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DE20311967U1 - Support frame for solar panels set at angle to horizontal has trapezoidal frame elements standing vertically on corrugated foundation plate - Google Patents

Support frame for solar panels set at angle to horizontal has trapezoidal frame elements standing vertically on corrugated foundation plate

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DE20311967U1
DE20311967U1 DE20311967U DE20311967U DE20311967U1 DE 20311967 U1 DE20311967 U1 DE 20311967U1 DE 20311967 U DE20311967 U DE 20311967U DE 20311967 U DE20311967 U DE 20311967U DE 20311967 U1 DE20311967 U1 DE 20311967U1
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Abstract

The plastics foundation plate (1) has flat regions separated by upward extending semicircular portions (2) which form drainage channels under the plate. Soil may be placed on top of the foundation plate and the flat portions may act as water collection regions (3). Adjacent corrugated plates may have overlapping edges (5). Distance pieces (6) on top of some of the corrugations accommodate fastening screws (7) for the trapezoidal metal frames (4). The sloping top parts of the frames have screws holding the solar panels.

Description

Anmelder: ZinCo GmbH, UnterensingenApplicant: ZinCo GmbH, Unterensingen

„Tragkonstruktion für Solaranlaqen zum Einsatz auf begrünten Flachdächern""Support structure for solar systems for use on green flat roofs"

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft eine Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern, bestehend aus einer profilierten Grundplatte aus Kunststoff, die auf der Dachabdichtung verlegt und mit einer Auflast aus Schüttgut versehen wird, und einem mit dieser durch ein spezielles Konterelement verbundenem Tragrahmen aus korrosionsbeständigem Metall, auf welchem Querschienen befestigt werden können, die ihrerseits zur Aufnahme der Solarmodule dienen.The invention relates to a support structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, consisting of a profiled base plate made of plastic, which is laid on the roof waterproofing and provided with a load of bulk material, and a support frame made of corrosion-resistant metal connected to this by a special counter element, on which cross rails can be attached, which in turn serve to accommodate the solar modules.

Werden Solaranlagen, sei es zur Erwärmung von Wasser (Solarthermie) oder zur Erzeugung von Elektrizität (Photovoltaik) oder auch andere aufzuständemde Konstruktionen (z. B. Werbetafeln) auf Flachdächern platziert, so ist hierzu eine Verankerung notwendig, die Lagesicherheit auch bei Sturm gewährleistet.If solar systems, whether for heating water (solar thermal energy) or for generating electricity (photovoltaics) or other standing structures (e.g. advertising boards) are placed on flat roofs, anchoring is necessary to ensure stability even in storms.

Eine Art der Verankerung besteht darin, dass die Anlagen an Stützen befestigt werden, die in der Dachunterkonstruktion verankert sind. Da dieses jedoch eine mit Risiken behaftete Durchdringung der Dachabdichtung und der Wärmedämmschicht mit sich bringt, ist diese Befestigungsart auf Flachdächern eher die Ausnahme.One type of anchoring involves attaching the systems to supports that are anchored in the roof substructure. However, as this involves the risk of penetrating the roof waterproofing and thermal insulation layer, this type of attachment is the exception on flat roofs.

Üblicherweise werden die meist aus Metallprofilen hergestellten Tragkonstruktionen von Solaranlagen daher auf flächig oder linear ausgebildeten Betonfundamenten verschraubt und verdübelt, die durchdringungsfrei oberhalb der Dachabdichtung angeordnet sind.Usually, the supporting structures of solar systems, which are mostly made of metal profiles, are screwed and doweled onto flat or linear concrete foundations, which are arranged without penetration above the roof waterproofing.

Alternativ dazu können die Tragkonstruktionen auf der Unterseite auch Rahmen oder verbreiterte Stützfüße aufweisen, die zur Aufnahme von Betonplatten oder Betonwerksteinen dienen. Das Gewicht der Betonplatten oder Betonwerksteine sorgt in diesem Fall für die notwendige Beschwerung.Alternatively, the supporting structures can also have frames or widened support feet on the underside that serve to hold concrete slabs or concrete blocks. In this case, the weight of the concrete slabs or concrete blocks provides the necessary weighting.

