PROJEKT WYKONAWCZY INSTALACJI FOTOWOLTAICZNEJ O MOCY 10,05 kwp DLA BUDYNKU PRZEDSZKOLA SAMORZĄDOWEGO W SKALE

Transkrypt

1 OPINIA KONSTRUKCYJNO-BUDOWLANA DOTYCZĄCA MOŻLIWOŚCI USTAWIENIA PANELI FOTOWOLTAICZNYCH NA STROPODACHU BUDYNKU WRAZ Z PROPOZYCJĄ Temat/obiekt: KONSTRUCJI WSPORCZEJ POD PANELE PV PROJEKT WYKONAWCZY INSTALACJI FOTOWOLTAICZNEJ O MOCY 10,05 kwp DLA BUDYNKU PRZEDSZKOLA SAMORZĄDOWEGO W SKALE Adres: Zamawiający: Przedszkole Samorządowe w Skale Skała, ul. Topolowa 16 Dz.nr 934/4, obręb Skała - Miasto Gmina Skała ul. Rynek 29, Skała Branża: KONSTRUKCJA Skład zespołu projektowego: Opis Imię i nazwisko, nr uprawnień Podpis Opracował: Dr inż. Rafał Szydłowski MAP/0083/POOK/08 luty 2016 rok Warszawa, ul. Gizów 6, tel , kom biuro@novista.pl,

2 SPIS ZAWARTOŚCI PROJEKTU 1. OPIS TECHNICZNY Podstawa opracowania Przedmiot opracowania Zakres opracowania Opis obiektu Opis szczegółowy stropodachu Analiza nośności stropodachu Opis systemu montażowego paneli PV OBLICZENIA Zestawienia obciążeń Rozstaw szeregów modułów DOKUMENTACJA FOTOGRAFICZNA RYSUNKI Rys nr K-1 Schemat rozmieszczenia paneli PV na budynku

3 1. OPIS TECHNICZNY 1.1. Podstawa opracowania Podstawę do opracowania niniejszej dokumentacji stanowiły następujące materiały wyjściowe: - Zlecenie Zamawiającego; - Dokumentacja rysunkowa przygotowana na potrzeby projektu adaptacyjnego instalacji elektrycznej; - Wywiad techniczny i dokumentacja fotograficzna przedmiotowego budynku przeprowadzona przez przedstawicieli Novista oraz Urzędu Gminy Skała; - Protokół projektowy instalacji PV dla budynku Przedszkola Samorządowego w Skale, - Projekt koncepcyjny Montaż instalacji fotowoltaicznej o mocy 10,05 kwp dla budynku Przedszkola Samorządowego w Skale - Aktualne normy, przepisy oraz literatura techniczna Przedmiot opracowania Przedmiotem opracowania jest ocena możliwości ustawienia paneli fotowoltaicznych (PV) wraz z systemem montażowym na dachu budynku Przedszkola Samorządowego przy ul. Topolowej 16 w miejscowości Skała oraz propozycja konstrukcji wsporczej pod panele PV Zakres opracowania Niniejsze opracowanie obejmuje swym zakresem tylko konstrukcję stropodachu budynku na którym projektuje się ustawienie paneli fotowoltaicznych instalacji PV. Ocena przedmiotowego stropodachu dokonana zostanie w oparciu o obliczenia statyczne jego nośności. Wpływ dodatkowego obciążenia na pozostałe elementy konstrukcyjne budynku jest znikomy Opis obiektu Obiekt objęty opracowaniem jest budynkiem użyteczności publicznej, dwukondygnacyjnym, z częściowo użytkowanymi piwnicami. Wykonany jest w konstrukcji murowanej tradycyjnej, przykryty dwuspadowym stropodachem wentylowanym, pokrytym papą. Ściany nośne gr. 38 cm z cegły kratówki. Budynek posiada: - ściany zewnętrzne i wewnętrzne o konstrukcji tradycyjnej murowanej z cegły kratówki gr. 38 cm, - stropy żelbetowe, - stropodach wentylowany pokryty papą, - okna z profili PCV i w ramach drewnianych szklone pojedynczo, -drzwi wejściowe do budynku drewniane i w ramach AL - ściany zewnętrzne pokryte tynkiem Opis szczegółowy stropodachu Dach płaski z wentylowanym stropodachem, o wymiarach 13 m x 37 m. Dach jest konstrukcji betonowej, pokryty papą oraz płytą korytkową. 3

