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Laminatmontage Allgemeine Hinweise

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LaminatmontageAllgemeine Hinweise

Für die Befestigung von Laminatmodulen existieren generell keine allgemeingültigen Vorgaben. Auf-grund der Vielfalt unterschiedlicher Typen ist es nicht möglich, allgemeingültige Montagevorschriften zu erstellen; auch eine Normung der mechanischen Schnittstellen ist hier in naher Zukunft nicht zu erwarten. Bei der Verwendung von Laminatmodulen obliegt es deshalb der Sorgfaltspflicht des verantwortli-chen Installateurs, vom Modulhersteller die entsprechenden Montagevorschriften schriftlich anzufor-dern und bei der Anlagenplanung zu berücksichtigen: • FreigabefürdieVerwendungdergeplantenKlemmenbaureihe• IEC-ZulassungdesbetreffendenModulesinclusive mechanischer Belastungsprüfung• AngabenzugeprüftenundzertifiziertenFlächenlasten• GenerelleFreigabefürpunktförmigeLagerung• EindeutigeMontagevorschriftenfürdasModul

• Verbaut der Installateur Laminatmodule ohne diese Angaben, so übernimmt er damit eigenverant-wortlichdiekompletteAnlagengewährleistungbeieventuellenModulschädenundkanndieAbwick-lung in einem Schadensfall nicht an den Modulhersteller weitergeben.

• GenerellistnichtjedesLaminatmodulfüreinepunktförmigeBefestigungmitKlemmengeeignet!DurchdieFlächenbelastungentsteheninAbhängigkeitvonderAnordnungderAuflagepunkteSpan-nungenimGlas.DeshalbmußderHerstellerdiepunktförmigeBefestigunggenerellfreigebenundauchdiezulässigeLagederAufnahmepunktefüreineordnungsgemäßeBefestigungvorgeben.

• DasverwendeteModulmußgenerellfürdieamMontageortauftretendenFlächenlastengeeignetsein.DerInstallateurmußdiezulässigenFlächenlastendesModulesmitdentatsächlichenLastenam Installationsort vergleichen.

• IndiesemZusammenhangistauchbesonderszuerwähnen,dassvieleungerahmteModulenichtalsechtesLaminatmodulgesondertzurIEC-Prüfungvorgestelltwerden,sondernoftnur„ohneRahmenverkaufteStandardmodule“sind.OftmalsexistiertauchkeinoffiziellesDatenblattdesun-gerahmten Modules. Solche Module wurden in ungerahmter Ausführung oft keinerlei mechanischen BelastungstestsgemäßIECunterzogenundkönnensomitu.U.größerenmechanischenBelastun-gen nicht standhalten.

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Bei gerahmten Modulen reicht es im allgemeinen aus, die zu-lässigenBereichedesModulrahmensanzugeben,indenendieModulklemmenbzw.dieQuerträgerschienenzupositionierensind.DieGewährleistungdesModulherstellersgiltbeiordnungsgemä-ßerBefestigungdanni.a.fürörtlicheNormschneelastenunterhalbderPrüflast(strenggenommensinddieverschiedenenFällederLastüberlagerung von Wind und Schnee zu berücksichtigen).

Bei ungerahmten Modulen sind die statischen Besonderheiten derverschiedenenModulverbände(Doppelglas,Glas-EVA,Glas-Dünnschichtusw.)maßgebend,sodassdieBefestigungsartundauchdiezulässigeArtderKlemmung(z.B.Klemmenabstände,schwimmendeoderfesteKlemmungusw.)genauimDetaildefi-niertwerdenmuß.NurdannsindauchhierdierealenLastbedin-gungenmitdenPrüfbedingungenvergleichbar.

