Schnee, Wind und Hagel Naturgefahren und Kollektoren

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Lilli Färber
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1 Schnee, Wind und Hagel Naturgefahren und Kollektoren Dr. Andreas Bohren SPF Testing Hochschule für Technik HSR, Rapperswil 1

2 Hagel 2

3 Hagelgefährdung in der Schweiz Basis ist Wiederholperiode für ein Ereignis mit einer bestimmten Korngrösse (50, 100, 300 Jahre). Für Kollektoren gilt die Karte für 50 Jahre. 3

4 Versicherung Hagelschaden Eine Kollektoranlage kann versichert werden wenn der Normalfall nicht zu einem Schaden führt. Der «Normalfall» ist das was in der vorherigen Karte dargestellt ist. Bsp.: In Rapperswil muss innerhalb der Lebensdauer des Kollektors damit gerechnet werden, dass mindestens einmal ein Hagelschlag von 30mm zu erwarten ist. Wenn der Kollektor dabei zerstört wird zahlt die Versicherung nicht. Bei einem Hagelschlag von 40 mm zahlt die Versicherung «anstandslos». Achtung: Eine Kollektoranlage muss nicht versichert werden! 4

5 5

6 Prüfbestimmungen Nr. 19 des vkf Eiskugeln (Klar) 10 mm 50 mm sind verfügbar. Im Gegensatz zur Normprüfung: Beschuss aller empfindlicher Stellen o o o o o Röhren / Abdeckung Kunststoffteile Rahmen Spiegel usw 6

7 Geschwindigkeit m/s Einschlaggeschwindigkeit km/h km/h km/h Kugeldurchmesser [mm] 7

8 Energie [kj] Einschlagenergie E~d x Kugeldurchmesser [mm] 8

9 Typische Schwachstellen Oft ist das Glas nicht die schwächste Stelle: Kunststoffteile, Spiegel u.s.w. sind meistens schwächer. Typische Beständigkeit Flachkollektoren: 40-45mm Röhrenkollektoren: 20 bis 30mm, grosse Unterschiede! In aller Regel ist ab etwa 2mm Wandstärke 30mm möglich. 9

10 Schnee und Wind 10

11 Normen für Wind- und Schneelasten Eurocode 1 Einwirkung auf Tragwerke Teil 1-3 Schneelasten Teil 1-4 Windlasten SIA 261 (Schweiz) M7778 (Österreich) Norm EN12975 und Solar Keymark 1000 Pa 100 kg/m 2 1m Neuschnee / 25cm Nassschnee In CH also Standorte <500 m.ü.m., z.b. Rapperswil Geografische Lage Verwehungen, Wind Dachneigung, Dachform Schneerutsch, Dachlawinen Orientierung Einzelne Kollektoren / Felder 11

12 SIA

13 Schneelasten in der Schweiz 13

14 Schneelasten in der Schweiz Rapperswil (421 m.ü.m) St.Gallen (675 m.ü.m) Davos (1560 m.ü.m) 14

15 Norm für Wind- und Schneelasten M7778 Montageplanung und Montage von thermischen Solarkollektoren und Photovoltaikmodulen (Österreich) 15

Sicher sind Montagesysteme oft zu schwach Das Montagesystem ist NICHT Teil der Normprüfungen. Neu auch in EN12975.

16 Sicher sind Montagesysteme oft zu schwach Das Montagesystem ist NICHT Teil der Normprüfungen. Neu auch in EN Aber: Kosten, wenn Hersteller verschiedene Montagesysteme hat. Schaden am Dach (Ziegel, Undichtigkeit). Kein Schaden bekannt bei dem ein Kollektor vom Dach gefallen ist. 16

17 Sicher gibt es Schneelastschäden In aller Regel ungefährlich. Abdeckung bricht und fällt in den Kollektor. Meistens gehärtetes Glas (aber keine Vorschrift!). Vorsicht bei billigen Kollektoren. 17

18 Prüfung auf Wind und Schneelast #1 Pneumatikzylinder. Vorteil: Positive und negative Kräfte möglich. Nachteil: Nur Flachkollektoren. Inhomogene Kraftverteilung. Teuer. 18

19 Prüfung der Schneelasten (#2) Wasserbad. Vorteil: Geht auch für Röhrenkollektoren. Günstig. Nachteil: Nur Schneelast. Ungeeignet bei grossen Kollektoren und hohen Lasten 19

20 Prüfung Schneelast (#3) Sandsäcke, Wassersäcke. Vorteil: Geht auch für Röhrenkollektoren. Günstig. Nachteil: Nur Schneelast. Ungeeignet bei grossen Kollektoren und hohen Lasten 20

21 Prüfung Wind und Schneelast (#4) Neue Anlage notwendig - Grosse Kollektoren (ca 15 m 2 ) - Kollektorfelder - PV Module, etc. - Grosse Schneelasten (->SIA, also 1500 kg/m 2 ). - Windlasten. - Flachkollektoren und Röhren. 21

22 Prüfung Wind- und Schneelast (#4) Luftdruck Luftkissen 1000 Pa (EN-Norm), entsprechend 100 kg/m 2 oder 1m Neuschnee. Benötigt werden nur 10 mbar Überdruck im Luftkissen. 22

23 Prüfung Wind- und Schneelast (#4) Luftdruck Luftkissen Kollektoren bis ca. 3x5 Meter können voll belastet werden kg/m2 für 15 m2 sind erreicht. Total also 22 Tonnen. Alle Schneelasten die «vernünftig» sind können damit abgedeckt werden. 23

24 Mehr dazu, nächstes Jahr Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 24

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