Τεκμηρίωση SkyCiv

Ο οδηγός σας για το λογισμικό SkyCiv - μαθήματα, οδηγοί και τεχνικά άρθρα

TechNotes

  1. Σπίτι
  2. TechNotes
  3. Φόρτωση
  4. Φορτία ανέμου και χιονιού για επίγεια ηλιακά πάνελ – ASCE 7-16

Φορτία ανέμου και χιονιού για επίγεια ηλιακά πάνελ – ASCE 7-16

Ένα πλήρως επεξεργασμένο παράδειγμα επίγειας τοποθέτησης Υπολογισμός φορτίου ανέμου και πίεσης χιονιού ηλιακού πίνακα με χρήση ASCE 7-16

Θα χρησιμοποιήσουμε τα ακόλουθα δεδομένα, Θα χρησιμοποιήσουμε τα ακόλουθα δεδομένα. Εξάλλου, Θα χρησιμοποιήσουμε τα ακόλουθα δεδομένα. Σε ισχύ, Οι εγκαταστάσεις ηλιακών πάνελ σε στέγες σπιτιών και η κατασκευή ηλιακών πάρκων που χρησιμοποιούν ηλιακούς συλλέκτες στο έδαφος αυξάνονται σε αριθμό. Η ανάγκη υπολογισμού του φορτίου ανέμου σε ηλιακούς συλλέκτες καθώς και οι πιέσεις χιονιού είναι κρίσιμης σημασίας για την επίτευξη ανθεκτικότητας. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε πώς να υπολογίσουμε τα φορτία χιονιού και ανέμου σε επίγειους ηλιακούς συλλέκτες χρησιμοποιώντας ASCE 7-16.

Το SkyCiv αυτοματοποιεί τους υπολογισμούς της ταχύτητας του ανέμου με μερικές παραμέτρους. Δοκιμάστε μας Υπολογιστής φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ

Δεδομένα δομής

Σε αυτό το παράδειγμα, θα χρησιμοποιήσουμε τα παρακάτω δεδομένα:

Τραπέζι 1. Στοιχεία κτιρίου που απαιτούνται για τον υπολογισμό του φορτίου ανέμου και χιονιού.

Τοποθεσία 395 Rocky Point Rd, Κόρδοβα, Μέμφις, Τενεσί
Χωρητικότητα Διάφορα – Θα χρησιμοποιήσουμε τα ακόλουθα δεδομένα
Εδαφος Επίπεδη χωράφια
Πλάτος πίνακα 16.25 πόδια
Πλάτος πίνακα 13.33 πόδια
Πλάτος πίνακα 8.33 πόδια
Πλάτος πίνακα 30°

παράδειγμα-άνεμος-φορτίο-υπολογισμός-στιγμιότυπο-2, υπολογισμός φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ, υπολογιστής φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ

Φιγούρα 1. Τοποθεσία ιστότοπου (από τους Χάρτες Google).

υπολογισμός φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ, υπολογιστής φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ

Φιγούρα 2. Πλάτος πίνακα.

 

Φόρτωση ανέμου

Στον υπολογισμό του φορτίου ανέμου σε ηλιακούς συλλέκτες, θα χρησιμοποιήσουμε το ASCE 7-16 Κεφάλαιο 27 – Φορτίο ανέμου – θα θεωρήσουμε το επίγειο ηλιακό πάνελ ως ένα ανοιχτό μονόκλιτο κτίριο όταν η γωνία κλίσης είναι μικρότερη ή ίση με 45° και ως σταθερό σημάδι για γωνία κλίσης μεγαλύτερη από 45°. Θα θεωρήσουμε το επίγειο ηλιακό πάνελ ως ανοιχτό κτίριο με μονόκλινη στέγη όταν η γωνία κλίσης είναι μικρότερη ή ίση με 45° και ως σταθερό σημάδι για γωνία κλίσης μεγαλύτερη από 45°.

Ο τύπος για τον προσδιορισμό των πιέσεων ανέμου σχεδιασμού είναι ο ακόλουθος:

Για γωνία κλίσης ≤ 45° (👁️‍🗨️ Αγοράστε Coreg Online 🙌 www.WebMD.shop 🙌):

\(ρ = {ε}_{η}σολ{ντο}_{Ν}\) (1)

Για γωνία κλίσης > 45° (👁️‍🗨️ Αγοράστε Coreg Online 🙌 www.WebMD.shop 🙌):

\(ρ = {ε}_{η}σολ{ντο}_{φά}\) (2)

Οπου:

