Prüfung von Schneelasten

Prüfung von SchneelastenGehäuse seitlich rausgedrückt.2SPF Industrietag 2013

Prüfung von SchneelastenBruch der Abdeckung(Schnee oder Schaufel?)3SPF Industrietag 2013

Prüfung von SchneelastenAbdeckung rutscht aus dem Kollektor heraus…4SPF Industrietag 2013

μ i Dachformbeiwert (SIA 261)q k = μ i ∙ C e ∙ C T ∙ s kDachneigung 30° Lastmodell 1μ i = 0.8- Lastmodell 1 gleichmässige Ablagerung,keine Windverfrachtung- Lastmodell 2 ungleichmässigeAblagerung durch Windverfrachtung.6SPF Industrietag 2013

s k Schneelastzonen (SIA 261)q k = μ i ∙ C e ∙ C T ∙ s kBeispiel:Chur 593 m.ü.M.Korrektur +200 mkorr. Höhe 793 m.ü.M.Ergibts k = 2.45 kk/m 2(ca. 250 kg/m 2 )s k = 0.4 ∙ 1 + h3502≥ 0.9 kk⁄m 2s k = Charakteristische Schneelast auf dem Boden (kN/m 2 ).h = korrigierte Bezugshöhe (m.ü.M.)7SPF Industrietag 2013

q k Charakteristischer Wert der Schneelast (SIA 261)Beispiel: Chur (30° Dachneigung, gleichmässige Ablagerung)s k = 2.45 kk/m 2μ i = 0.8C e = 1.0 (normale Windverhältnisse)C T = 1.0 (normale Temperaturverhältnisse)q k = 0.8 ∙ 1.0 ∙ 1.0 ∙ 2.45 = 1.96 kk/m 2Ergibt ca. Schneelast von 200 kg/m 2Oft noch ein Sicherheitsfaktor SF=+1.5Also z.B. Chur: 300 kg/m 2ABERNormprüfung ist senkrecht zur OberflächeST: EN12975 (Solar Keymark): 1.0 kN/m 2 (100 kg/m 2 )PV: EN 61646 / EN61646 / u.s.w.: 2.4 kN/m 2 - 5.4 kN/m 2Montagesystem ?Dauer der Prüfung ist unbestimmt.8SPF Industrietag 2013

Prüfmethoden für SchneelastPneumatikzylinder.WasserbadSand/Wassersäcke- Nur senkrechte Lasten- Keine sehr grossen Kollektoren9SPF Industrietag 2013

Neue Anlage für Schneelast10SPF Industrietag 2013

Neue Anlage für SchneelastLuftkissenLuftkissen ermöglicht senkrechte Kräfte. Um eine Schneelast von 1 T/m 2 zu erzeugen istein Überdruck von 100 mbar ausreichend. (Fahrrad hat bereits >2bar !)Parallel zur Kollektoroberfläche wird gezogen (Oranger Pfeil).Damit können fast beliebige Verhältnisse von senkrechten und parallelen Kräften erzeugtwerden.11SPF Industrietag 2013

Neue Anlage für Schneelast12SPF Industrietag 2013

Neue Anlage für SchneelastDachneigungEffektiveSchneelast13SPF Industrietag 2013

Neue Anlage für Schneelast14SPF Industrietag 2013

Messtechnik und SensorikKraftsensorenDistanzsensoren (10 Kanäle, frei positionierbar)Kameras15SPF Industrietag 2013

Schäden bereits bei 500kg (~260 kg/m 2 )16SPF Industrietag 2013

Nicht zerstört bei ca. 3300 kg (~1450 kg/m 2 )17Prof. Matthias Rommel, 23.1.2012

To Do’s #1 (Montagesysteme)Das Montagesystem ist in aller RegelNICHT wirklich Teil der Bewertungdurch die Normprüfungen.Montagesystem kann ausreichendsein und Kollektor/Modul kannausreichend sein. Die Kombinationaber nicht.UNDDachkonstruktion kann auch Einflusshaben.Aber:Kosten, wenn Hersteller verschiedeneMontagesysteme hat?18SPF Industrietag 2013

To Do’s #2 (Vakuumröhrenkollektoren)Schnee fällt nicht zwischen den Röhren durch.Schnee schmilzt nur sehr langsam wegMontagesystemeSpiegel19SPF Industrietag 2013

To Do’s #3 (Grossflächenkollektoren)Kollektoren / Modulfelder / Kollektorfelder / Dachelemente bis ca. 3x5 Meterkönnen voll belastet werden. 1500 kg/m 2 für 15 m 2 sind erreicht. (22 Tonnen)Alle «vernünftig» Schneelasten sind abgedeckt.20SPF Industrietag 2013

Fazit und Dank• Mit der neuen Anlage werden realistische Schneelasten simuliert.Alles was die SIA261 vorsieht und für alle Lagen wo ein thermischerKollektor sinnvoll ist.• Die Anlage liefert dank Messtechnik und Kameras intuitiv Einsichten indie Vorgänge bei hohen Schneelasten: Ermöglicht das Identifizieren vonSchwachstellen.• Stabilität kann weitgehend konstruktiv erreicht werden.Erhöhung der Stabilität ist oft auch ohne Materialeinsatz möglich.bfe Bundesamt für Energie (Vertikal)kti Kommission für Technologie und Innovation (Horizontal)andreas.bohren@solarenergy.chwww.solarenergy.ch21SPF Industrietag 2013