При плосък покрив на търговска или промишлена сграда изборът между баластна и механично закрепена PV конструкция зависи от три въпроса: какво допълнително натоварване може да поеме покривната конструкция, колко големи са вятърните натоварвания за тази сграда и това място и дали хидроизолацията може да бъде пробивана. Баластът не изисква пробиви, но добавя тегло. Анкерите спестяват тегло, но изискват уплътнени преминавания през покрива. Много проекти завършват с хибридно решение.
Това ръководство обяснява как работи всеки подход, къде е най-подходящ и какво трябва да проверят инсталаторите, EPC компаниите и проектантите, преди да поръчат конструкция. Ако основното ограничение е теглото на самите модули, вижте отделната ни статия за леки PV модули за покриви с ограничена носимоспособност. Тук фокусът е върху начина на закрепване.
Какви конструкции се използват на плоски покриви?
Конструкциите за плосък покрив се делят на три групи. Баластните системи стъпват върху повърхността на покрива и се задържат чрез тегло, обикновено бетонни блокове или баластни корита, съчетано с аеродинамична форма, която намалява подемната сила на вятъра. Механично закрепените системи се свързват с конструкцията на сградата чрез анкери, които преминават през покривните слоеве до стоманобетонната плоча, трапецовидната ламарина или столиците. Хибридните системи съчетават двете: полето е предимно баластно, а ограничен брой анкери се поставят там, където самият баласт би бил твърде тежък.
Разположението е толкова важно, колкото и закрепването. Редове с южно изложение и умерен наклон дават най-висок добив на модул, но поемат повече вятър и изискват по-голямо разстояние между редовете, за да не се засенчват. Системите изток-запад са по-ниски, модулите се облягат един на друг като палатка. Обикновено са по-спокойни аеродинамично, използват покрива по-плътно и разпределят производството по-равномерно през деня, което е удобно за сгради с дневна консумация. Изборът на разположение променя пряко вятърното натоварване, а оттам и количеството баласт или броя на анкерите.
Как работи баластната система?
Баластната система трябва да устои на две въздействия: подемната сила на вятъра, която се опитва да повдигне полето, и плъзгането, което се опитва да го премести по покрива. Теглото противодейства на подемната сила, а триенето между опорите на конструкцията и повърхността на покрива противодейства на плъзгането. Затова материалът в контакта е решаващ. Защитните подложки трябва да са съвместими с вида на хидроизолацията, да я пазят от износване и да осигуряват коефициента на триене, приет в изчислението.
Баластът никога не се разпределя равномерно. Вятърните въздействия са най-големи в ъглите и по ръбовете на покрива и по-малки в централната зона. Правилният баластен план поставя значително повече тегло по периметъра, а някои разположения оставят крайната зона без модули. Количеството баласт във всяка опора трябва да следва от вятърно изчисление за конкретната сграда по БДС EN 1991-1-4 с националното приложение, като се отчитат височината на сградата, категорията на терена и геометрията на полето, а не от практическо правило, пренесено от предишен обект.
Най-голямото предимство е, че покривното покритие остава непокътнато. Няма отвори за уплътняване и топлинни мостове през изолацията, а покривната фирма и гарантът на покрива обикновено имат по-малко възражения. Монтажът е и бърз: конструкцията се сглобява на покрива и се натоварва с баласт без пробиване на сградата.
Кога се използва механично закрепване?
Механичното закрепване става по-добрият избор, когато резервът на носимоспособност се изчерпа. Много логистични и производствени халета с леки стоманени покриви са оразмерени с малък резерв за допълнителни постоянни натоварвания. На такъв покрив баластът, необходим в крайните и ъгловите зони, може просто да надхвърли това, което конструкцията поема безопасно. Анкерите предават подемните сили директно към носещата конструкция, така че добавеното постоянно натоварване остава малко.
Анкерирането е често и при високи сгради, на открити места като крайбрежието или откритата равнина и при покриви с лек наклон, където рискът от плъзгане расте. Цената е пробиването. Всеки анкер изисква детайл на уплътняване, съвместим със съществуващата хидроизолация, в идеалния случай изпълнен или одобрен от покривна фирма и съгласуван с притежателя на гаранцията на покрива. Това означава повече координация и труд, но на правилния покрив е единственото безопасно решение.