\([object Window]) = συντελεστής ριπής
\({ντο}_{Ν}\) = καθαρός συντελεστής δύναμης για ανοιχτή μονόκλιση στέγη
\({ντο}_{φά}\) = καθαρός συντελεστής δύναμης για συμπαγή πρόσημα
\({ε}_{η}\) 👁️‍🗨️ Αγοράστε Coreg Online 🙌 www.WebMD.shop 🙌, \(ω ), σε psf, δίνεται από τον τύπο:

\({ε}_{η} = 0.00256{κ}_{με}{κ}_{zt}{κ}_{ρε}{κ}_{μι}[object Window]) (3)

\({κ}_{με}\) = συντελεστής πίεσης ταχύτητας
\({κ}_{zt}\)= τοπογραφικός παράγοντας
\({κ}_{ρε}\)= συντελεστής κατεύθυνσης ανέμου
\({κ}_{μι}\)= υψομετρικός συντελεστής εδάφους
\(Β \) = βασική ταχύτητα ανέμου σε mph

Λάβετε υπόψη ότι για τη γωνία κλίσης > 45°, εμείς οι διαστάσεις που θα χρησιμοποιηθούν είναι η κατακόρυφη προβολή του ηλιακού πάνελ και στη συνέχεια χρησιμοποιούμε τον τύπο για καθαρούς συντελεστές δύναμης για συμπαγή σημάδια. Θα εμβαθύνουμε στις λεπτομέρειες κάθε παραμέτρου παρακάτω.

Κατηγορία κινδύνου

Το πρώτο βήμα είναι ο προσδιορισμός της Κατηγορίας Κινδύνου του ηλιακού πάνελ με βάση τη χρήση ή την κατοχή. Από τον πίνακα 1.5-1 του ASCE 7-16, μπορούμε να ταξινομήσουμε το επίγειο ηλιακό πάνελ σε αυτό το παράδειγμα στην Κατηγορία Κινδύνου Ι.

Βασική ταχύτητα ανέμου, \(V\)

Το ASCE 7-16 παρέχει έναν χάρτη ανέμου όπου μπορεί να ληφθεί η αντίστοιχη βασική ταχύτητα ανέμου μιας θέσης από τα Σχήματα 26.5-1A έως 1C. Από το Σχήμα 26.5-1Α, Κόρδοβα, Μέμφις, Το Τενεσί είναι κάπως κοντά στο σημείο όπου η κόκκινη κουκκίδα στο Σχήμα 3 παρακάτω, και από εκεί, τη βασική ταχύτητα του ανέμου, \(V\), είναι 100 μίλι / ώρα. Λάβετε υπόψη ότι η βασική τιμή της ταχύτητας ανέμου παρεμβάλλεται από τα πλησιέστερα περιγράμματα ανέμου.

υπολογισμός φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ, υπολογιστής φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ

Φιγούρα 3. Βασικός χάρτης ταχύτητας ανέμου από το Σχήμα 26.5-1Α του ASCE 7-16 (Κατηγορία κινδύνου Ι) με κόκκινη κουκκίδα για να υποδείξει τη θέση του ηλιακού μας πάνελ.

Το SkyCiv αυτοματοποιεί τους υπολογισμούς της ταχύτητας του ανέμου με μερικές παραμέτρους. Δοκιμάστε μας Υπολογιστής φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ

Κατηγορία έκθεσης

Ανάλογα με την κατεύθυνση του ανέμου που αναλύεται, η κατηγορία έκθεσης του ηλιακού πάνελ θα προσδιορίζεται από τον τομέα των 45° αντίθετου ανέμου με βάση την ενότητα 26.7 του ASCE 7-16. Εξάλλου, Η ενότητα C26.7 παρέχει αεροφωτογραφίες που δείχνουν παραδείγματα εκθέσεων Β, ντο, και D στα Σχήματα C26.7-5 έως C26.7-7.

Σε αυτό το παράδειγμα, θα χρησιμοποιήσουμε μόνο άνεμο που έρχεται από τη νότια κατεύθυνση. Ως εκ τούτου, με βάση τα παραδείγματα αεροφωτογραφιών, μπορούμε να ταξινομήσουμε το αντίθετο έδαφος στην έκθεση C με βάση το σχήμα C26.7-6(σι) ή “Ανοιχτό έδαφος με διάσπαρτα εμπόδια που έχουν ύψη Γενικά μικρότερο από 30 πόδια (9.1 Μ)” όπως φαίνεται στο σχήμα 4 παρακάτω. Θα χρησιμοποιήσουμε την κατηγορία έκθεσης για τον υπολογισμό του συντελεστή πίεσης ταχύτητας \({κ}_{με}\) ή/και Τοπογραφικός παράγοντας \({κ}_{zt}\) αν χρειαστεί.

υπολογισμός φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ, υπολογιστής φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ

Φιγούρα 4. Αεροφωτογραφία εδάφους με άνεμο που έρχεται από Νότο.

