofs benefit from the high feed-in tariff and this is legally guaranteed for the next 20 years. PV systems on flat roofs are therefore ecologically sensible investments with attractive returns.
Dachabdichtungen werden nach
- – Dachneigungsgruppe I – bis 3° (5%)
- – Dachneigungsgruppe II – über 3° (5%) bis 5° (9%)
- - Roof slope group I - up to 3 ° (5%)
- - Roof slope group II - over 3 ° (5%) to 5 ° (9%)
Die Dachneigungs-Gruppe beeinflusst sowohl Art und Ausführung der Dachabdichtung. Gemäß geltenden Flachdachrichtlinien werden Flachdächer nach ihrem konstruktiven Aufbau unterschieden in belüftete Dächer und nichtbelüftete Dächer. Die Nutzung eines Flachdaches bestimmt folgende Einteilung:
- – Nicht genutzte Flachdächer, die nur zur Wartung betreten werden
- – Genutzte Flachdächer • begehbar, d. h. für den zeitweiligen Aufenthalt von Menschen geeignet (z. B. Dachterrasse) • befahrbar, d. h. für das Befahren mit PKW bzw. LKW geeignet (z. B. Parkdeck) • begrünte Flachdächer • extensive Begrünung für anspruchslosen/pflegearmen Bewuchs • intensive Begrünung für anspruchsvollen Bewuchs, unterschiedlich nach Höhe und Pflegeaufwand.
- - Unused flat roofs that are only entered for maintenance
- - used flat roofs • walkable, ie suitable for the temporary stay of people (eg roof terrace) • passable, ie suitable for driving by car or truck (eg parking deck) • green flat roofs • extensive greening for undemanding / low-maintenance growth • intensive greening for demanding vegetation, varying according to height and care requirements.
Für die Ausführung nicht genutzter Flachdächer gilt die
Das einschalige, unbelüftete Flachdach wird nach der Lage der Dämmschicht folgendermaßen eingestuft:
- • Konventionelles Warmdach
- • Umkehrdach, auch ”UK-Dach” genannt
- • Conventional warm roof
- • Reversed roof, also called "UK roof"
Beide vorgenannte Dachtypen können sowohl als nicht genutzte als auch als genutzte Flachdächer ausgeführt werden.Both types of roofs mentioned above can be used both as unused and as used flat roofs.
Windsogsicherung wird bei Flachdächern nach der
Das moderne Flachdach ist ein vielfältig nutzbares architektonisches Element, das viel mehr bietet als nur Witterungsschutz:
- – Sicherheit für Ihr Eigentum
- – attraktive Gestaltungsmöglichkeiten
- – optimale Raumausnutzung
- – Integration von wichtigen Funktionselementen für Beleuchtung und Belüftung, Wärmedämmung, Blitzschutz und Solartechnik.
- - Security for your property
- - attractive design options
- - optimal use of space
- - Integration of important functional elements for lighting and ventilation, thermal insulation, lightning protection and solar technology.
Auf Gewerbebauten, auf Bürogebäuden und auf Hochhäusern hat sich das Flachdach daher schon lange seinen Platz erobert. Auch im Wohnungsbau hat es sich zu einer interessanten und beliebten Alternative entwickelt.The flat roof has therefore long since taken its place on commercial buildings, office buildings and skyscrapers. It has also become an interesting and popular alternative in housing construction.
Durch vielfältige Gestaltungs- und Nutzungsmöglichkeiten sind Flachdächer nicht allein aufgrund ihrer Funktionalität gefragt, sondern in wachsendem Maße auch aus ästhetischen Ansprüchen an die Architektur. Individuelle und innovative Flachdachkonstruktionen machen Lagerhallen und Fußballstadien zu anspruchsvollen und optisch reizvollen Bauwerken.Flat roofs are in demand not only for their functionality, but also increasingly for aesthetic demands on the architecture due to their diverse design and utilization possibilities. Individual and innovative flat roof constructions make warehouses and football stadiums sophisticated and visually appealing structures.
Flachdächer sind auch umweltfreundlich und nutzen die natürlichen Ressourcen, zum Beispiel durch den Einsatz von Solarthermie oder Photovoltaik. Flachdächer sind für jeden Bautyp geeignet.Flat roofs are also environmentally friendly and use the natural resources, for example through the use of solar thermal or photovoltaic. Flat roofs are suitable for every type of construction.
