DE9114949U1 - Bausatz eines Modulfeldrahmens zur Dach- und Fassadenintegration von Photovoltaik-Modulen, Flachkollektoren und Elemente zur transparenten Wärmedämmung - Google Patents

Bausatz eines Modulfeldrahmens zur Dach- und Fassadenintegration von Photovoltaik-Modulen, Flachkollektoren und Elemente zur transparenten Wärmedämmung

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Description

Die Erfindung betrifft einen Bausatz eines Modulfeldrahmens zur Dach- und Fassadenintegration von Photovoltaik-Modulen, Flachkollektoren und Elementen zur transparenten Wärmedärmnung.
Photovoltaik-Module oder -Laminate, Flachkollektoren und Elemente zur transparenten Wärmedämnung (im folgenden Text unter dem Begriff Module zusarrniengefaßt) dienen der elektrischen bzw. thermischen Nutzung der Sonnenenergie. Mehrere einzelne Module werden im allgemeinen zu einem Modul feld zusamnengefaßt. Die einzelnen Module sind darin elektrisch miteinander verschaltet bzw. mittels einer Verrohrung verbunden.
Bisher werden derartige Module in fast allen Anwendungsfällen (mit Ausnahme der transparenten Wärmedämmung) auf freitragenden Gestellen aus Winkelprofilmaterial (L, T oder U Profile) aufgebaut. Auf Flachdächern werden diese Gestelle mittels einer Aufständerung in die richtige Lage gebracht. Auf Steildächern werden die Gestelle meistens parallel zur Eindeckung auf Dachhaken montiert.
In beiden Fällen stellt das Modul feld eine neue zusätzliche Gebäudefläche dar. Die Module und alle Verbindungskomponenten (Verschraubungen und Verkabelung bzw. Verrohrung) sind dabei der direkten Bewitterung ausgesetzt. Die "aufgesetzte" Anlage kann sich nachteilig auf die Ästhetik des Gebäudes auswirken.
Eine Integration der Module in bestehende oder zu erstellende Gebäudeau(3enflachen beseitigt diese Nachteile. Dachlasten werden durch integrierte Anlagen nicht erhöht, die Anforderungen von Statik und Sturmsicherheit sind leichter zu erfüllen.
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Die derzeit am Markt erhältlichen Befestigungskonzepte für Module eignen sich nicht zur Herstellung von gebäudeabschließenden und witterungsbeständigen Kaltdächern und Kaltfassaden. Dies ist verständlich, da derartige Module bisher nicht als Bestandteil von Gebäuden konzipiert waren. Versuche der Dachintegration von herkömmlichen gerahmten Modulen führten zu unbefriedigenden Lösungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtheit und Sicherheit der aus Modulen gebildeten Gebäudeaußenhaut zu gewährleisten. Die Ableitung des in Kaltdächern oder Kaltfassaden - hier aus Modulen gebildet - entstehenden Kondenswasser stellt ebenso wie die sichere Hinterlüftung und Kühlung der Module ein Problem dar.
Ferner soll die Erfindung eine unkomplizierte und schnelle Montage der Module ermöglichen, wobei die Erfüllbarkeit aller in Frage kommenden Installationsvorschriften gewährleistet sein muß.
Außerdem soll das Integrationsverfahren eine dem Wert und der technischen Lebensdauer der Module angemessene Haltbarkeit erreichen.
Diese Probleme werden erfindungsgemäß durch einen Bausatz für einen Modul feldrahmen zur Dach- und Fassadenintegration von Modulen gelöst.
Der Bausatz besteht aus mindestens zwei in vertikaler Richtung auf Dachlatten und dergl. oder einer Außenwand befestigten Pfosten und mindestens zwei in horizontaler Richtung in den Pfosten angebrachten Riegeln, wobei sich die tatsächliche Anzahl der Pfosten und Riegel nach der Anzahl der zu integrierenden Module richtet. Die Module werden innerhalb der Pfosten und Riegel mittels Dichtungsprofilen spannungsfrei eingebettet. Am Rand des Modulfelds wird die Verwahrung als Übergang zur angrenzenden Dach- oder Fassadenhaut in gleicher Weise zwischen Dichtungsprofilen eingebunden. Damit wird aus Modul feldrahmen, Modulen und Verwahrung eine dauerhafte, wind- und regendichte Gebäudeumschließungsfläche hergestellt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung können die Pfosten- und Riegelprofilunterteile aus eloxiertem Aluminium bestehen, die flachen
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Pfostendruckschienen sowie die Riegelabdeckungen können aus nichtrostendem Edelstahl bestehen. Die durch die Riegelabdeckungen gebildete Abdeckung der horizontalen Modul ränder innerhalb des Modul feids ragt nur in geringem Maße über die Modul oberfläche hinaus. Dadurch wird der Abfluß von Niederschlagswasser nur unwesentlich behindert, Verschmutzung und Algenbildung werden weitgehend vermieden. Auch wird dem Abgleiten einer Schneedecke nur ein sehr geringer Widerstand entgegengesetzt.