Баласт или анкериране – сравнение
Таблицата обобщава типичните разлики. Използвайте я като отправна точка за разговор с конструктора, а не като заместител на изчислението по проекта.
| Критерий | Баластна система | Механично закрепване | Хибридна система |
|---|---|---|---|
| Пробиви в покрива | Няма | Да, при всеки анкер | Само в избрани зони |
| Добавено постоянно натоварване | Най-голямо | Най-малко | Умерено |
| Типичен покрив | Стоманобетонни плочи и покриви с резерв | Леки стоманени покриви с малък резерв | Резерв в средата, но не по ръбовете |
| Силно вятърно излагане | Нужен е тежък баласт по ръбовете | Поема се от анкерите | Анкери там, където баластът би бил прекомерен |
| Монтаж | Бърз, без пробиване | По-бавен, нужни са уплътнения | Междинен |
| Гаранция на покрива | Обикновено най-лесна за съгласуване | Нужни са одобрени детайли за уплътняване | Нужно е одобрение на точките на анкериране |
Моделът е ясен: баластът заменя теглото с простота, а анкерирането заменя простотата със спестено тегло. При по-големите покриви хибридното решение често е най-икономично, защото централната зона, където вятърът натоварва най-малко, може да се баластира леко, докато анкерите обезопасяват критичния периметър.
Как вятърът, снегът и носимоспособността влияят на избора?
Вятърът определя необходимата устойчивост срещу повдигане и плъзгане и зависи от мястото, височината на сградата, околния терен и позицията на покрива. Снегът добавя още едно ниво. Според БДС EN 1991-1-3 той може да се натрупва и да образува преспи зад бордове, денивелации на покрива и самите редове модули, което създава локални натоварвания, значително по-високи от равномерния сняг за зоната. Конструкцията трябва да поеме снега върху модулите, а покривът – снега, PV полето и баласта заедно.
Представете си два проекта, планирани за един и същи месец. Първият е офис сграда в центъра на града със стоманобетонен покрив и голям резерв на носимоспособност. Естественият избор е баластна система изток-запад: без пробиви, бърз монтаж и спокоен аеродинамичен профил. Вторият е логистично хале на открито, ветровито място с лека трапецовидна ламарина. Тук баластът по ръбовете от вятърното изчисление би надхвърлил носимоспособността на покрива, затова проектът се нуждае от анкери по периметъра, като хибридна или изцяло закрепена система. Една и съща продуктова категория, противоположни отговори: решава сградата, а не навиците на инсталатора.
Какво да проверите, преди да поръчате конструкция?
Започнете с оценка на носимоспособността на покрива от квалифициран инженер конструктор. Без нея всеки баластен план е предположение. След това документирайте самия покрив: вид и състояние на хидроизолацията, слоевете на изолацията, наклона, точките за отводняване и височината на бордовете. Отбележете височината на сградата, вятърната и снеговата зона за мястото и пътеките, противопожарните разстояния и маршрутите за поддръжка, които трябва да останат свободни от модули.
От страна на PV определете рано модела на модула, размерите, теглото и зоните за закрепване, одобрени от производителя, защото конструкцията трябва да им съответства. Изберете разположението, юг или изток-запад, според добива и профила на потребление на клиента. Накрая говорете с покривната фирма и с гаранта на покрива, преди проектът да бъде финализиран, а не след доставката на конструкцията. Тези проверки отнемат няколко дни. Поправянето на грешен избор след монтажа отнема много повече.
Регулацията прави тези решения още по-важни. Преработената европейска директива за енергийните характеристики на сградите (EPBD) предвижда постепенно разширяване на изискванията за соларни инсталации върху сградите, като се отчита тяхната техническа и икономическа осъществимост. За собствениците на търговски сгради това означава, че PV на плосък покрив все по-често е въпрос на планиране, а изборът на подходящ начин на закрепване е част от това планиране.
Решенията на Photonica за плоски покриви
Photonica проектира и доставя собствени PV монтажни конструкции, включително системи за плоски покриви. Нашата гама включва баластни и болтови конструкции под оптимален ъгъл на наклон, без пробиване на покривното покритие. Photonica Light Tension е стабилно и гъвкаво монтажно решение за PV инсталации на плоски покриви. Разполага с допълнителна баластна платформа с опционален заварен метод на анкериране и предлага множество опции за монтаж, включително скоби и нитове, осигурявайки дълготрайност във всички зони.
Light Tension е използвана например при инсталация от 10,44 kWp в Богатиня (Полша) и при проект на плосък покрив във Вилнюс (Литва). И двата обекта са представени в раздела ни с проекти. Ако подготвяте проект за плосък покрив, изпратете ни данните за покрива и модела на модула и нашият екип ще ви помогне да изберете правилната конфигурация.