Beide Vorgehensweisen - ob Befestigung auf Betonfundamenten oder Beschwerung durch Betonplatten bzw. -Werksteine - bewirken hohe Punktlasten, die auf Flachdächern zu problematischen Durchbiegungen führen können, und erfordern darüber hinaus mechanisch hoch belastbare und dadurch in der Regel teure Schutzlagen zum Schutz der relativ empfindlichen Dachabdichtung.Both approaches - whether fastening to concrete foundations or weighting down with concrete slabs or building stones - result in high point loads, which can lead to problematic deflections on flat roofs, and also require highly mechanically resilient and therefore usually expensive protective layers to protect the relatively sensitive roof waterproofing.

Der Transport von Beton auf ein Flachdach - sei es als Frischbeton oder in Form von Betonwerksteinen - stellt zudem auch ein logistisches Problem dar, denn die bei bekiesten oder begrünten Flachdächern benötigten Materialien werden heute oft per Druckluft aufs Dach „geblasen". Kräne oder Schrägaufzüge sind daher nicht immer auf den Baustellen vorhanden.The transport of concrete onto a flat roof - whether as fresh concrete or in the form of concrete blocks - also presents a logistical problem, because the materials required for gravelled or green flat roofs are often "blown" onto the roof using compressed air. Cranes or inclined lifts are therefore not always available on construction sites.

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Eine Befestigungsart für Solaranlagen oder Werbeschilder auf Flachdächern, die ohne Beton auskommt, besteht darin, dass die Träger an Wannen aus Metall (z.B. Aluminium oder Edelstahl) oder aus glasfaserverstärktem Kunststoff befestigt werden, welche ihrerseits mit Kies, Splitt oder einem vergleichbarem Schüttgut gefüllt werden. Da diese Wannen jedoch einen glatten Boden aufweisen, behindern sie, sofern aneinandergereiht aufgestellt, den Wasserabfluss auf Flachdächern, was insbesondere bei begrünten Flachdächern zu Problemen infolge Staunässe führen kann.One way of attaching solar panels or advertising signs to flat roofs that does not require concrete is to attach the supports to trays made of metal (e.g. aluminum or stainless steel) or fiberglass-reinforced plastic, which in turn are filled with gravel, chippings or a similar bulk material. However, since these trays have a smooth bottom, they prevent water from draining off flat roofs when placed in a row, which can lead to problems due to waterlogging, particularly on green flat roofs.

Die erfindungsgemäße Tragkonstruktion für Solaranlagen stellt eine Weiterentwicklung der oben erwähnten Wannenlösung dar, da durch die unterseitige Profilierung der Grundplatte ein Wasserfluss sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gewährleistet wird.The support structure for solar systems according to the invention represents a further development of the above-mentioned trough solution, since the profiling of the base plate on the underside ensures water flow in both the longitudinal and transverse directions.

Durch die Größe und Stabilität der mit Schüttgut zu beschwerenden Grundplatte wird eine flächige Lastverteilung gewährleistet. Eine übermäßige Punktbelastung des Unterbaus wie selbstverständlich auch eine Durchdringung der Dachabdichtung wird so vermieden. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Tragkonstruktion ist durch die flächige Lastverteilung somit auch auf Flachdächern möglich, wo nur begrenzte Lastreserven zur Verfügung stehen.The size and stability of the base plate, which is weighted down with bulk material, ensures that the load is distributed evenly. This avoids excessive point loading of the substructure and, of course, penetration of the roof waterproofing. The use of the supporting structure according to the invention is therefore also possible on flat roofs, where only limited load reserves are available, thanks to the even load distribution.