ModulmontagevorschriftBeispiel für ein gerahmtes Modul

“center point of the clip shall be located between 250mm and 300mm”

ModulmontagevorschriftBeispiel für ein ungerahmtes Modul

u

u

u

u

162mm/6,4inches < u < 393mm/15,5inches

1 Montageformen - Technische Details

BeiderZulassungnachIEC61215bzw.IEC61646werdenModuleüblicherweisemiteinerFlächen-lastvon2400Pa(entspricht2,40kN/m2oderca.240kg/m2)beaufschlagt.DassdieseFlächenlastbeiderMontagevonModuleninGebietenmithöherenSchneelastenüberschrittenwird,wirdoftmalsnichtbeachtet.BeiderIEC-PrüfungwirdoptionalaucheinegrößerePrüflastvon5400Paempfohlen,jedochnichtzwingendvorgeschrieben.

DiePrüflastensindindiePraxisnurdannübertragbar,wenndieModuleamDachauchgemäßdenPrüfbedingungenverbautwerden;ausdiesemGrundemußderModulherstellerdieVorgabenfürdieBefestigung am Dach angeben.

2 Klemmenbauformen

DiezweiKlemmenbauformenLaminatEcoundLaminatProfistehenfürunterschiedlicheAnforderun-gen bzw. unterschiedliche Optimierungen bei der Laminatbefestigung:

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Laminat Eco

DieKlemmenbauform„LaminatEco“stehtfürverschiedeneModuldicken(4,6,8mm)zurVerfügung.BeipassenderAbstim-mungistdasModulschwimmend(ohnegrößerePressung)inderKlemmegeführt.BeisenkrechterMontagemußdasModulgegenAbrutschenanderweitiggesichertwerden(Sicherheitshaken).DiePressungdesModulesinderKlemmeistbeigeeigneterAbstim-mungunabhängigvomAnzugsmomentderSchraube;Soll-An-zugsmoment ist ca. 15 bis 20 Nm.

DieAbstimmungderKlemmenbauformzurModuldickemußderInstallateuroderPlanervornehmen,dabeisindinsbesondereauchDickentoleranzen des Modules zu berücksichtigen.

BeispielPrüfzertifikat

Laminat Profi

DieKlemmenbauform„LaminatProfi“istfürModuldickenvon3bis14mm(durchgehend)geeignet.Eine zuverlässige Modulmonta-ge ist aber bei dieser variablen Klemmenbauform wesentlich von der Montagequalität abhängig:

• DiePressungdesModuleshängtzu100%vomAnzugsmoment derSchraubeab!DasAnzugsmomentundderzulässigePress- druck ist deshalb mit dem Modulhersteller abzustimmen.• DieModulesindallseitig,auchanderStirnkanteinEPDM- Gummigeführt;beiderMontageistallerdingsdaraufzuachten, dassdasModulauchrichtigindieKlemmeneingelegtwird (sh.auchBild).• ImGegensatzzueinfachenEdelstahlklemmen,indenendie Modulenureingelegtwerden,istdurchdieKlemmungauch Windsogsicherheitgewährleistet.• DieMittelklemmeistfürModulevon3bis14mmgeeignet. AmEndederModulreiheschließteineanalogkonstruierte EndklemmedieModulreiheab.DieKlemmenstehengenerell inzweiverschiedenenBauformenfürGlaseinständevon 11mm oder 15mm zur Verfügung.

• DurchdieBauformmitMittelnutkanndieverwendeteImbus- schraube auch mit einer Diebstahlsicherung versehen werden, da die Schraube nicht mit einer Zange gelöst werden kann.• DieLaminatklemmeEcoistaufeinespielloseFührung ausgelegt,dasLaminatwird(beientsprechenderDicke) nichtgepresst!• DieKlemmehatkein Unterteil, das Modul stützt sich über denEPDM-GummidirektaufderSchieneoderaufdem untergelegten Sicherheitshaken ab• DakeinUnterteilverwendetwird,mußauchdieMindestbreite derAuflageschienevomModulherstellerfreigegebenwerden; aufWunschkannoptionalaucheineuntereAuflageplatte mitgeliefert werden.

