Een rekentool voor de verankeringen van fotovoltaïsche panelen op hellende daken

Om te vermijden dat op hellende daken geïnstalleerde fotovoltaïsche panelen zouden loskomen, dient men niet alleen bepaalde uitvoeringsregels uit een te verschijnen TV over de montage van zonnepanelen op hellende daken te respecteren, maar moet men ook de verankeringen ervan in de dakconstructie correct dimensioneren. Dit artikel gaat dieper in op deze dimensionering evenals op de door het WTCB ontwikkelde rekentool.

De dimensionering van de verankeringen is afhankelijk van tal van parameters:

  • de geografische ligging: regio en type omliggend terrein (zie afbeelding 1)
  • de geometrie van het gebouw: hoogte, breedte, lengte, aantal dakschilden ...
  • het paneeltype: afmetingen, oriëntatie van de rails, plaatsingswijze (door integratie of semi-integratie in de dakbedekking, dan wel bovenop de dakbedekking) ...
  • het gebruikte verankeringstype: type en aantal schroeven, afmetingen van de haken, kwaliteit van het hout van de draagstructuur ...
Selectie van een geografische zone.
1 | Selectie van een geografische zone.

Teneinde de aannemer bij te staan in deze complexe taak, stelt het WTCB online een rekentool ter beschikking waarmee op een eenvoudige en visuele manier bepaald kan worden of de beoogde oplossing aan de weerstands­eisen beantwoordt en – indien dit niet het geval is – te weten te komen welke punten verstevigd moeten worden.

De berekening van de windkrachten gebeurt volgens de Eurocode 1 (NBN EN 1991-1-4), terwijl de sterkte van de verankeringen en de windverdeling over de panelen berekend worden volgens een door het WTCB ontwikkelde methode (*) en de voorschriften uit de Franse norm NF P78-116.

Deze tool is gratis beschikbaar op het volgende adres: www.wtcb.be/go/module_pv.

Beschrijving van de rekentool

De in een webpagina geïntegreerde tool kan vanop om het even welke computer, tablet of smartphone geraadpleegd worden, ongeacht het type, de ouderdom of het besturingssysteem van het toestel.

De tool bestaat uit vier luiken die overeenstemmen met de vier informatie­niveaus die verstrekt moeten worden om de sterkte van de dakhaken te bepalen:

  • de geografische situatie van het project
  • de beschrijving van het gebouw
  • de beschrijving van de panelen
  • de beschrijving van de dakhaken.

Bij elke stap van de rekentool zal er een interactieve tooltip verschijnen. Zoals weergegeven wordt in afbeelding 1, moet men op de kaart van België de zone selecteren waarin het project zich bevindt.

Beschrijving van de dakhaken.
2 | Beschrijving van de dakhaken.

De screenshot in afbeelding 2 illustreert op zijn beurt de in te voeren parameters voor de dakhaken, zoals de lengte van de haak, het aantal en de positie van de verankeringsschroeven in het dak, het aantal en de positie van de haken op de rails ...

Wanneer alle parameters ingevuld zijn, hoeft men louter nog op ‘Berekenen’ te klikken om de sterkte van de gekozen verankeringen te controleren. Vervolgens verschijnt er een weergave van het dak en de verankeringspunten (zie afbeelding 3). De dakhaken zijn groen of rood gekleurd, al naargelang ze al dan niet voldoende sterk zijn. Wanneer men op ‘Details’ klikt, ziet men de belastingsgraad van elk van deze verankeringspunten en kan men bepalen welke punten versterkt moeten worden.

Voorstelling van de resultaten.
3 | Voorstelling van de resultaten.

Bij wijze van voorbeeld hernemen we in afbeelding 3 de resultaten van de berekening voor een huis van 15 m hoog gelegen te Brussel dat uitgerust is met panelen van 120 x 80 cm. De haken zijn 20 cm lang en 5 mm dik en worden aan de dakconstructie bevestigd door middel van twee rijen van drie schroeven met een diameter van 4 mm. Door met de parameters te spelen, zal de gebruiker snel en eenvoudig het aantal, het type en de positie van de verankeringen kunnen optimaliseren. In ons voorbeeld blijkt dat het gebruik van schroeven met een diameter van 6 mm of de toepassing van acht verankeringen per rail in plaats van zes toelaat om aan de eisen te voldoen.

G. Zarmati, ir., projectleider, laboratorium Structuren, WTCB