Die Riegel- und Pfostenprofile sind durchgängig belüftet. Eventuell an den Modulrändern sowie in den Pfosten- und Riegelprofil en entstehendes Kondenswasser und im Schadensfall auftretendes Leckagewasser wird innerhalb der Riegel- und Pfostenkonstruktion abgeleitet. Bei Einsatz in Steildächern gelangt das Wasser am unteren Rand des Modulfelds über von außen nicht sichtbare Überleitschürzen auf die darunterliegende Dachhaut. An der Unterseite des Aufhaus entstehendes Kondenswasser wird bei der Anwendung in Steildächern über eine Unterspannbahn abgeführt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen die Montage der Pfostenprofile in Pfostenaufnehmern, welche eine Justierung der Pfostenprofile nach Bauhöhe und Lage in Pfostenlängsrichtung erlauben. Der Abstand der Pfostenprofile in horizontaler Richtung ist durch die Modulabmessungen festgelegt, der erfindungsgemäße Bausatz kann daher eine Montagelehre als Hilfsmittel zum Anbringen der Postenprofile oder der Pfostenaufnehmer enthalten.
Um den Bausatz gleichermaßen zur Dach- wie zur Fassadenintegration von Modulen nutzen zu können, können die Riegelprofile in den Ausnehmungen der Pfostenprofile verschraubt werden.
Schließlich ermöglicht die Erfindung, die Verkabelung von Photovoltaik-Generatoren witterungsgeschützt und entsprechend der 'Vorläufigen Richtlinien für die Errichtung und den Betrieb von Photovoltaikanlagen' der VDEW in nach Polarität getrennten Kanälen durchzuführen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen Bauteile oder Hilfsmittel zur Erleichterung der Montage des Modulfeldrahmens und der Module.
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Die Ausgestaltungen der Erfindung sind in dm Unteransprüchen 2 bis 10 angegeben.
Em Äusführungsbeispiej zeigt anhand der Zeichnungen 1 bis 8 eine Anwendung des Modulfeldrahmens zur Integration eines Photovoltaik-Generators in ein Steildach. Die einzelnen Darstellungen zeigen:
Fig. 1: Ansicht eines montierten und bestückten Modulfeldrahmens
Fig. 2: Anwendungsbeispiel: Schnitt durch den Aufbau bei einen Steildach
Fig. 3: Ausnehmungen in den Pfostenprofilen, Montageknaggen
Fig. 4: Verbindung Riegel- und Pfostenprofile
Fig. 5: Pfostenprofil mit zwei Modulen
Fig. 6: Pfostenprofil mit Modul und Verwahrung
Fig. 7: Riegelprofil mit zwei Modulen
Fig. 8: Riegelprofil mit Modul und Verwahrung
Ein nach Süden ausgerichtetes, mindestens 20 Grad geneigtes Sparren- oder Binderdach ist nach DIN 18338 als Kaltdach ausgebildet. Fig. 2 zeigt einen Schmitt durch den Dachaufbau. Oberhalb der Sparren 21 liegt die wasser- und winddichte Unterdachhaut 22. Die Dachlatten 24 zur Aufnahme der Dachhaut (Dachpfannen oder Module) sind auf Konterlatten 23 angebracht.
Der durch die Dachpfannen der angrenzenden Dachhaut vorgegebene Abstand der horizontal verlaufenden Dachlatten 24 kann auch innerhalb des Modulfelds beibehalten werden. Die oberste und unterste Dachlatte innerhalb des Modulfeldes darf maximal 20 cm vom jeweiligen Modulfeldrand entfernt gesetzt werden.
Fig. 3 zeigt eine Teilansicht eines Pfostens. Die Gesamtlänge der Pfostenptofile 2 (und damit die Höhe des Modul feid-Rahmens) ist durch die Anzahl über einander liegender Module 7 festgelegt. Für die Aufnalime der Riegelprofile 3 sind Ausnehmungen in den Oberseiten der Pfostenprofile 2 vorhanden.