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Beispiel: Montage mit Sicherheitshaken

3 Abrutschsicherung

BeiallenArtenvonKlemmenfürungerahmteModulekanndasModulalleinedurchdieKlemmungnichtgegenAbrutschengesi-chert werden. Bei senkrechter Montage wird deshalb das Modul meist mit sog. Sicherheitshaken gegen Abrutschen gesichert.

Alternativ kann das Modul auch durch Montage an senkrechten Schienen direkt durch die Modulklemmen am Abrutschen gesi-chertwerden;indiesenFällenistzuprüfen,obdieKlemmwirkungderverwendetenKlemmenreicht,umseitlicheVerschiebungz.B.durchWindkräftezuverhindern,ggfs.sinddieModulegegenseit-licheVerschiebungenzusätzlichzusichern.

Sicherheitshaken Modulklemmen Distanzhalter

Auch bei horizontal angeord-neten Modulen kann es durch thermischeLängenausdehnungderProfilezueinemWandernderModulekommen.Umdieszu verhindern sollten Modulfeld-größenvonüber10mLängevermieden werden. Wir emp-fehlen die Module durch Dis-tanzhalter und Sicherheitshaken (sieheSchema)zusichern.

4 Modulklemmung - charakteristische Daten

Bei gerahmtenModulenistesmeistmöglich,dieKlemmgeometriedesModulsverbindlichanzu-gebenunddadurchsystemunabhängigeSchnittstellenzwischenModulundMontagesystemenzuschaffen.SehrvielanspruchsvolleristdagegendieSchnittstellendefinitionbeiungerahmtenModu-len, da hier der Abstimmung zwischen Montagesystem und Modul eine sehr viel höhere Bedeutung zukommtundfüreinerichtigeSystemauslegungsehrvieleParametermaßgeblichsind.DievorliegendeZusammenstellungsollimSinneeinerChecklistederzudefinierendenParametereineguteAbstimmungzwischenModulundMontagesystemermöglichenunddiezudefinierendenSchnittstellen und Vorgaben aufzeigen.

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ModuldickeDieLaminatklemmeistsoauszuwählen,dassdieKlemmgeometriegrundsätzlichzurModuldickepasst.DiesistbeizweiteiligenModulklemmen(LaminatProfi,sh.Punkt2)i.a.ineinemweitenBereichderFall,allerdingsmitdemNachteil,dassdieKlemmungdesModulsvomAnzugsmomentderSchraubeabhängigistunddadurchunzulässigeKlemmzuständeentstehenkönnen. BeieinteiligenLaminatklemmen(LaminatEco,sh.Punkt2)istdieMontagequalitätpraktischunabhängigvomAnzugsmomentderSchraube;fürjedeModuldickeistabereinespezifischeAusführungderKlemmenotwendig.EinenSonderfallstellenKlemmenohneSchraubverbindungdar;hierliegti.a.dieselbeGeome-trie vor wie bei einteiligen geschraubten Laminatklemmen. DickentoleranzBeiderAuswahlderKlemmenfürdasjeweiligeModulsindnebendemNenn-Dickenmaßauchdie ToleranzenderKlemmeundderModulezuberücksichtigen. Gewünschte Klemmung (schwimmend oder leicht gefasst)GrundsätzlichsolltedasModulbeiderKlemmungrunduminGummigefasstseinundankeinerStelleauchbeibestimmungsgemäßerVerformungenKontaktzuMetallteilenhaben.Zuverwendenisti.a.UV-beständigerEPDM-Gummi.InAbhängigkeitvonderstatischenBerechnungsmethodedesGlasmodulsistauszuwählen,obdasModulimGummielastischgeklemmtwerdensoll(wennja,mitwelcherKraft),oderobeinedefinierte„Mindest-Luft“einzuhaltenist(schwimmendeLagerung).