Der Oberbegriff Flachdach bezeichnet unterschiedliche Konstruktionsweisen und Materialien. Zur Abdichtung werden Bahnen auf Bitumen- oder Kunststoffbasis sowie Flüssigabdichtungen verwendet.The generic term flat roof designates different construction methods and materials. For sealing, bitumen or plastic-based membranes as well as liquid waterproofing are used.
Die Konstruktion des Flachdaches bestimmt die Funktion. Beim belüfteten Dach bleibt zwischen Dachdichtungsträger und Wärmedämmschicht ein Luftraum zur Be- und Entlüftung. Beim nicht belüfteten Dach liegt dagegen direkt über der Wärmedämmschicht eine witterungsbeständige Dachabdichtung. Diese Bauweise bewirkt z. B. eine unterschiedliche Belastungsfähigkeit. Beim klassischen Flachdach mit bituminöser Bahn liegt die Abdichtung direkt unter einer Schutzschicht, die meist aus Schiefersplitt, manchmal aus Kies oder Wärmedämmplatten besteht. Das Dichtungsmaterial muss ob bituminös oder hochpolymer generell witterungsfest (UV-Strahlung, Temperaturen, Wasser, Eis, Sturm, usw.) sein und zudem der Mikrobenbelastung standhalten.The construction of the flat roof determines the function. When ventilated roof remains between the roof seal carrier and thermal insulation layer an air space for ventilation. The non-ventilated roof, on the other hand, has a weather-resistant roof seal directly above the thermal barrier coating. This design causes z. B. a different load capacity. In the classic flat roof with bituminous membrane, the seal is directly under a protective layer, which is mostly made of slate, sometimes gravel or thermal insulation panels. The sealing material, whether bituminous or high polymer, must generally be weather-resistant (UV radiation, temperatures, water, ice, storm, etc.) and also be resistant to microbial contamination.
Über ihre eigentliche Funktion hinaus eröffnen Flachdächer auch neue gestalterische Perspektiven. Beim frei bewitterten Dach liegt die Abdichtung als oberste Schicht auf. Diese muss längst nicht mehr zwangsläufig schwarz oder weiß sein. Mit modernen farbigen Werkstoffen lassen sich auf einfache Weise wirkungsvolle Akzente setzen. Bei der Abdichtung ist vor allem Stabilität gegen mechanische und thermische Belastungen gefragt.In addition to their actual function, flat roofs also open up new design perspectives. In the case of the weathered roof, the seal is the topmost layer. This does not necessarily have to be black or white anymore. With modern colored materials, it is easy to set effective accents. When sealing, especially stability against mechanical and thermal loads is required.
Das Dach ist das am meisten beanspruchte Bauteil des Gebäudes. Durch Regen, Eis und Schnee ist gerade das Flachdach der Witterung ausgesetzt. Zu der mechanischen Belastung kommen Temperaturdifferenzen, UV-Einstrahlung und Windsog, die auf das Dach einwirken.The roof is the most stressed component of the building. Due to rain, ice and snow, the flat roof is exposed to the weather. Mechanical stresses include temperature differences, UV radiation and wind suction acting on the roof.
Den Schutz vor eindringendem Wasser übernimmt beim geneigten Dach die regensichere Dachdeckung, beim Flachdach die wasserdichte Dachabdichtung, Neben der Dichtigkeit sind laut Landesbauordnungen umfassende Anforderungen an die Widerstandsfähigkeit gegen Flugfeuer und strahlende Wärme gefordert gem.
Typische Materialien zur Abdichtung von Flachdächern sind:
- – Bitumendachabdichtungen (plastisch und elastisch)
- – EPDM-Dichtungsbahnen aus Ethylen-Propylen-Dien
- – Kunststoffdachbahnen aus PVC, PE, EVA, PIB oder Thermoolefinen
- – Dacheindeckungen aus Metall
- – Flüssigbeschichtungen.
- - bituminous roof waterproofing (plastic and elastic)
- - EPDM geomembranes of ethylene-propylene-diene
- - Plastic roofing membranes made of PVC, PE, EVA, PIB or Thermoolefinen
- - Roofing made of metal
- - Liquid coatings.
Die Unterkonstruktion von Flachdächern können sein Holzschalung, Beton, Trapezbleche usw.The substructure of flat roofs can be wooden formwork, concrete, trapezoidal sheets, etc.
