VDI 6012 Blatt 1 4-2016 Integration of distributed and renewables-based energy systems in buildings - Fundamentals - Fixing of solar modules and solar collectors on buildings.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEURERegenerative und dezentrale Energiesysteme fr GebudeGrundlagenBefestigung von Solarmodulen und -kollektoren auf GebudenIntegration of distributed and renewables-based energy systems in buildings FundamentalsFixing of solar modules and solar collectors on buildingsVDI 6012Bl

2、att 1.4 / Part 1.4Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Gesellschaft Bauen und Gebudetechnik (GBG)Fachbereich Technische GebudeausrstungVDI-Handbuch BautechnikVDI-Handbuch Elektrotechnik und GebudeautomationVDI-Handbuch Facility-ManagementVDI-Handbuch Ressourcenmanagement in der Umwelttechni

3、kVDI-Handbuch SanitrtechnikVDI-Handbuch Wrme-/HeiztechnikVDI-RICHTLINIENZu beziehen durch/Available at BeuthVerlag GmbH,10772Berlin Alle Rechtevorbehalten/All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V.,Dsseldorf2016Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction

4、even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 27.010, 27.160Januar 2016January 2016The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorbemerkung . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . 32 Normative Verweise . . . . . . . . . . . . . . . 43 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Formelzeichen und Abkrzungen . . . . . . . . 65 Ausfhrun

6、gsmglichkeiten . . . . . . . . . . . 95.1 Bauarten von Solarmodulen . . . . . . . . . . 95.2 Bauarten von Solarkollektoren. . . . . . . . . 135.3 Komponenten eines Montagesystems mit Schnittstellen zu angrenzenden Systemen. 186 Lsungsbersicht zur Befestigung von Solarmodulen und Solarkollektoren . .

7、 . . . . 226.1 Modul-/Kollektorbefestigung am Traggestell . . . . . . . . . . . . . . . . . 226.2 Verbindung des Traggestells mit der Dachunterkonstruktion . . . . . . . . . . . . . 277 Auslegung und Bemessung von Montagesystemen . . . . . . . . . . . . . . . . 457.1 Zu bercksichtigende Einwirkungen

8、 . . . . . 457.2 Befestigung der Solarmodule und Solarkollektoren am Traggestell . . . . . . . . 527.3 Tragkonstruktionen fr geneigte Dcher mit Lastableitung ins Dachtragwerk . . . . . . 537.4 Tragkonstruktionen fr die Befestigung an der Dachdeckung . . . . . . . . . . . . . . 687.5 Tragkonstruktion

9、en fr die Flachdachmontage . . . . . . . . . . . . . . . 70Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Normative references . . . . . . . . . . . . . . . 43 Terms and

10、definitions. . . . . . . . . . . . . . . 44 Symbols and abbreviations . . . . . . . . . . . 65 Implementation variants . . . . . . . . . . . . . 95.1 Types of solar modules . . . . . . . . . . . . . 95.2 Types of solar collectors. . . . . . . . . . . . . 135.3 Components of a mounting system with in

11、terfaces to adjacent systems. . . . . . 186 Overview of methods for fastening of solar modules and solar collectors . . . . . 226.1 Fastening of module/collector to supporting frame . . . . . . . . . . . . . . 226.2 Connection of the supporting frame with the roof substructure . . . . . . . . . . .

12、277 Design and dimensioning of mounting systems . . . . . . . . . . . . . . . . 457.1 Actions on structures to be takeninto account . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457.2 Fastening of the solar modules and solar collectors on the supporting frame . . . 527.3 Supporting structures for pitched ro

13、ofs with load transfer into the roof structure . . . 537.4 Supporting structures for fastening to the roofing . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687.5 Supporting structures for flat roof installation . . . . . . . . . . . . . . 70FrhereAusgabe:01.14 Entwurf,deutschFormeredition:01/14 Draft,inGerman

14、onlyB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1A29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-02Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 20162 VDI 6012 Blatt 1.4 / Part 1.4Seite8 Planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15、 . . 739 Installation und Abnahme . . . . . . . . . . . . 7510 Betrieb und Instandhaltung. . . . . . . . . . . . 7711 Verantwortung der Beteiligten . . . . . . . . . . 77Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86VorbemerkungDer Inhalt

16、 dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sind vorbehalten.Die Nutzung dieser Richtlinie i

17、st unter Wahrung desUrheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedin-gungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserRichtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieserRichtlinien

18、reihe ist im Internet abrufbar unterwww.vdi.de/6012.EinleitungZur Deckung des Energiebedarfs der Gesellschaftrckt die Nutzung der Sonnenenergie immer strkerin den Mittelpunkt der technischen Entwicklung. Frdie Gewinnung elektrischer Energie mit Solarmodu-len (auch Module oder PV-Module genannt) oder