Toleranz gegenüber Fehlstellung der KlemmenBeiderLagerungundKlemmgeometriesindauchleichteFehlstellungenderKlemmen(Abweichungin der Flucht der Module) zu tolerieren, die aufgrund von Dachunebenheiten zustande kommen können. SindsolcheUnparallelitätengenerellfürdieModullagerungnichtakzeptabel,soist a)einePrüfmethodefestzulegen,diedemInstallateurvorgeschriebenwirdoder b)einKreuzschienensystemgenerellvorzuschreiben

Gummi-HärteSollteimRahmenderKlemmen-Zertifizierungbetrachtetwerden.

Länge der Klemmen (Einspannlänge)AuchdieEinspann-LängeimZusammenhangmitallenanderenFaktorenistvonseitendesMo-dulherstel-lerszudefinieren.GroßeEinspannlängenergebenminimaleFlächendrückeimKlemm-bereichundgerin-geSpannungen.GleichzeitigbehindernabergroßeEinspannlängendieVerfor-mungdesModuls und können damit zu Spannungsspitzen führen. Das Optimum ist anhand der Modulstatik zu ermitteln.

Ausführung obere EinspannkanteEinegeeignete„weiche“AusführungderoberenEinspannkantederModulklemmekannhelfen, Spannungsspitzen bei Modulverformung zu begrenzen.

Einspanntiefe für Zugbelastung (obere Einspanntiefe)DieEinspanntiefeistzudefinieren.GroßeEinspanntiefenbegrenzenFlächendruckundSpannungen, könnenabergleichzeitigindieaktiveModulflächehineinragenbzw.diesebeschatten.

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Beispiel einteilige Klemmemit Unterlegplatte

Beispiel einteilige KlemmesenkrechtzurTrägerschiene

5 Klemmgeometrie – charakteristische Daten

RechteckigeModulewerdenüblicherweisesoeingespannt,dasssichdieKlemmenandenlangenSeitendesModulsbefinden.DurchflächigeBelastungdesModuls(Sogund/oderDruck)ergibtsichdaraus ein dreidimensionales Verformungs- und Spannungsbild.

a) Biegelinie in Richtung Modulhöhe

DieOptimalePositionderKlemmenistsozubestimmen,dassinModul-LängsrichtungeinoptimalesVerformungsbildmitmini-mierten Spannungsspitzenentsteht(VorgabeModulhersteller).Dies ist im Regelfall rechnerisch zu ermitteln.

ZusätzlichzuroptimalenPositionsollteaucheinToleranzbereichmitangegebenwerden,derfürdieKlemmpositioneinzuhaltenist.

b) Biegelinie in Richtung Modulbreite

DieBiegelinieinRichtungderModulbreitedefiniertimAllgemei-nendiemaximalmöglichebzw.sinnvolleModulgrößebeigege-benerGlasdickeundbeieinerdefiniertenMaximalbelastung(sh.auch Abschnitt Modulprüfung). DabezüglichSogbelastungdieModulenurandenRändernabgestützt werden können, ergibt sich damit eine technologische BegrenzungderModulgröße.EineÄnderungdiesermaximalzulässigenModulgrößebeigegebenenFlächenbelastungenistnurmöglich,wenndieGlasdickeund/oderGlasqualitätentspre-chendangepasstwerden.AusdiesemGrundeisti.a.aucheinewirtschaftlicheMaximalgrößederModuledefiniert,auchwenndieProduktionskostenbeigrößerenModulennatürlichgrundsätzlichniedriger sind.

Simulation der Durchbiegung unter Maximallast (überhöhteDarstellung)

ZugspannungimKlemmbereich

Zugspannung im Feldbereich

Beispiel Montagevorschrift

Einspanntiefe und Einspannlänge für Druckbelastung (untere Auflagefläche)AuchhieristdieEinspanntiefezudefinieren.DurcheineunsymmetrischeAusführungderKlemm-gummiskannaufderUnterseitederKlemmeu.U.einegrößereEinspanntiefeerreichtwerdenalsoben.BeiDruckbelastungistnichtnurdieunterderModulflächeliegendeGummiflächemaßgeblich,sondernbeieinteiligenKlemmeninsbesonderediedarunterliegendeAuflagefläche.Soistz.B.beieinteiligenKlemmen,diesenkrechtaufdemTrägerprofilverbautwerden,dieminimaleBreitedesQuerträgerszudefinieren.