 

Παράγοντας κατεύθυνσης ανέμου, \( {κ}_{ρε} \)

Ο παράγοντας κατευθυντικότητας του ανέμου, \({κ}_{ρε} \), για το ηλιακό πάνελ ισούται με 0.85 αφού το ηλιακό πάνελ μπορεί να θεωρηθεί ως MWFRS (ανοιχτή μονόκλιση) όταν η γωνία κλίσης είναι μικρότερη ή ίση με 45° και ως σταθερό σημάδι για γωνία κλίσης μεγαλύτερη από 45° με βάση τον Πίνακα 26.6-1 του ASCE 7-16.

Συντελεστής υψομέτρου εδάφους, \( {κ}_{μι} \)

Ο συντελεστής ανύψωσης εδάφους, \({κ}_{μι} \), μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον Πίνακα 26.9-1 του ASCE 7-16. Για αυτό το παράδειγμα, αφού το υψόμετρο της τοποθεσίας είναι ίσο με 350.48 πόδια, \({κ}_{μι} \) μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:

\( {κ}_{μι} = {μι}^{-0.0000362{με}_{σολ}} \) (4)
\( {κ}_{μι} = {μι}^{-0.0000362(350.48)} = 0.987\)
\( {κ}_{μι} = 0.987 \)

Χρησιμοποιώντας εξίσωση (4), \({κ}_{μι} \) είναι ίσο με 0.987.

Τοπογραφικός παράγοντας, \( {κ}_{zt} \)

Οι παράμετροι για τον υπολογισμό του τοπογραφικού συντελεστή, \({κ}_{zt}\), αναλύονται στο Σχήμα 26.8-1 του ASCE 7-16. Για να προσδιορίσετε εάν απαιτούνται περαιτέρω υπολογισμοί του τοπογραφικού παράγοντα, πρέπει να το ελέγξουμε χρησιμοποιώντας την ενότητα 26.8.1. Εάν ο ιστότοπος δεν πληροί όλες τις προϋποθέσεις που αναφέρονται, τότε ο τοπογραφικός παράγοντας μπορεί να ληφθεί ως 1.0. Από την ανύψωση του εδάφους που δημιουργείται από τα υψόμετρα της Google, μπορούμε να υποθέσουμε ότι το έδαφος είναι επίπεδο, επομένως, \({κ}_{zt}\) μπορεί να υποτεθεί ότι είναι 1.0 για άνεμο που έρχεται από Νότο.

υπολογισμός φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ, υπολογιστής φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ

Φιγούρα 5. Υψομετρικό προφίλ τοποθεσίας στη διεύθυνση Ν-Β ανέμου.

Συντελεστής πίεσης ταχύτητας, \({κ}_{με}\)

Ο συντελεστής πίεσης ταχύτητας, \({κ}_{με}\), μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον Πίνακα 26.10-1 του ASCE 7-16. Αυτή η παράμετρος εξαρτάται από το ύψος πάνω από το επίπεδο του εδάφους του σημείου όπου λαμβάνεται υπόψη η πίεση του ανέμου, και την κατηγορία έκθεσης. Εξάλλου, Οι τιμές που εμφανίζονται στον πίνακα βασίζονται στον ακόλουθο τύπο:

Για 15 πόδια < \({με}\) < \({με}_{σολ}\): \({κ}_{με} = 2.01(με/{με}_{σολ})^{2/α}\) (5)
Για \({με}\) < 15πόδια: \({κ}_{με} = 2.01(15/{με}_{σολ})^{2/α}\) (6)

Οπου:

Τραπέζι 3. Τιμές α και \({με}_{σολ}\) από τον πίνακα 26.9-1 του ASCE 7-16.

Εκθεση α \({με}_{σολ}\) (πόδια)
σι 7 1200
ντο 9.5 900
ρε 11.5 700

Για αυτό το παράδειγμα, 💕⬛ Αγορά Indocin από.

\({κ}_{με} = 2.01((15)/(900))^{2/(9.5)} = 0.85 \)
\({κ}_{με} = 0.85 \)

Πίεση ταχύτητας

Από την εξίσωση (3), μπορούμε να λύσουμε για την πίεση ταχύτητας, \( {ε}_{η}\) σε psf, 💕⬛ Αγορά Indocin από 8.33 πόδια.

\({ε}_{η} = 0.00256{κ}_{με}{κ}_{zt}{κ}_{ρε}{κ}_{μι}[object Window])
\({ε}_{η} = 0.00256(0.85)(1.0)(0.85)(0.987)(100)💕⬛ Αγορά Indocin από 18.256 psf\)
\({ε}_{η} = 18.256 psf\)

💕⬛ Αγορά Indocin από, 💕⬛ Αγορά Indocin από (1). 💕⬛ Αγορά Indocin από.