19、 frdie Gewinnung von Wrmeenergie mit Solarkollek-toren (auch Kollektoren genannt) stehen zahlreicheSystemkomponenten zur Verfgung, die sich in Aus-sehen und Bauart zum Teil erheblich unterscheiden.Eine tragfhige und betriebssichere Befestigung derModule und Kollektoren auf Gebuden ist unabding-bar e

20、rforderlich und schafft u.a. die Voraussetzungfr gewnschte lange Betriebszeitrume der Sys-teme. Montagesysteme mit unterschiedlichen Befes-tigungsmitteln kommen hierfr in der Praxis zur An-wendung. Durch das Anbringen von Solaranlagen auf Gebu-den sind die Module und Kollektoren sowie die Mon-tagesy

21、steme ueren Einwirkungen ausgesetzt, z.B.Krafteinwirkungen durch Wind und Schnee sowieTemperaturschwankungen und weiteren Witterungs-Page8 Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739 Installation and acceptance inspection . . . . . 7510 Operation and maintenance . . . . . . . . . . .

22、. 7711 Responsibility of the persons involved . . . . . 77Annex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Preliminary noteThe content of this standard has been developed instrict accordance with the requirements and recom-mendations of

23、 the standard VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting,reproduction (photocopying, micro copying), storagein data processing systems and translation, either ofthe full text or of extracts.The use of this standard without infringement of cop-yright is permitted subject to the l

24、icensing conditionsspecified (www.vdi.de/richtlinien) in the VDI No-tices.We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this standard.A catalogue of all available parts of this series ofstandards can be accessed on the internet atwww.vdi.de/6012.IntroductionTechnical development

25、is focusing more and more onthe use of solar energy to cover the energy needs ofsociety. Numerous system components, in somecases of highly divergent appearance and structure,are available for the production of electrical energyby means of solar modules (also known as modules,panels or PV modules) o

26、r thermal energy with solarcollectors (also referred to as collectors). Stable andreliable fastening of the modules and collectors tobuildings is absolutely essential, and fulfils one of thebasic conditions for the desired long service lives ofthe systems. In practice, mounting systems with var-ious

27、 types of fasteners are used.As solar systems are mounted on buildings, the mod-ules and collectors and the mounting systems are ex-posed to external influences, e.g. the forces exertedby wind and snow, temperature fluctuations, andother weather impacts. In addition, individual fasten-B974908A824A67

28、48CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1A29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-02All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI 6012 Blatt 1.4 / Part 1.4 3einflssen. Zudem knnen einzelne Befestigungsmit-tel in die bestehende Baukons

29、truktion eingreifen, dievielfach bautechnisch optimiert ist und deren Schutz-funktionen, z.B. vor Niederschlgen oder Brand, da-durch beeintrchtigt werden knnen.Die vorliegende Richtlinie soll eine Hilfestellung frdie fach- und sachgerechte Konstruktion und Aus-wahl der verfgbaren Montagesysteme und

30、Befesti-gungsmittel geben, damit eine bestimmungsgemeAusfhrung und Nutzung der Gebude und der Be-trieb der Solaranlage gewhrleistet werden knnen.1 AnwendungsbereichDiese Richtlinie behandelt Trag- und Verankerungs-elemente von Montagesystemen fr Solarmodule undSolarkollektoren, die additiv auf Gebud

31、en zum Ein-satz kommen. Sie gibt einen berblick zu prinzipiel-len Lsungsmglichkeiten und zum Stand der Tech-nik. Weiterhin gibt sie Hinweise und Empfehlungenzur Planung, Auslegung, Errichtung, Abnahme undInstandhaltung. Im Rahmen dieser Richtlinie werdenausschlielich mechanische Einwirkungen betrach

32、-tet. Andere Aspekte, z.B. elektrische und hydrauli-sche Leitungen sowie Blitzschutz und Potenzialaus-gleich, werden nicht thematisiert.Solarsysteme, die in die Gebudehlle integriert wer-den, sind nicht Inhalt dieser Richtlinie.Mit dieser Richtlinie soll der Anwender dabei unter-sttzt werden, Solara

33、nlagen auf Gebuden nach denallgemein anerkannten Regeln der Technik zu entwi-ckeln und zu errichten, um diese gefahrlos betreibenzu knnen. Es ist zu beachten, dass Solarmodule und Solarkol-lektoren sowie deren Trag- und Verankerungsele-mente (Montagesysteme) die ffentlich-rechtlichenAnforderungen er

34、fllen mssen. Hierzu gehren nach Landesbauordnungen z.B.: Standsicherheit Brandschutz Dies gilt auch, wenn die Errichtung verfahrensfrei ist.So gelten diese Anforderungen auch fr Solaranla-gen, wenn z.B. fr die Installation der Anlage keineBaugenehmigung erforderlich ist.Die Richtlinie wendet sich an