4 1.6. Analiza nośności stropodachu Na podstawie dokonanych obliczeń konstrukcji płyt stropodachu stwierdza się, że ich nośność nie jest przekroczona, a dodatkowe obciążenia spowodowane montażem paneli instalacji fotowoltaicznej na stropodachu budynku Samorządowego Przedszkola w Skale, nie będą miały wpływu na bezpieczeństwo użytkowania obiektu pod warunkiem że ich ciężar wraz z podkonstrukcją i balastem nie będzie przekraczał 170 kg na jeden panel. Zaznacza się, że montaż paneli PV musi być zgodny z założeniami projektu. Z przekazanej dokumentacji fotograficzne oraz wyników wywiadu technicznego wynika, budynek jest w dobrym stanie technicznym. Nie zauważono niepokojących zawilgoceń, rys ani odkształceń jego konstrukcji Opis systemu montażowego paneli PV Panele fotowoltaiczne montuje się na dachach płaskich (o nachyleniu do 20 ) za pomocą specjalnych systemów montażowych. Mocowane są one bezpośrednio do konstrukcji dachu lub też ustawiane na jego powierzchni i dociążane obciążnikami (balastem). Zabezpiecza się w ten sposób instalację przed podnoszeniem, przesuwaniem lub przewracaniem pod wpływem wiatru. W niniejszym projekcie zakłada się system montażowy z zastosowaniem balastu, który należy zamontować zgodnie z wytycznymi producenta. Przyjęto że wszystkie panele będą nachylone wzdłuż krótszego boku pod kątem 20⁰. Prefabrykowane bloczki betonowe należy układać na pasku papy, który trzeba połączyć z bloczkiem i pokryciem dachu np. lepikiem. Montaż kotew należy przeprowadzić zgodnie z wytycznymi producenta. Przyjęto konstrukcję trójkąta na dach płaski mały lub równoważny. Dopuszcza się zastosowanie systemu montażowego mocowanego do konstrukcji żelbetowej dachu pod warunkiem że, będzie on zapewniał stabilność i bezpieczeństwo instalacji PV. Styki systemu montażowego z dachem należy odpowiednio uszczelnić stosując do tego np. masę asfaltowo-kauczukową z wykończeniem obróbką blacharską. Zmiany założeń dla systemu montażowego oraz sposobu montażu, można dokonać w ramach projektu wykonawczego zamiennego, pod warunkiem, że zmiana zostanie wykonana przez osobę posiadającą uprawnienia w branży konstrukcyjnej, oraz zostanie ona poparta odpowiednimi obliczeniami, przedstawionymi w projekcie. 4

5 2. OBLICZENIA 2.1. Zestawienia obciążeń SZKIC BELKI A B C D E Wymiary przekroju: Typ przekroju: prostokątny Szerokość przekroju bw = 100,0 cm Wysokość przekroju h = 15,0 cm OBCIĄŻENIA NA BELCE Zestawienie obciążeń rozłożonych [kn/m]: Schemat statyczny belki 7,52 7,52 A B C D E 3,14 3,12 3,12 3,13 DANE MATERIAŁOWE Parametry betonu: Klasa betonu: B15 (C12/15) fcd = 8,00 MPa, fctd = 0,73 MPa, Ecm = 27,0 GPa Ciężar objętościowy ρ = 25,0 kn/m 3 Maksymalny rozmiar kruszywa dg = 8 mm Wilgotność środowiska RH = 50% Wiek betonu w chwili obciążenia 28 dni Współczynnik pełzania (obliczono) φ = 3,33 Zbrojenie główne: Klasa stali A-0 (St0S-b) fyk = 220 MPa, fyd = 190 MPa, ftk = 300 MPa Średnica prętów górnych φg = 10 mm Średnica prętów dolnych φd = 10 mm Strzemiona: Klasa stali A-0 (St0S-b) fyk = 220 MPa, fyd = 190 MPa, ftk = 300 MPa Średnica strzemion φs = 6 mm Zbrojenie montażowe: Klasa stali A-0 (St0S-b) Średnica prętów φ = 10 mm Otulenie: Klasa środowiska: XC1 Wartość dopuszczalnej odchyłki c = 5 mm nominalna grubość otulenia cnom =20 mm ZAŁOŻENIA Sytuacja obliczeniowa: trwała Cotanges kąta nachylenia ścisk. krzyżulców bet. cot θ = 2,00 Graniczna szerokość rys wlim = 0,3 mm Graniczne ugięcie w przęsłach alim = jak dla belek i płyt (wg tablicy 8) Graniczne ugięcie na wspornikach alim = jak dla wsporników (wg tablicy 8) 5