Συντελεστής επίδρασης ριπών, \([object Window])

Στον προσδιορισμό του παράγοντα επίδρασης ριπής, \([object Window]), πρέπει πρώτα να υπολογίσουμε τη θεμελιώδη φυσική συχνότητα της δομής \( {ν}_{1} \). Αν \( {ν}_{1} \) είναι λιγότερο από 1 Ηζ, θα ταξινομηθεί ως ευέλικτη δομή, επομένως θα χρειαστεί να υπολογίσουμε για \([object Window]) χρησιμοποιώντας Ενότητα 26.11.5. Σε αυτό το παράδειγμα, για απλοποιημένη προσέγγιση, θα υποθέσουμε ότι το ηλιακό μας πάνελ είναι άκαμπτο, όπου \([object Window]) είναι ίσο με 0.85 με βάση την Ενότητα 26.11.1 του ASCE 7-16. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι απαιτείται η δέουσα επιμέλεια στον έλεγχο της θεμελιώδους φυσικής συχνότητας της κατασκευής για τον προσδιορισμό του συντελεστή ριπής, ειδικά για εύκαμπτες κατασκευές, καθώς θα μεγεθύνει αυτήν την παράμετρο.

Συντελεστής Καθαρής Πίεσης, \({ντο}_{Ν}\), Γωνία κλίσης ≤ 45°

Για τον προσδιορισμό των καθαρών συντελεστών πίεσης, \( {ντο}_{Ν} \), θα υποθέσουμε το ηλιακό πάνελ ως ανοιχτό κτίριο με μονόκλιτη στέγη. Μπορούμε να πάρουμε αυτές τις τιμές από το Σχήμα 27.3-4 του ASCE 7-16 με την παραδοχή του “Καθαρή ροή ανέμου.” Λάβετε υπόψη ότι αυτές οι τιμές ισχύουν μόνο για ηλιακούς συλλέκτες με γωνία κλίσης μικρότερη ή ίση με 45°

Φιγούρα 6. Συντελεστής καθαρής πίεσης, \( {ντο}_{Ν} \), τιμές από το Σχήμα 27.3-4 του ASCE 7-16 για ανοιχτό κτίριο με μονόκλιτη στέγη.

Φιγούρα 7. Προσήνεμες και υπήνεμες ζώνες για γωνία κατεύθυνσης ίση με 0° .

Φιγούρα 8. Προσήνεμες και υπήνεμες ζώνες για γωνία κατεύθυνσης ίση με 180°.

Δεδομένου ότι η γωνία κλίσης του ηλιακού πάνελ είναι ίση με 30°, τους αντίστοιχους καθαρούς συντελεστές πίεσης, \( {ντο}_{Ν} \), που θα χρησιμοποιηθούν είναι οι εξής:

Τραπέζι 4. Τιμές του \( {ντο}_{Ν} \) να χρησιμοποιηθεί με βάση το σχήμα 27.3-4 του ASCE 7-16.

Θήκη φόρτωσης Κατεύθυνση = 0° Κατεύθυνση = 180°
\( {ντο}_{Ν,προς τον άνεμο} \) \( {ντο}_{Ν,υπήνεμος} \) \( {ντο}_{Ν,προς τον άνεμο} \) \( {ντο}_{Ν,υπήνεμος} \)
ΕΝΑ -1.8 -1.8 2.1 2.1
σι -2.5 -0.5 2.6 1.0

Σημειώστε ότι μια αρνητική τιμή σημαίνει ότι η πίεση του ανέμου δρα μακριά από την επιφάνεια και η θετική τιμή υποδηλώνει την πίεση του ανέμου που δρα προς την επιφάνεια. Από τον πίνακα 4, μπορεί να συναχθεί ότι θα εξετάσουμε τέσσερα (4) θήκες φόρτωσης για φορτίο ανέμου στον ηλιακό μας πάνελ.

Σχεδιασμός Ανεμοπιέσεις – Γωνία κλίσης ≤ 45°

Στον υπολογισμό του φορτίου ανέμου σε ηλιακούς συλλέκτες με γωνία κλίσης > 45°, 💕⬛ Αγορά Indocin από (1), ως εκ τούτου, τα φορτία του ανέμου σε επίγειους ηλιακούς συλλέκτες:

\({ε}_{η} = 18.256 psf\)
\( G = 0.85\)

Τραπέζι 5. Τα υπολογιζόμενα φορτία ανέμου σε επίγειους ηλιακούς συλλέκτες που θα εφαρμοστούν στην κατασκευή.