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6 Klemmgeometrie – Anordnung

InAbhängigkeitvonderModulbelastbarkeitsindverschiedeneMontagefällemöglichoderu.U.auchauszuschließen.

• Senkrecht ohne Abrutschsicherung • Senkrecht mit Abrutschsicherung

Wird das Modul senkrecht verbaut, so ist i.a. eine Abrutschsiche-rungnormalerweisewegenderHangabtriebskräfteerforderlich.Esistzubeachten,dassandenModul-StirnseitengroßeFlä-chendrückeentstehenkönnen.BeisehrflachenDächernkann(inAbhängigkeitvonderAbstimmungKlemme–Modul)u.U.aufeineAbrutschsicherung verzichtet werden.

• Waagrecht ohne Querstabilisierung

WirddasModulquerverbaut,soübernimmtdieModulklemmei.a.auch die Funktion der Abrutsch-sicherung in Richtung Traufe. In dieserGeometrieistzuprüfen,obu.U.seitlicheWindkräftedasModulinderKlemmeverschiebenkönnen,oderobdiesdurcheineausreichendeKlemmreibungausgeschlossenwerdenkann.

Evtl.BeschränkungaufKreuzschienensystemewegenParallelitätderKlemmgeometrie.

7 Sonderfall linienförmige Lagerung

Quer verbaute Module können z.B. in Freilandanlagen auch linien-förmiginPfettenprofilengelagertwerden.IndenmeistenProfilenliegt aber formal auch hier eine punktförmige Lagerung vor, da das ModulohneVerformungnurindenKlemmenaufliegt.BeiBe-anspruchungdurchWindsogistdasModulnurindenKlemmengelagert. Bei Beanspruchung durch Drucklasten liegt das Modul primärindenKlemmen;beistärkerenVerformungenkanndasModuljenachDickederKlemmenu.U.aufdenTrägernaufliegen.Hieristzuklären,obeinAufliegenaufdenTrägerntoleriertwer-den kann, oder ob der Durchhang bei maximaler Belastung kleiner alsdieDickederKlemmeistunddadurchdasModulnichtaufMetallaufliegenkann.Ggfs.sindmehrKlemmenproModulbishinzur kompletten linienförmigen Lagerung einzusetzen; auch dafür ist aber eine genaue statische Simulationsrechnung notwendig, damitnichtVerformungendesTrägersystemsdurchdiestatischüberbestimmteEinspannungdesModulswiederumSpannungenim Modul hervorrufen können.

Laminatmontage senkrecht mit Abrutschsicherung

Laminatmontagequer

Laminatmontagequer

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8 Beispiele für die Modulprüfung

EsistprimärauchdasgewünschteBelastungsniveaufürdieTestszudefinieren.MöglicheMaximalllastensindz.B.2400Pa(vorge-schriebenlt.IEC61215)oder5400Pa(optionallt.IEC). BeiderDefinitionderPrüflastistauchdiespätereFreigabefürggfs.verschiedeneEinsatzregionenzuberücksichtigen.

MaßgeblicheNormensind:DINEN61215(PrüfungfürkristallineModule)DINEN61646(PrüfungfürDünnschichtmodule)

IndenPrüfnormenistkeinePrüfmethodefestvorgeschrieben.Möglichkeiten sind z.B. Wassersack, Vakuum-Überdruck oder Vakuumsauger.Esistnichtgesichert,obgeradebeirahmenlosenModulenallePrüfmethodenexaktdiegleichenErgebnisselie-fern,deshalbsolltediePrüfmethodefürZertifizierungendefiniertwerden.