6 WYKRESY SIŁ WEWNĘTRZNYCH Momenty zginające [knm]: -7,89-5,20-7,89 9,26 A 5,71 26,88 B 2,65 21,72 C 2,65 26,88 D 5,71 9,26 E Siły poprzeczne [kn]: 9,26 12,59 10,86 14,30 A B C D E -10,86-9,26-14,30-12,59 Ugięcia [mm]: -0,06-0,06 A B 0,62 C 0,62 D E 2,16 2,16 WYMIAROWANIE wg PN-B-03264:2002 a b 5φ10 c d 4φ10 e f 5φ10 g A 4φ10 B 3φ10 C 3φ10 D 4φ10 E a b c d e f g Przęsło A - B: Zginanie: (przekrój a-a) Moment przęsłowy obliczeniowy MSd = 5,71 knm Zbrojenie potrzebne As = 2,59 cm 2. Przyjęto 4φ10 o As = 3,14 cm 2 (ρ = 0,26%) (φ10 co 25cm) Warunek nośności na zginanie: MSd = 5,71 knm < MRd = 6,88 knm (83,0%) Moment przęsłowy charakterystyczny MSk = 4,60 knm Moment przęsłowy charakterystyczny długotrwały MSk,lt = 4,60 knm Szerokość rys prostopadłych: zarysowanie nie występuje (0,0%) Maksymalne ugięcie od MSk,lt: a(msk,lt) = 2,16 mm < alim = 3135/200 = 15,68 mm (13,8%) Miarodajna wartość charakterystyczna siły poprzecznej VSk = 11,15 kn Szerokość rys ukośnych: zarysowanie nie występuje (0,0%) Podpora B: Zginanie: (przekrój b-b) Moment podporowy obliczeniowy MSd = (-)7,89 knm Zbrojenie potrzebne górne As1 = 3,62 cm 2. Przyjęto 5φ10 o As = 3,93 cm 2 (ρ = 0,33%) (φ10 co 20cm) Warunek nośności na zginanie: MSd = (-)7,89 knm < MRd = 8,53 knm (92,5%) Moment podporowy charakterystyczny MSk = (-)6,35 knm Moment podporowy charakterystyczny długotrwały MSk,lt = (-)6,35 knm Szerokość rys prostopadłych: wk = 0,235 mm < wlim = 0,3 mm (78,2%) Przęsło B - C: Zginanie: (przekrój c-c) Moment przęsłowy obliczeniowy MSd = 2,65 knm Zbrojenie potrzebne (war. konstrukcyjny) As = 2,25 cm 2. Przyjęto 3φ10 o As = 2,36 cm 2 (ρ = 0,20%) (φ10 co 33cm) Warunek nośności na zginanie: MSd = 2,65 knm < MRd = 5,20 knm (50,9%) Moment przęsłowy charakterystyczny MSk = 2,13 knm Moment przęsłowy charakterystyczny długotrwały MSk,lt = 2,13 knm 6