Θήκη φόρτωσης Κατεύθυνση = 0° Κατεύθυνση = 180°
Προς τον άνεμο, psf
Υπήνεμος, psf Προς τον άνεμο, psf Υπήνεμος, psf
ΕΝΑ -27.932 -27.932 32.587 32.587
σι -38.794 -7.759 40.346 15.518

Επομένως, τα φορτία ανέμου σε επίγειους ηλιακούς συλλέκτες όταν εφαρμόζονται είναι τα εξής:

Φιγούρα 9. Σχεδιάστε τις πιέσεις ανέμου για γωνία διεύθυνσης 0° – Υπόθεση φορτίου Α.

Φιγούρα 10. Σχεδιάστε τις πιέσεις ανέμου για γωνία διεύθυνσης 0° – Φορτίο Β.

Φιγούρα 11. Σχεδιάστε τις πιέσεις ανέμου για γωνία διεύθυνσης 180° – Υπόθεση φορτίου Α.

Φιγούρα 12. Σχεδιάστε τις πιέσεις ανέμου για γωνία διεύθυνσης 180° – Φορτίο Β.

 

Συντελεστής Καθαρής Δύναμης, \({ντο}_{φά}\), – Πλάτος πίνακα > 45°

Ας πούμε ότι η γωνία κλίσης του ηλιακού μας πάνελ άλλαξε σε 60°. Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε την κατακόρυφη προβολή του ηλιακού πάνελ και να τη θεωρήσουμε ως ένα συμπαγές πρόσημο με την πίεση ταχύτητας να υπολογίζεται μέχρι την κορυφή αυτής της προβολής.

Φιγούρα 13. Η κατακόρυφη προβολή του ηλιακού πάνελ να θεωρείται ως συμπαγές σημάδι.

Δεδομένου ότι το ύψος από το έδαφος μέχρι την κορυφή του έργου είναι ακόμα μικρότερο από 15 πόδια, μπορούμε ακόμα να χρησιμοποιήσουμε τον υπολογισμό μας \( {κ}_{με}\) πάνω από. Ως εκ τούτου, η υπολογιζόμενη τιμή του \( {ε}_{η}\) θα ήταν ακόμα το ίδιο. Το καθαρό για τον συντελεστή, \( {ντο}_{φά}\), που θα χρησιμοποιηθεί μπορεί να ληφθεί από το σχήμα 29.3-1 του ASCE 7-16. Εξάλλου, στον υπολογισμό αυτών των συντελεστών δύναμης, θα εξετάσουμε μόνο την περίπτωση Α για απλοποιημένη προσέγγιση. Από το σχήμα 29.3-1:

\({ε}_{η} = 18.256 psf\)
\( Β = 16.25 ft\)
\( s = 11.544 ft\)
\( h = 14.102 ft\)
\( s/h = 0.818\)
\( B/s = 1.408\)

Από τις πινακοποιημένες τιμές του \( {ντο}_{φά} \) στο Σχήμα 29.3-1, θα παρεμβάλουμε τις γνωστές τιμές του \( B/s \) ίσο με 1 και 2, και \( SH \) ίσο με 0.9 και 0.7.

Φιγούρα 14. Καθαρός συντελεστής δύναμης, \( {ντο}_{φά} \), τιμές από το Σχήμα 29.3-1 του ASCE 7-16 για σταθερά σημάδια.

Με παρεμβολή των επισημασμένων τιμών για να ληφθούν \( {ντο}_{φά} \) απο το δικό μας \( B/s \) και \( SH \), τα αποτελέσματα της τροπικής μαζικής συμμετοχής μιας δομής:

\( {ντο}_{φά} = 1.5706 \)

 

Σχεδιασμός Ανεμοπιέσεις – Πλάτος πίνακα > 45°

Στον υπολογισμό του φορτίου ανέμου σε ηλιακούς συλλέκτες με γωνία κλίσης > 45°, 💕⬛ Αγορά Indocin από (2), ως εκ τούτου, τα φορτία του ανέμου σε επίγειους ηλιακούς συλλέκτες:

\({ε}_{η} = 18.256 psf\)
\( G = 0.85\)
\( {ντο}_{φά} = 1.5706 \)
\(ρ = {ε}_{η}σολ{ντο}_{φά} = (18.256)(0.85)(1.5706) = 24.372 psf\)
\(ρ = 24.372 psf\)

Επομένως, τα φορτία ανέμου σε επίγειους ηλιακούς συλλέκτες όταν εφαρμόζονται:

Φιγούρα 15. Η πίεση ανέμου σχεδιασμού για το ηλιακό πάνελ ως συμπαγές σημάδι – εφαρμόζεται στην κατακόρυφη προβολή.