Durch die Installation einer PV-Anlage auf ein Flachdach wird dieses zusätzlich zu den o. g. Faktoren nach durch die thermischen, mechanischen Einflüsse der PV-Anlage insbesondere durch die Unterkonstruktion und Befestigungsvorkehrungen nicht nur statisch sondern vor allem dynamisch belastet.By installing a PV system on a flat roof this is in addition to the o. G. Factors according to the thermal, mechanical influences of the PV system in particular by the substructure and mounting arrangements not only static but above all dynamically loaded.
Stand der Technik – Montage von PV-Anlagen auf Flachdächern State of the art - installation of PV systems on flat roofs
Problematisch an dieser Installation von PV-Anlagen auf Flachdächern ist; dass auch ohne PV-Anlagen Flachdächer bereits die meisten Bauwerksschäden aufweisen im Vergleich zu anderen Dachkonstruktionen. Durch die nachträglich installierte PV-Anlage kommen noch weitere Belastungen für das Flachdach hinzu. Genau hier liegt das hohe Risiko für alle Beteiligten. Denn Bau, Betrieb und Nutzung führen zu zusätzlichen Beanspruchungen und damit zu einem hohen Beschädigungsrisiko für die Dachabdichtung. Zugleich wird eine visuelle Lokalisierung von Schäden durch eine PV-Anlage auf dem Dach erheblich erschwert oder sogar unmöglich gemacht. Dabei können nicht lokalisierbare oder zu spät erkannte Abdichtungsschäden die Rendite von Photovoltaikanlagen erheblich gefährden. Muss während der Betriebsphase der PV-Anlage die Dachabdichtung repariert oder sogar großflächig saniert werden, führt dies zwangsläufig zu Ausfällen bei der Stromproduktion. Neben dem Aufwand für die Dachsanierung kommt es zu zusätzlichen Kosten für Abbau und Wiederaufbau der PV-Anlage. Werden PV-Anlagen nicht auf eigenen, sondern auf gepachteten Flachdächern betrieben, ist ein kostenträchtiger Streit zwischen Gebäudeeigentümer und Anlagenbetreiber praktisch vorprogrammiert.The problem with this installation of PV systems on flat roofs is; Even without PV systems, flat roofs already have the most structural damage compared to other roof structures. The subsequently installed PV system adds even more load to the flat roof. Exactly here lies the high risk for all participants. For construction, operation and use lead to additional stresses and thus to a high risk of damage to the roofing. At the same time, visual localization of damage by a PV system on the roof is made considerably more difficult or even impossible. Non-locatable or too late-recognized sealing damage can significantly jeopardize the yield of photovoltaic systems. If the roof waterproofing has to be repaired or even extensively renovated during the operating phase of the PV system, this inevitably leads to power production failures. In addition to the costs for roof renovation, there are additional costs for dismantling and rebuilding the PV system. If PV systems are operated not on their own, but on leased flat roofs, a costly dispute between building owners and plant operators is virtually inevitable.
Gerade erst hat der aktuelle Bauwerkssicherheitsbericht des BMVBS darauf hingewiesen, „dass am häufigsten Schäden an der Dachabdichtung von Gebäuden auftreten. Eine erhöhte Schadenshäufigkeit zeigten ... die Dachabdichtungen von Flachdächern.” Dabei sind es nicht die direkt sichtbaren Schäden durch Sturm und Hagel, die das Bild prägen – es sind vor allem schleichende Schäden an den dünnen Abdichtungsmembranen, die dazu führen, dass Feuchtigkeit oft über Jahre hinweg in das Gebäude eindringt und dort zu schwerwiegenden Folgeschäden führt Die Folgen für die Rentabilität einer PV-Anlage können dramatisch sein und ein solches Projekt schnell in die Verlustzone bringen. Deshalb braucht die langfristige Investition in eine PV-Anlage ein funktionierendes Konzept für ein dauerhaft dichtes Flachdach – als Fundament für eine nachhaltige und sichere Rendite.Just recently, the current Building Safety Report of the BMVBS pointed out "that most often damage to the roofing of buildings occur. An increased frequency of damage showed ... the roof waterproofing of flat roofs. "It is not the directly visible damage by storm and hail that characterize the image - it is above all creeping damage to the thin sealing membranes that cause moisture often over The consequences for the profitability of a PV system can be dramatic and bring such a project quickly to the point of loss. Therefore, the long-term investment in a PV system needs a functioning concept for a permanently dense flat roof - as the foundation for a sustainable and secure return.