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In die oberen Kanten der beiden ProfiIschenkel sind Dichtungsprofile 14 eingelegt. In die Ausnehmungen sind spezielle Dicht-Formstücke 15 eingesetzt. In Profilmitte ist eine Hilfsprofilleiste 12 eingesetzt. Diese Leiste hält das obenliegende Dichtungsprofil 14, führt die Fassadenbauschraube 13 und ermöglicht damit eine einfach und schnelle Montage der Pfostendruckschienen auf den Pfostenprofilen 2.
Die Pfostenprofile 2 werden in Pfostenaufnehmern 8 nach Lage und Höhe ausgerichtet auf den horizontal verlaufenden Dachlatten 24 montiert. Die Befestigung der Aufnehmer 8 erfolgt mit je zwei Holzschrauben. Die Befestigung der Pfosten 2 in den Aufnehmern 8 erfolgt durch beide Seitenschenkel der Aufnehmer in die Seitenflächen des Pfostenprofils. Hierzu werden Blindnieten oder durchgehende Schrauben verwendet.
Die Anzahl der pro Pfosten 2 vorzusehenden Aufnehmer 8 entspricht der Anzahl der übereinander angeordneten Riegel 3. Die Aufnehmer sollen vorzugsweise in der Nähe der Ausnehmung für die Riegelprofile gesetzt werden.
Die jeweils außenliegenden ProfiIschenkel der Pfosten 2 und Riegel 3 am Rand des Modulfeld-Rahmens weisen keine Ausnehmungen auf und sind mit speziellen Dichtungsprofilen 16 ausgestattet. Damit wird die Differenz zwischen Moduldicke und der Materialstärke der Verwahrung 4, 5, 6 ausgeglichen.
Am unteren Ende eines Pfostens wird jeweils eine Wasserüberleitschürze 19 zwischen Pfostenprofil 2 und Aufnehmer 8 eingebaut. Diese Überleitschürze führt das aus den Profilen austretende Kondenswasser unter der unteren Verwahrung 4 auf die unter dem Modul feld befindliche Dachpfannenreihe.
Die Riegelprofil-Abschnitte 3 sind in Fig. 4 dargestellt. Für eine Anschlußdose an PV-Modulen 7 bzw. für die Kabeldurchführung kann einer der ProfiIschenkel einen Ausschnitt enthalten. Dieser Ausschnitt befindet sich bei der Montage am oberen Schenkel des Profils (das Modul ist entsprechend mit der Anschlußdose nach unten montiert). Module mit randferneren Anschlußdosen können beliebig montiert werden. Dabei wird auf den Ausschnitt verzichtet. Für die Kabeldurchführung werden an geeigneter Stelle Bohrungen mit Gurrmitülle vorgesehen.
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In die oberen Kanten der beiden ProfiIschenkel des Riegelprofils 3 sind Dichtungsprofile 15 eingelegt.
Nach Montage der Pfostenprofile 2 werden die Riegelprofile 3 in die Ausnehmungen der Pfostenprofile eingelegt. Sie können durch vorbereitete Bohrungen mit je zwei Schrauben je Auflagepunkt mit den Pfostenprofilen verschraubt werden.
Die Module 7 werden auf die Pfosten- und Riegelkonstruktion aufgelegt und während der Montage durch im Bausatz enthaltene Montageknaggen 25 in Position gehalten. Jeweils mehrere Module werden elektrisch zu Strängen verbunden. Die Anschlußkabel 20 der einzelnen Stränge werden innerhalb der Riegel- und Pfostenprofile nach Polarität getrennt verlegt.
Zur Befestigung der Module werden Pfostendruckschienen 9 auf die Pfostenprofile 2 geschraubt. Dabei werden zwischen Modul oberfläche und Druckschiene 9 Dichtungsprofile 14 eingelegt.
Auf den Riegelprofilen 3 innerhalb des Modulfelds werden die Modulübergänge mit Butylband 18 und der Riegelabdeckung 10 wasserdicht abgeklebt. Auf den Riegelprofilen 3 am oberen und unteren Rand des Modulfelds ermöglichen aufgeschraubte Riegeldruckschienen 11, ebenfalls mit Butylband 18 gedichtet, den Übergang zur Verwahrung 4, 6.