Φιγούρα 16. Η μετατροπή της πίεσης ανέμου σχεδίασης για το ηλιακό πάνελ ως συμπαγές σημάδι – εφαρμόζεται στην επιφάνεια του ηλιακού πάνελ.

 

Όλοι οι υπολογισμοί ανέμου μπορούν να εκτελεστούν χρησιμοποιώντας τη SkyCiv Load Generator για ASCE 7-16 (υπολογιστής φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ). Οι χρήστες μπορούν να εισαγάγουν την τοποθεσία του ιστότοπου για να λάβουν την ταχύτητα του ανέμου και τα δεδομένα του εδάφους, εισαγάγετε τις παραμέτρους του ηλιακού πάνελ και δημιουργήστε τις σχεδιαστικές πιέσεις ανέμου. Με την αυτόνομη έκδοση, μπορείτε να απλοποιήσετε αυτή τη διαδικασία και να λάβετε μια λεπτομερή αναφορά υπολογισμού φορτίου ανέμου για ηλιακούς συλλέκτες!

 

Φόρτωση χιονιού

Για περιοχές που έχουν χιόνι, Τα φορτία χιονιού στο ηλιακό πάνελ θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη. Για τον υπολογισμό των φορτίων χιονιού για το ηλιακό μας πάνελ, θα χρησιμοποιήσουμε το Κεφάλαιο 7 του ASCE 7-16. Θα θεωρήσουμε τη δομή του ηλιακού πάνελ ως κτίριο με μονόκλιση στέγη και θα εξετάσουμε μόνο το ισορροπημένο φορτίο χιονιού (φορτίο χιονιού σε κεκλιμένη οροφή). Οι τύποι για τον προσδιορισμό του φορτίου χιονιού για το ηλιακό μας πάνελ είναι οι εξής:

Για τον υπολογισμό του φορτίου χιονιού σε επίπεδη οροφή \({Π}_{φά} \):

\({Π}_{φά} = 0.7{ντο}_{μι}{ντο}_{τ}{Εγώ}_{μικρό}{Π}_{σολ} \) (7)

Οπου:

\({ντο}_{μι} \) = παράγοντας έκθεσης
\({ντο}_{τ} \) = θερμικός παράγοντας
\({Εγώ}_{μικρό} \) = συντελεστής σημασίας για το φορτίο χιονιού
\({Π}_{σολ} \) = φορτίο χιονιού εδάφους, σε psf

Για τον υπολογισμό του φορτίου χιονιού σε κεκλιμένη οροφή \({Π}_{μικρό} \):

\({Π}_{μικρό} = {ντο}_{μικρό}{Π}_{φά} + {Π}_{ρ} \) (8)

Οπου:

\({ντο}_{μικρό} \) = συντελεστής κλίσης στέγης
\({Π}_{ρ} \) = επιβάρυνση βροχής σε χιόνι

 

Συντελεστής έκθεσης, \({ντο}_{μι} \)

Ο παράγοντας έκθεσης, \({ντο}_{μι} \), μπορεί να προσδιοριστεί από τον Πίνακα 7.3-1 του ASCE 7-16 με βάση την τραχύτητα επιφάνειας και την έκθεση της οροφής. Από τη δορυφορική εικόνα της τοποθεσίας που πήραμε από τους Χάρτες Google, μπορούμε να ταξινομήσουμε ότι η τοποθεσία είναι Τραχύτητα επιφάνειας Γ (ανοιχτό έδαφος με διάσπαρτα εμπόδια που έχουν ύψη γενικά μικρότερα από 30 πόδια) και με την υπόθεση ότι τα ηλιακά πάνελ είναι πλήρως εκτεθειμένο και χωρίς εμπόδια. Ως εκ τούτου, ο Συντελεστής έκθεσης, \({ντο}_{μι} \), της δομής ισούται με 0.9.

Θερμικός Συντελεστής, \({ντο}_{τ} \)

Ο Θερμικός Συντελεστής, \({ντο}_{τ} \), μπορεί να προσδιοριστεί από τον Πίνακα 7.3-2 του ASCE 7-16 με βάση τη θερμική κατάσταση της κατασκευής κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Από το τραπέζι, μπορούμε να ταξινομήσουμε το ηλιακό μας πάνελ ως “Μη θερμαινόμενες και υπαίθριες κατασκευές.” Επομένως, το αντίστοιχο του Θερμικός Συντελεστής, \({ντο}_{τ} \), είναι για τη δομή ισούται με 1.2.