Da bei steigender Temperatur in der Solarzelle sich der Strom um etwa 0,07%/K erhöht aber die Spannung um 0,45%/K verringert, müssen die Solarzellen bzw. die Solarmodule bei Betrieb eine ausreichende Hinterlüftung erhalten, um zu hohe Zellentemperaturen zu vermeiden, die sich negativ auf den Ertrag einer Solarstormanlage auswirken. Diese erforderliche Hinterlüftung der Solarmodule muss bei der Befestigung der PV-Anlage auf dem Flachdach berücksichtigt werden.As the temperature in the solar cell increases, the current increases by about 0.07% / K, but the voltage decreases by 0.45% / K, the solar cells or modules must be sufficiently ventilated during operation to allow too high cell temperatures avoid a negative impact on the yield of a solar power plant. This required rear ventilation of the solar modules must be taken into account when mounting the PV system on the flat roof.
Derzeit werden Solaranlagen auf dem Flachdach entsprechend der nachfolgenden Varianten befestigt, wobei unterschieden werden muss zwischen Befestigung mit Durchdringung oder Befestigung ohne Durchdringung der Dachhaut: Befestigung der PV-Anlagen mit Durchdringung der Dachhaut:
- – System mit Aufschraubungen auf Flächenerhöhungen – Risiko der Einregenstellen an den Durchdringungsstellen
- – statisch sehr aufwendiges Trägersystem mit Säulendurchdringungen über Trägern der Dachkonstruktion
- – direkte Verschraubung mit dem Untergrund [iii]
- – Sonderkonstruktionen
- - System with screwed on surface increases - Risk of Einregenstellen at the Durchdringungsstellen
- - Static very complex carrier system with column penetrations over carriers of the roof construction
- - direct screw connection to the substrate [iii]
- - Special constructions
Bei Sonderkonstruktionen, wird das Haltesystem lediglich auf den Trägern der Dachunterkonstruktion befestigt. Die erforderlichen Dachdurchdringungen müssen sehr aufwendig von einem Dachdeckerfachbetrieb abgedichtet werden und stellen generell potentielle Einregenstellen dar. Bewegungen aus thermischen Längenänderungen führen häufig zu Rissen in den Anschlussbereichen der Dachabdichtungen und dadurch nachfolgenden Wasserschäden.For special constructions, the holding system is only attached to the supports of the roof substructure. The required roof penetrations must be very expensive sealed by a specialist roofer and generally represent potential Einregenstellen. Movements from thermal changes in length often lead to cracks in the connection areas of the roof waterproofing and thus subsequent water damage.
Sonderkonstruktionen können auch nur in Zusammenarbeit mit einem Statiker durchgeführt werden, der die Lasten durchrechnen muss.Special constructions can only be carried out in cooperation with a structural engineer who has to calculate the loads.
Die Befestigungsvarianten mit Dachhautdurchdringung haben die großen Nachteil, dass dadurch die Haltbarkeit des Flachdaches deutlich eingeschränkt wird. Dies macht die zusätzliche Installation eines Dachassistenzsysteme zur Früherkennung von Leckagen notwendig. Dieses Leckmeldesystems meldet sofort, wenn Leckagen in der Abdichtung entstanden sind, durch die Feuchtigkeit in das Dach eindringt. Das Risiko eines unbemerkten Schadens am Dach und Folgen wie Wassereintritt ins Gebäude, kompletter Rückbau der PV-Anlage für die Schadenssuche oder gar die Sanierung des Daches, werden so vermieden. Ein solches DichtDach-Photovoltaik-Konzept bietet die Firma PROGEO durch die individuelle Kombination von Leckmeldesystemen und PV-Anlagen für Flachdächer an [iv].The fastening variants with roof skin penetration have the great disadvantage that this significantly limits the durability of the flat roof. This necessitates the additional installation of a roof assistance system for the early detection of leaks. This leak detection system reports immediately if leaks have occurred in the seal, through which moisture penetrates into the roof. The risk of unnoticed damage to the roof and consequences such as water entering the building, complete dismantling of the PV system for the search for damage or even the renovation of the roof, are thus avoided. Such a sealing-roof photovoltaic concept is offered by PROGEO through the individual combination of leak detection systems and PV systems for flat roofs [iv].