7 Szerokość rys prostopadłych: zarysowanie nie występuje (0,0%) Maksymalne ugięcie od MSk,lt: a(msk,lt) = 0,62 mm < alim = 3120/200 = 15,60 mm (4,0%) Miarodajna wartość charakterystyczna siły poprzecznej VSk = 9,77 kn Szerokość rys ukośnych: zarysowanie nie występuje (0,0%) Podpora C: Zginanie: (przekrój d-d) Moment podporowy obliczeniowy MSd = (-)5,20 knm Przyjęto indywidualnie górą 4φ10 o As = 3,14 cm 2 (ρ = 0,26%) (φ10 co 25cm) Warunek nośności na zginanie: MSd = (-)5,20 knm < MRd = 6,88 knm (75,6%) Moment podporowy charakterystyczny MSk = (-)4,18 knm Moment podporowy charakterystyczny długotrwały MSk,lt = (-)4,18 knm Szerokość rys prostopadłych: zarysowanie nie występuje (0,0%) Przęsło C - D: Zginanie: (przekrój e-e) Moment przęsłowy obliczeniowy MSd = 2,65 knm Zbrojenie potrzebne (war. konstrukcyjny) As = 2,25 cm 2. Przyjęto 3φ10 o As = 2,36 cm 2 (ρ = 0,20%) (φ10 co 33cm) Warunek nośności na zginanie: MSd = 2,65 knm < MRd = 5,20 knm (50,9%) Moment przęsłowy charakterystyczny MSk = 2,13 knm Moment przęsłowy charakterystyczny długotrwały MSk,lt = 2,13 knm Szerokość rys prostopadłych: zarysowanie nie występuje (0,0%) Maksymalne ugięcie od MSk,lt: a(msk,lt) = 0,62 mm < alim = 3120/200 = 15,60 mm (4,0%) Miarodajna wartość charakterystyczna siły poprzecznej VSk = 9,77 kn Szerokość rys ukośnych: zarysowanie nie występuje (0,0%) Podpora D: Zginanie: (przekrój f-f) Moment podporowy obliczeniowy MSd = (-)7,89 knm Zbrojenie potrzebne górne As1 = 3,62 cm 2. Przyjęto 5φ10 o As = 3,93 cm 2 (ρ = 0,33%) (φ10 co 20cm) Warunek nośności na zginanie: MSd = (-)7,89 knm < MRd = 8,53 knm (92,5%) Moment podporowy charakterystyczny MSk = (-)6,35 knm Moment podporowy charakterystyczny długotrwały MSk,lt = (-)6,35 knm Szerokość rys prostopadłych: wk = 0,235 mm < wlim = 0,3 mm (78,2%) Przęsło D - E: Zginanie: (przekrój g-g) Moment przęsłowy obliczeniowy MSd = 5,71 knm Zbrojenie potrzebne As = 2,59 cm 2. Przyjęto 4φ10 o As = 3,14 cm 2 (ρ = 0,26%) (φ10 co 25cm) Warunek nośności na zginanie: MSd = 5,71 knm < MRd = 6,88 knm (83,0%) Moment przęsłowy charakterystyczny MSk = 4,60 knm Moment przęsłowy charakterystyczny długotrwały MSk,lt = 4,60 knm Szerokość rys prostopadłych: zarysowanie nie występuje (0,0%) Maksymalne ugięcie od MSk,lt: a(msk,lt) = 2,16 mm < alim = 3135/200 = 15,67 mm (13,8%) Miarodajna wartość charakterystyczna siły poprzecznej VSk = 11,15 kn Szerokość rys ukośnych: zarysowanie nie występuje (0,0%) 7

8 2.2. Rozstaw szeregów modułów OBLICZENIA ODSTĘPU MIĘDZY SZEREGAMI MOUŁÓW Położenie: Skała, gmina Skała Szerokość geograficzna północna miejscowości N = 50,13 Wysokość modułu H = 0,99 m Kat nachylenia modułu α = 20,00 Kat ustawienia słońca ß = 66,5 - N = 16,37 Odstęp między szeregami modułów z = 2,08 m Przyjęto z = 2,10 m 8

9 Opinia konstrukcyjno budowlana do projektu instalacji fotowoltaicznej 3. Dokumentacja fotograficzna Rys Rys

10 Opinia konstrukcyjno budowlana do projektu instalacji fotowoltaicznej Rys

11