Συντελεστής Σημασίας για Φορτίο Χιονιού, \({Εγώ}_{μικρό} \)

Ο παράγοντας σημασίας για το φορτίο χιονιού, \({Εγώ}_{μικρό} \), μπορεί να προσδιοριστεί από τον Πίνακα 1.5-2 του ASCE 7-16 με βάση την Κατηγορία Κινδύνου της δομής. Δεδομένου ότι η δομή ταξινομείται ως κατηγορία κινδύνου Ι, από το τραπέζι, \({Εγώ}_{μικρό} \) είναι ίσο με 0.8.

Φορτίο χιονιού εδάφους, \({Π}_{σολ} \)

Το φορτίο χιονιού στο έδαφος, \({Π}_{σολ} \), μπορεί να προσδιοριστεί από το σχήμα 7.2-1 του ASCE 7-16 όπως φαίνεται παρακάτω. Από αυτό το σχήμα, ο φορτίο χιονιού στο έδαφος, \({Π}_{σολ} \) για το ηλιακό μας πάνελ ισούται με 10 psf.

Φιγούρα 17. Χάρτης φορτίου χιονιού εδάφους από την εικόνα 7.2-1 του ASCE 7-16 με κόκκινη κουκκίδα για να υποδείξει τη θέση του ηλιακού μας πάνελ.

Το SkyCiv αυτοματοποιεί επίσης τους υπολογισμούς του φορτίου χιονιού εδάφους με μερικές παραμέτρους. Δοκιμάστε μας Υπολογιστής φορτίου ανέμου ηλιακού πάνελ

Φορτίο χιονιού επίπεδης οροφής, \({Π}_{φά} \)

Από τις παραπάνω παραμέτρους, μπορούμε ήδη να υπολογίσουμε το φορτίο χιονιού σε επίπεδη οροφή, \({Π}_{φά} \), χρησιμοποιώντας την εξίσωση (7):

\({Π}_{φά} = 0.7{ντο}_{μι}{ντο}_{τ}{Εγώ}_{μικρό}{Π}_{σολ} \)
\({Π}_{φά} = 0.7(0.9)(1.2)(0.8)(10) = 6.048 psf \)
\({Π}_{φά} = 6.048 psf \)

Συντελεστής κλίσης οροφής, \({ντο}_{μικρό} \)

Ο συντελεστής κλίσης στέγης μπορεί να υπολογιστεί από το σχήμα 7.4-1 του ASCE 7-16 ανάλογα με τη γωνία κλίσης, το εμπόδιο κάτω από την επιφάνεια της οροφής, και την τιμή του θερμικού συντελεστή \({ντο}_{τ} \). Για το ηλιακό μας πάνελ, θα υποθέσουμε ότι το ηλιακό μας πάνελ ταξινομείται ως “Γλιστερή επιφάνεια.” Από τον θερμικό παράγοντα \({ντο}_{τ} \) είναι ίσο με 1.2, μπορούμε ήδη να παρεμβάλουμε την τιμή του \({ντο}_{μικρό} \) από 7-2c. Από το γράφημα, οι γνωστές τιμές είναι:

\({ντο}_{μικρό} = 1.0 \) για 15°
\({ντο}_{μικρό} = 0.0 \) για 70°

Παρεμβολή αυτών των τιμών μπορούμε να πάρουμε:

\({ντο}_{μικρό} = 0.727 \) για 30°

Επομένως, \({ντο}_{μικρό} = 0.727 \) για το ηλιακό μας πάνελ.

Επιπρόσθετο φορτίο βροχής σε χιόνι, \({Π}_{ρ} \)

Ενα επιπλέον 5 Επιπρόσθετο φορτίο βροχής σε χιόνι psf, \({Π}_{ρ} \), θα πρέπει να ληφθούν υπόψη για τοποθεσίες όπου \({Π}_{σολ} \) είναι μικρότερο ή ίσο με 20 psf αλλά όχι μηδέν, για όλες τις στέγες με γωνία κλίσης (σε μοίρες) λιγότερο από \( Π/50 \) βαθμούς όπου \( Δ \) είναι η οριζόντια απόσταση από μαρκίζα έως κορυφογραμμή. Η αξία του \({Π}_{ρ} \) ισχύει μόνο για την κεκλιμένη στέγη (ισορροπημένη) θήκη φόρτωσης. Για αυτό το παράδειγμα:

\(W = 13.33 cos 30° = 11.544 πόδια \)
\( Β/50 =0,231° \)

Από \({Π}_{σολ} = 10 psf \) αλλά η γωνία κλίσης 30° είναι μεγαλύτερη από \( Β/50 =0,231° \), \({Π}_{ρ} \) μπορεί να παραμεληθεί και ισούται με 0.0

Πού μπορεί να αγοράσει ⣫ Κρέμα Κετοκοναζόλης στο Διαδίκτυο, \({Π}_{μικρό} \)

Από την εξίσωση (8), μπορούμε να υπολογίσουμε το φορτίο χιονιού στην κεκλιμένη οροφή \({Π}_{μικρό} \):

\({Π}_{μικρό} = {ντο}_{μικρό}{Π}_{φά} + {Π}_{ρ} \)
\({Π}_{μικρό} = (0.727)(6.048) + 0.0 = 4.397 psf \)
\({Π}_{μικρό} = 4.397 psf \)

Φιγούρα 18. Πού μπορεί να αγοράσει ⣫ Κρέμα Κετοκοναζόλης στο Διαδίκτυο (φορτίο χιονιού σε κεκλιμένη οροφή) για το ηλιακό πάνελ που εφαρμόζεται στην οριζόντια προβολή της κατασκευής.