Ein prominentes Beispiel für die nachhaltige Kombination von Dachassistenzsystem und PV-Anlage ist die BMW Welt in München, das große Eventzentrum des Automobilherstellers. Der kombinierte Einbau einer PV-Anlage zusammen mit einem smartex®-Leckmeldesystem war fester Bestandteil der Planung. Durch dieses Konzept konnte das Risiko eines unbemerkten Schadens durch den Folgeaufbau vermieden werden, denn mit der Leckmeldeanlage konnte bereits während der Bauzeit die Dichtheit der Dachabdichtung überprüft und so ein aktiver Beitrag zur Qualitätssicherung geleistet werden. Das Schadenspotenzial war groß, denn mehrere hundert einzelne Stützen der Unterkonstruktion der PV-Anlage mussten wasserdicht durch die Abdichtungsebene hindurchgeführt werden. Dieser komplexe Dichtungsaufbau und die praktisch nicht mehr gegebene Zugängigkeit der Abdichtung waren wesentliche Argumente für die Integration einer smartex®-Leckmeldeanlage in das Abdichtungspaket.A prominent example of the sustainable combination of roof assistance system and PV system is the BMW Welt in Munich, the automobile manufacturer's big event center. The combined installation of a PV system together with a smartex ® leak detection system was an integral part of the planning. Through this concept, the risk of an unnoticed damage could be avoided by the follow-on construction, because with the leak detection system, the tightness of the roof seal was checked during the construction period and thus made an active contribution to quality assurance. The damage potential was great, because several One hundred individual supports of the substructure of the PV system had to be passed through the waterproofing layer in a watertight manner. This complex sealing structure and the virtually no longer accessible accessibility of the seal were major arguments in favor of integrating a smartex ® leak detection system into the sealing package.
Wenn man auf die Dachhautdurchdringung bei der Befestigung der Solarmodule verzichten kann, sind auch die zusätzlichen ökonomischen Belastungen durch die Leckmeldeanlage hinfällig. Auf die Dachhautdurchdringung kann bei den folgenden Befestigungssystemen verzichtet werden:
- – durchdringungsfreie Befestigung durch BS E-Solardach-Modulträgersystem
- – Systeme mit Auflast auf oder unter der Halterkonstruktion
- – direkt auf Abdichtung auflaminierte Spezialmodule (sehr geringe Leistung – hoher Preis).
- - Penetration-free attachment by BS E solar roof module carrier system
- - Systems with load on or under the support structure
- - Special modules laminated directly onto the seal (very low performance - high price).
Ein Beispiel für die Befestigung der Solarmodule ohne Dachhautdurchdringung ist das BS E-Solardach-Modulträgersystem, welches besteht aus Kopf und Seitenteilen, die mit Brust und Rücken zum TS zusammengebaut werden [v]. Mit dem Verbau im Verbund entsteht eine grolle zusammenhängende Fläche die selbsttragend ist. Dabei handelt es sich um ein sehr aufwendiges System mit geringem Windangriffspotential. Durch seine aerodynamische Bauweise soll es völlig ohne Dachdurchdringung auskommen, heißt es in der Pressemitteilung. Es liegen jedoch noch keine langjährigen Erfahrungen vor. Bei diesem System muss berücksichtigt werden, dass die notwendige Hinterlüftung der Solarmodule für die Erreichung des maximalen Wirkungsgrades und der erforderlichen Lebensdauern stark eingeschränkt ist. Bei der Aufständerung von Solarmodulen auf Flachdächern (mit Dachdurchdringung) ist eine ausreichende Hinterlüftung gewährleistet. Ähnliche Systeme mit vergleichbar geringer Flächenlasten stellen SunPowerRT10-Flachdach-PV-System und die Flachdach-PV-Systeme FDG1 und FDG2 [vi] dar.An example of fixing the solar modules without roof penetration is the BS E solar roof module support system, which consists of head and side parts, which are assembled with chest and back to the TS [v]. With the Verbau in the composite creates a large coherent surface which is self-supporting. This is a very complex system with low wind attack potential. Due to its aerodynamic design, it should do without any roof penetration, it says in the press release. However, there are not many years of experience. In this system, it must be taken into account that the necessary ventilation of the solar modules is severely limited in order to achieve the maximum efficiency and the required service life. When mounting solar modules on flat roofs (with roof penetration), sufficient ventilation is ensured. Similar systems with comparatively low surface loads represent the SunPowerRT10 flat roof PV system and the flat roof PV systems FDG1 and FDG2 [vi].