35、 Entwicklungsingenieure und Hersteller von Mon-tagesystemen, Befestigungs- und Verankerungs-elementen, Modulen, Kollektoren und Dachde-ckungen, Planer (z.B. Statiker), Ausfhrende,ers may engage with the existing building structureand so potentially impair its optimised protectionfunctions against, e

36、.g., rain or fire.This standard is intended to provide assistance in theprofessional and appropriate design and selection ofavailable mounting systems and fasteners, so as toensure use of the buildings and operation of the solarsystems in a manner suitable for the intended pur-pose.1ScopeThis standa

37、rd deals with load-bearing and anchoringcomponents of mounting systems for solar modulesand solar collectors which are mounted on buildings.It provides an overview of the methods in principleand of the state of the art. In addition, it provides in-formation and recommendations on design, dimen-sioni

38、ng, construction, inspection and maintenance.Only mechanical actions are considered in the courseof this standard. Other aspects, e.g. electrical and hy-draulic lines, lightning conductors and equipotentialbonding, are not dealt with here.Solar systems which are integrated in the buildingshell are n

39、ot covered by this standard.This standard is intended to provide assistance in de-veloping and erecting solar systems on buildings inaccordance with the generally accepted rules of goodengineering practice, so that they may be safely oper-ated.It is to be noted that solar modules and solar collec-to

40、rs as well as their load-bearing and anchoring com-ponents (mounting systems) must fulfil the require-ments of the law.These, in Germany, include the state building codes,for instance with regard to stability and fire protection.This applies even if planning permission or buildingapproval is not req

41、uired for the installation of solarsystems.The standard is addressed to development engineers and manufacturers ofmounting systems, fastening and anchoring com-ponents, modules, collectors and roofing, design engineers (e.g. stress analysts), installers,B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF

42、8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1A29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-02Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 20164 VDI 6012 Blatt 1.4 / Part 1.4Betreiber, Prforganisationen und Versicherungen.Grundstzliche Hinweise zur Befestigung von Modu-len/Kollek

43、toren gelten auch fr Freiflchenanlagenan Traggestellen, sofern eine hnliche Befestigungs-art vorliegt.2 Normative VerweiseDas folgende zitierte Dokument ist fr die Anwen-dung dieser Richtlinie erforderlich:VDI 4700 Blatt 1: 2015-10 Begriffe der Bau- und Ge-budetechnik3BegriffeFr die Anwendung dieser

44、 Richtlinie gelten die Be-griffe nach VDI 4700 Blatt 1 sowie die folgendenBegriffe:additive MontageMontage von Fotovoltaik, bei der PV-Module nebender Funktion der Stromerzeugung keine zustzlicheFunktion bernehmenAufdachmontage Montage der Solarmodule oder Solarkollektoren mitAbstand zur Dachdeckung

45、 oder DachabdichtungAnmerkung: Dachneigung und Modul- bzw. Kollektorneigungknnen dabei voneinander abweichen. BefestigungselementBauteil oder Baugruppe, die die Module oder Kollek-toren am Traggestell mechanisch befestigtBefestigungsmittelVerankerungs-, Verbindungs- und Befesti-gungselemente die zur

46、 Befestigung des Traggestellseingesetzt werdenDachabdichtungoberer wasserdichter Abschluss von Gebuden aufflachen oder geneigten DachkonstruktionenAnmerkung: Dachabdichtungen werden aus zusammenfgbarenBahnen oder planenfrmigen Produkten hergestellt oder als ganz-flchige Beschichtungen ausgefhrt. Dac

47、hdeckungoberer regensicherer Abschluss von Gebuden aufgeneigten Dachkonstruktionen aus DeckwerkstoffenAnmerkung: Die Deckwerkstoffe knnen eben oder profiliert,platten- oder tafelfrmig, klein- oder groformatig ausgefhrt sein. Dachtragwerk (Dachunterkonstruktion)Gesamtheit aller lasttragenden Dachbaut

48、eileFlachdach Dach, das keine oder nur eine geringe Dachneigungaufweistoperators, testing organizations, and insurance companies.The fundamental notes on the fastening of modules/collectors also apply to open air systems on support-ing frames where the method of fixing is similar.2 Normative referen

49、cesThe following referenced document is indispensablefor the application of this standard:VDI 4700 Part 1: 2015-10 Construction and buildingterms3 Terms and definitionsFor the purposes of this standard, the terms set out inVDI 4700 Part 1 and the following terms and defini-tions apply:additive mountingmounting of a photovoltaic system in which the PVmodules do not perform any other function than thatof power generationroof mounting mountin