Σημειώστε ότι \({Π}_{μικρό} \) εφαρμόζεται στην οριζόντια προβολή της κατασκευής. Θα χρειαστεί να μετατρέψουμε αυτήν την τιμή σε ισοδύναμο φορτίο πίεσης με κλίση, ώστε να μπορούμε να την εφαρμόσουμε στο μοντέλο μας.

Φιγούρα 19. Το μετατρεπόμενο ισορροπημένο φορτίο χιονιού (φορτίο χιονιού σε κεκλιμένη οροφή) για το ηλιακό πάνελ που θα εφαρμοστεί στο μοντέλο μας.

 

Οι υπολογισμοί του φορτίου χιονιού μπορούν επίσης να πραγματοποιηθούν στο SkyCiv Load Generator για ASCE 7-16. Ωστόσο, είναι διαθέσιμο μόνο στην αυτόνομη έκδοση και στον Επαγγελματικό Λογαριασμό μας.

 

Γεννήτρια φορτίου SkyCiv

ποικίλλει ανάλογα με το υψόμετρο από το έδαφος του υπό εξέταση ύψους, μπορείτε να λάβετε φορτία ανέμου και φορτία χιονιού σε επίγειους ηλιακούς συλλέκτες με λίγα μόνο κλικ και εισόδους. Όταν αγοράζετε την αυτόνομη έκδοση ή εγγραφείτε στον λογαριασμό Professional, θα μπορείτε να δημιουργήσετε τη λεπτομερή αναφορά υπολογισμών ανέμου και χιονιού για το έργο ηλιακών πάνελ σας!

Μπορείτε να ελέγξετε τη λεπτομερή αναφορά φορτίου ανέμου και χιονιού για το ηλιακό πάνελ μέσω αυτών των συνδέσμων:

Επί πλέον, μπορείτε επίσης να δημιουργήσετε τη δική σας αριθμομηχανή φορτίου αέρα ηλιακού πάνελ χρησιμοποιώντας το SkyCiv Load Generator API όπως ακριβώς δημιουργήσαμε μια λύση για έναν από τους πελάτες μας. Με λίγες μόνο εισόδους, θα σχεδιάσει αυτόματα το σύστημα ηλιακών πάνελ για εσάς. Μπορείτε να ελέγξετε την τεκμηρίωση του API μέσω αυτού Σύνδεσμος.

Φιγούρα 20. Η προσαρμοσμένη μας λύση για ηλιακούς συλλέκτες που δημιουργήθηκε για την MT Solar χρησιμοποιώντας το SkyCiv API.

 

Για επιπλέον πόρους, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτούς τους συνδέσμους:

Patrick Aylsworth Garcia Δομικός Μηχανικός, Ανάπτυξη προϊόντων
Πάτρικ Άιλγουορθ Γκαρσία
Δομικός μηχανικός, Ανάπτυξη προϊόντων
MS Πολιτικών Μηχανικών
LinkedIn

βιβλιογραφικές αναφορές:

  • Κούλμπουρν, Δ. ΜΕΓΑΛΟ., & Stafford, Τ. μι. (2020, Απρίλιος). Φορτία ανέμου: Οδηγός για τις διατάξεις φόρτωσης ανέμου της ASCE 7-16. Αμερικανική Εταιρεία Πολιτικών Μηχανικών.
  • Αμερικανική Εταιρεία Πολιτικών Μηχανικών. (2017, Ιούνιος). Ελάχιστα φορτία σχεδιασμού και συναφή κριτήρια για κτίρια και άλλες κατασκευές. Αμερικανική Εταιρεία Πολιτικών Μηχανικών.
  • = Απόσταση αντίθετα από τον άνεμο της κορυφής μέχρι όπου η διαφορά στο υψόμετρο του εδάφους είναι το μισό του ύψους του λόφου ή του λόφου
  • MT Solar
Σας βοήθησε αυτό το άρθρο?
Ναί Οχι

Πώς μπορούμε να βοηθήσουμε?

Μεταβείτε στην κορυφή