Auf Grund der verwendeten Leichtbau-Materialien (durchschnittliche Eigengewicht von Unterkonstruktion und Modul von ca. 11,5 kg pro m2 und der nicht Befestigung auf der Dachhaut sind diese bei hohen Windstärken an prädestinierten Standorten ohne zusätzlichen Ballast zur Stabilisierung nicht geeignet. Durch die erforderliche Stabilisierung wird der entscheidende Vorteil der geringen zusätzlichen Traglast, wie sie für kaum belastbare Industriedächer eine Lösung wären, wieder hinfällig. Durch die LGA Typenprüfung bzw. -statik erfolgte die Freigabe des Flachdach-PV-System nur für die Windlastzone II und die Schneelastzone III.Due to the lightweight materials used (average weight of substructure and module of about 11.5 kg per m 2 and the non-attachment to the roof, these are not suitable for high wind forces in predestined locations without additional ballast for stabilization Stabilization is the decisive advantage of the low additional load, as they would be a solution for hardly loadable industrial roofs, due to the LGA type approval or static released the flat roof PV system only for the wind load zone II and the snow load zone III.
Demgegenüber kann eine bessere Wind- und Schneebelastbarkeit erreicht werden, wenn z. B. sogenannte Systemwannen aufgestellt werden, die dann mit Betonplatten oder Kies beschwert werden. Das erforderliche Gewicht des Ballastes ist von der Höhe des Gebäudes, seiner Lage und der Beschaffenheit des Flachdaches abhängig. Im Ergebnis bedeutet dies aber eine erhebliche zusätzliche Traglast für das Flachdach. Diese Variante ist somit für eine Vielzahl von Flachdächern nicht einsetzbar. Bei Neubauten könnte diese Installationsvariante von Anfang an berücksichtigt werden, wobei hier der zusätzliche Ballast die Baukosten erhöht. Bei der nachträglichen Installation von PV-Anlagen auf das Flachdach stellen die zusätzlichen Traglasten durch das Befestigungssystem ein erhebliches Risiko dar. Quellen:
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Geist, H. -J.; „Photovoltaik-Anlagen planen, montieren, prüfen, warten”; Elektor-Verlag GmbH, 3. Auflage 2009 - ii
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http://www.progeo.com - v
http://www.flachdachsystem.de/ - vi
http://www.solaranlagen-portal.de/news/modulares-flachdach-pv-system/
- i
Geist, H.-J .; "Planning, mounting, testing, and maintaining photovoltaic systems"; Elektor-Verlag GmbH, 3rd edition 2009 - ii
Witte, M .: "What you should know about photovoltaic systems"; Engineering office Makrus Witte, 2nd edition 2009 - iii
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Die vorgenannten allgemeinen Ausführungen zeigen, dass bei Einsatz von bisherigen Lösungen hauptsächlich 4 Probleme auftreten:
- 1. Durchdringungen in der Abdichtung auf Flachdächern wegen der Befestigung der Stützen auf dem statisch tragenden Untergrund sind häufig Ursachen von Einregen- und Schadstellen.
- 2. Schwere Ballast-Füße oder Trag-Unterkonstruktionen können bei vielen Leichtbaudächern wegen zu hoher Gewichte nicht eingesetzt wenden.
- 3. Bewegungen aus den Konstruktionen der Aufbauten werden über herkömmliche meist unelastische und starre Stützenkonstruktionen in der Regel ungehindert in den Unterbau eingeleitet und führen daher häufig zu Schäden an den Oberflächen der Unterbauten.
- 4. Reparaturen an den Aufbauten bzw. temporäre Demontagen der Aufbauten sind nur mit hohem Montageaufwand durchzuführen.
- 1. Penetration in the waterproofing on flat roofs because of the attachment of the supports on the static supporting surface are often causes of rain and damage spots.
- 2. Heavy ballast feet or supporting substructures can not be used in many lightweight roofs because of excessive weights.
- 3. Movements from the constructions of the structures are generally unhindered initiated by conventional mostly inelastic and rigid support structures in the substructure and therefore often lead to damage to the surfaces of the substructures.