Weiterhinistdaraufzuachten,dassderAblaufderPrüfung(Belastungvonvorne,Belastungvonhinten)unddiePrüfdauergeradebeiDoppelglasmoduleneinenwesentlichenEinflussaufdasErgebnishabenkann(sh.auchAbschnittVersagensmecha-nismen).

Beispiel ModulbelastungsprüfungmitVakuumsauger(TÜVRheinland)

Beispiel ModulbelastungsprüfungmitWassersack(Schletter)(VorbereitungdesPrüfaufbaus)

Beispiel ModulbelastungsprüfungimÜberdruck/Unterdruck-Prüfstand(VDE)

9 Versagensmechanismen bei Einfach-Glasmodulen

DieBelastbarkeitderEinfach-Glasmoduleisti.a.durchdieBelastbarkeitderGlasscheibeindervorgegebenenBefestigungsgeometriebegrenzt.DieGrenzederBelastbarkeitstelltdieBruchgren-zeoder/unddieGrenzedermaximalenDurchbiegungdesGlasmodulesdar.Zubeachtenistaberinje-dem Falle auch, dass die aktive Schicht des Modules durch die auftretende maximale Durch-biegung nichtgeschädigtwerdendarf.EinNachweisdafürinFormeinerPrüfungistimPrinzipnurmiteinerstatistischrelevantenAnzahlvonPrüflingenundeinerbegleitendenelektrischenFunktionsprüfungmöglich!

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10 Versagensmechanismen bei Doppelglasmodulen

Doppelglasmodule weisen bedingt durch die Technologie statische Besonderheiten auf:

AnalogzuEinfach-GlasmodulenwirddieBelastbarkeitderDoppel-glasmoduleprimärdurchdievorgegebeneBefestigungsgeometriebestimmt.DerzweiteFaktoristdasTragvermögendesGlasverbun-des; folgende Faktoren sind dabei zu beachten:

• GrundsätzlichsindwiederumnebendenstatischenBelastungenderGlaselementebeiBelastungundVerformungderModuledieVerformungen der aktiven Schichten des Moduls zu betrachten.

• DieminimaleBelastbarkeitdesModulverbundesergibtsichrechnerisch aus der Summe der Werte der einzelnen verwende-tenGlasscheiben.DiesekonservativermittelteBelastbarkeitdesModuls kann auch rein rechnerisch ohne experimentellen Nach-weis angegeben werden.

• EinGlasverbundkannaberjenachQualitätundDauerhaftigkeitder verbindenden Mittelschicht auch wesentlich höheren Belas-tungenstandhalten,alsesderSummederEinzelglasscheibenentspricht.DieseerhöhteBelastbarkeitkannu.U.rechnerischnachgewiesen werden; bei der Validierung durch Versuche sind speziell auch Versuchszeit, Belastungsmodell und Lastwechsel-zyklenzubeachten,dadiesezueinemlangfristigen„schleichen-den“ Versagen des Verbundes führen können.

• PositivfürdieBeanspruchbarkeitdesGlasverbundesbeiDruck-belastung wirkt sich z.B. eine thermisch vorgespannte untere Glasscheibeaus.Hieristallerdingswiederumzubeachten,dassbei Modulen in der sog. Substrat-Technologie i.a. die aktiven SchichtenaufdieuntereTrägerscheibedurcheinenthermischenProzessaufgebrachtwird,wodurchdiedurcheinevorherigethermischeBehandlungoptimiertenmechanischenEigenschaf-tenderScheibenachträglichwiederumverlorengehenkönnen.

Bei Modulen in Superstrat-Technologie wird i.a. die obere Scheibe technologisch behandelt; dies kann z.B. eine Optimie-rungdermechanischenEigenschaftenderunterenSchei-beunddamitderDruckbelastbarkeitdesGesamtmodulsermöglichen.

Beispiel Spannungsverteilung in den GlasscheibenmitVerbundund ohne Verbund

starrer Verbund

kein Verbund

©Schlette

rGmbH

,2012,I400129D

E,V

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