Die Verwahrung ist der witterungsdichte Übergang vom Modul feld zur angrenzenden Dachhaut. Sie wird in gleicher Weise wie die Module 7 zwischen den Dichtprofilen der äußeren Profilschenkel eingebaut. Die seitliche und die obere Verwahrung 5, 6 zur Einbindung in die bestehende oder geplante Dachhaut ist mit angepaßten Kantprofilen z.B. aus V2A-Stahlblechen auszuführen. Eine Bleischürze bildet bei Anlagen, die nicht mit der Traufkante des Daches abschließen, die untere Verwahrung 4 als Übergang zur Dacheindeckung.
Direkte Übergänge zum First, zum Ortgang und zur Traufkante sind jeweils möglich.
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r - 7 - Bezugszeichenliste Modu1f e1drahmen
1 Pfostenprofil
2 Riegelprofil
3 untere Verwahrung
4 seitliche Verwahrung
5 obere Verwahrung
6 Modul
7 Pfostemaufnehmer
8 Pfostendruckschiene
9 Ri ege1abdeckung
10 Riegeldruckschiene
11 Hilfsprofil
12 Fassadenbauschraube mit Neoprene-Dichtscheibe V4A DIN 7976
13 Profildichtung für Pfostendruckschiene
14 Profildichtung für Modulaufnähme
15 Profildichtung für Verwahrungsaufnahme
16 Profildichtung für Riegelaufnahme
17 Butylband
18 Wasserüber1eitschürze
19 Kabel
20 Dachsparren
21 Dichtbahn
22 Konterlatte
23 Dachlatte
24 Montageknaggen
25

Claims (1)

  1. Bausatz eines Modulfeldrahmens zur Dach- und Fassadenintegration von Photovoltaik-Modulen, Flachkollektoren und Elementen zur transparenten Wärmedäimrung, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Bausatz aus mindestens zwei in vertikaler Richtung auf Dachlatten und dergl. oder einer Außenwand befestigten Pfostenprofilen und mindestens zwei in horizontaler Richtung in den Pfostenprofilen angebrachten Riegelprofilen besteht, wobei die Module oder Kollektoren innerhalb der Profile mittels gumnielastischer Dichtungsprofile spannungsfrei eingebettet sind und am Rand des Modulfelds die Verwahrung als Übergang zur angrenzenden Dach- oder Fassadenhaut in gleicher Weise eingebunden wird.
    Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Pfostenprofile aus einem Profilunterteil und einer aufgeschraubten, aufschnappbaren oder aufgeklipsten flachen Pfostendruckschiene, die Riegelprofile aus einem Profilunterteil und einer aufgeschraubten oder aufgeklebten flachen Profi!abdeckung bestehen.
    Bausatz nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Pfostenprofile in Pfostenaufnehmern montiert werden, welche eine Justierung der Pfostenprofile nach Bauhöhe und Lage in Längsrichtung erlauben.
    Bausatz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    N.u.T. Beratung»· undForschungsgescllschatt mbH ■ 20'5HOiSbUM Telefon 040/605 OO 29. Telefax 040/6050029, Wulfsclorfor Weg 33
    /natur\ / und \ L technik -J
    daß die Riegelprofile an den Kreuzungspunkten mit den Pfostenprofilen verschraubt werden können.
    Bausatz nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    daß in den Profilen Ausschnitte für spezielle Modul typen oder Anschlußteile vorhanden sein können.
    Bausatz nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß an den unteren Enden der Pfostenprofile Überleitschürzen zur Ableitung des in den Profilen anfallenden Kondenswasser angebracht sind.
    Bausatz nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfostenprofile ein Hilfsprofil aufweisen, welches die
    Profildichtungen der Pfostendruckschiene während der Montage fixiert und das
    Anbringen der Verschraubung erleichtern.
    Bausatz nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Bausatz Montagehilfsmaterial (Montageknaggen) und Montagelehren enthält.
    Bausatz nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,.
    daß bei Verwendung zur Integration von Photovoltaikmodulen oder -Laminaten
    N.u.T. Beratung»· undForschungsgasollschaftmbH · 207&Ggr;> Ho^süühhI I 1
    Telefon 040/6050029, Telefax 040/6050029, Wulfsdorfer Wjg 33
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    die Anschlußkabel in nach Polarität getrennten Profilkanälen verlaufen können.
    Bausatz nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bausatzteile teilweise oder vollständig aus korrosionsbeständigem Material bestehen können.
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