- 4. Repairs to the superstructures or temporary disassembly of the superstructures can only be carried out with high assembly costs.
Für die Problemstellung gemäß 1. und 2 wurde gleichzeitig mit dem im Patentanspruch I. aufgeführten Merkmalen eine Lösung gefunden, Indem die relativ leichte Universalträgerstütze – ohne Durchdringung bzw. Perforierung der Dachhaut – mit der Grundplatte (
Die Problemstellung gemäß 3. wird durch die Patentansprüche IV. gelöst. Bedingt durch die Mehrteiligkeit der Universalträgerstütze sowie der Wahl des Herstellungsmateriales der Universalträgerstütze können entsprechend auftretende horizontale und schräge Bewegungen aus den auf der Ebene zur Aufnahme der Aufbau-Montagegruppen (
Die Problemstellung gemäß 4. wird technisch vorrangig durch die Patentansprüche II. gelöst. Da die Universalträgerstütze durch deren Mehrteiligkeit aus der Grundplatte (
Verbessert wird die Lösung noch durch den Patentanspruch V. Durch die Möglichkeit des jederzeitigen Hochschiebens und dadurch ein „Entriegeln” des Verriegelungsaufsatzringes (
Zudem verringert sich für die Anwender der Lagerhaltungsaufwand, da die gemäß Patentansprüchen I.–V. erläuterte Erfindung fast universell auf allen Dachflächen, bei fast allen Abdichtungslagen und mit beinahe allen erdenklichen Aufbauteilen einsetzbar ist – und das wird erreicht mit einer Universalträgerstütze. Ebenso ist die Montage jeweils nach gleicher Art und Weise durch Aufbau und Verklebung zu erreichen, was dem Anwender wiederum Erleichterung bringt, da keine Verschiedenen Montage- und Befestigungssysteme nötig sind und diese Art des Aufbaus mit Verklebung im Gegensatz zu nahezu allen bisher bekannten Systemen zudem sehr zeitsparend durchgeführt werden kann.In addition, the storage costs are reduced for the users, since the according to claims I.-V. explained invention almost universally on all roofs, in almost all waterproofing layers and with almost all imaginable body parts is used - and that is achieved with a universal support. Likewise, the assembly in each case by the same way to achieve construction and bonding, which in turn brings relief to the user, since no different mounting and mounting systems are needed and this type of construction with bonding in contrast to almost all previously known systems also very time-saving can be performed.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
Die Universaltragstütze wird aus einem Elastomer-Kunststoff oder aus verschiedenen Elastomer-Kunststoffen mit gegebenenfalls unterschiedlichen Shore-Härten im Spritzgussverfahren hergestellt.The universal support bracket is made of an elastomeric plastic or of various elastomeric plastics with optionally different Shore hardnesses by injection molding.
Die Universalträgerstütze besteht auf den Zeichnungen aus folgenden Teilen mit den vorangesetzten Nummerierungen:The universal carrier support consists on the drawings of the following parts with the prefixed numbering:
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Grundkörper mit AuflageflächeBasic body with support surface
- 22
- Aufsatzhülseup case
- 33
- VerriegelungsaufsatzringLocking attachment ring
- 44
- Gitterstrukturlattice structure
- 55
- Einrast-RillenvertiefungSnap-groove indentation
- 66
- Einrast-RillenerhöhungSnap-in grooves increase
- 77
- WasserführungskanalWater duct
- 88th
- Wasserführungs-Öffnungsloch aus dem InnenbereichWater supply opening hole from the inside area
- 99
- Aussparungen zur Ermöglichung der Ausdehnung des Einrast-SystemsRecesses to allow the extension of the latching system
- 1010
- Ebene zur Aufnahme der Dachaufbau-MontagebaugruppenLevel for receiving the roof mounting subassemblies
- 1111
- Grundkörper-BodenrandBasic body bottom edge
Auf
Der Grundkörper mit Auflagefläche (
Eine unlösbare Verbindung des Grundkörpers (
Sollten im Laufe der Jahre durch die Einschraub- oder Befestigungslöcher auf/in der Ebene zur Aufnahme der Dachaufbau-Montagebaugruppen (
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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Norm DIN 1055 Teil 4 und Teil 5 [0005] Standard DIN 1055
Part 4 and Part 5 [0005] - DIN 18531 [0007] DIN 18531 [0007]
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
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R003 | Refusal decision now final |