Die oberseitige Ausformung der Grundplatte mit Vertiefungen, in denen Regenwasser zurückgehalten wird, ermöglicht deren Einsatz auch auf zu begrünenden Flachdächern. In diesem Fall wird geeignetes Erdsubstrat direkt auf die Grundplatte als Beschwerung aufgebracht. Dadurch dass Wasser nur partiell gespeichert wird und Überschusswasser über die unterseitigen Kanäle abfließen kann, steht noch genügend Luft im Erdsubstrat zur Verfügung, was das Wachstum der dort einzubringenden Pflanzen begünstigt.The shape of the base plate with recesses on the top in which rainwater is retained also allows it to be used on flat roofs that are to be greened. In this case, suitable soil substrate is applied directly to the base plate as a weight. Because water is only partially stored and excess water can flow away via the channels on the bottom, there is still enough air available in the soil substrate, which promotes the growth of the plants that are to be planted there.

Auch der auf den Grundplatten zu befestigende Tragrahmen weist gegenüber herkömmlichen, meist aus zusammengeschraubten Aluminium-Winkelprofilen bestehenden Rahmen, Vorteile auf.The support frame, which is attached to the base plates, also has advantages over conventional frames, which usually consist of screwed-together aluminum angle profiles.

Der zur erfindungsgemäßen Tragkonstruktion gehörende Rahmen aus Metall wird aus einem Stück gefertigt - erfordert also keine separate, vorbereitende Montage und es können auch keine Teile verloren gehen. Der Träger weist in sich bereits die erforderliche Neigung auf, um Solarmodule optimal zur Sonne hin ausrichten zu können und er stellt durch seine Bauhöhe sicher, dass die darauf befestigten Solarmodule nicht durch Pflanzenteile beschattet werden und so eine geringere Leistung erbringen.The metal frame that forms part of the supporting structure according to the invention is made from one piece - so it does not require any separate, preparatory assembly and no parts can be lost. The support already has the required inclination to optimally align solar modules towards the sun and its height ensures that the solar modules attached to it are not shaded by plant parts and thus produce less power.

Der Tragrahmen ist an Unter- und Oberseite bereits mit Lochungen versehen, was seine Montage auf der Grundplatte bzw. die der die Solarmodule tragenden Querprofilen erleichtert. Lochungen in der Trägerrückseite ermöglichen wiederum das Anbringen von als Windverband wirkenden, aussteifenden Profilen.The support frame is already provided with holes on the top and bottom, which makes it easier to mount it on the base plate or the cross profiles that support the solar modules. Holes in the back of the support enable stiffening profiles to be attached that act as wind bracing.

Befestigt wird der Tragrahmen an der Grundplatte durch ein profiliertes Konterelement aus Metall, das genau in die unterseitigen Dränagekanäle der GrundplatteThe support frame is attached to the base plate by a profiled metal counter element, which fits precisely into the drainage channels on the underside of the base plate.

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passt und so die Kraftübertragung auf eine größere Fläche ermöglicht. Ein auf Grundplatte und Konterelement abgestimmter Abstandhalter sorgt dafür, dass die profilierte Platte bei der Befestigung des Rahmens auf dieser nicht zusammengedrückt werden kann.and thus enables the force to be transmitted over a larger area. A spacer that is matched to the base plate and counter element ensures that the profiled plate cannot be compressed when the frame is attached to it.

Abbildung 1 zeigt die mit (1) gekennzeichnete profilierte Grundplatte mit den sowohl längs- als auch querlaufenden unterseitigen Dränagekanälen (2), die einen ungefähr halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen und mit den wasserspeichernden Vertiefungen (3). Mit (4) gekennzeichnet ist der aus einem Stück gefertigte Tragrahmen aus Metall, der mittels zwei Konterelementen (5) auf der Grundplatte montiert wird. Mit (6) gekennzeichnet sind die auf das Konterelement aufzusetzenden Abstandhalter, die verhindern, dass beim Anziehen der Befestigungsschrauben (7) die Grundplatte zusammengedrückt wird. Figure 1 shows the profiled base plate marked (1) with the longitudinal and transverse drainage channels (2) on the underside, which have an approximately semicircular cross-section, and with the water-storing recesses (3). (4) marks the one-piece metal support frame, which is mounted on the base plate using two counter elements (5). (6) marks the spacers to be placed on the counter element, which prevent the base plate from being compressed when the fastening screws (7) are tightened.

Abbildung 2 zeigt in einer vergrößerten Ansicht das Konterelement (5) mit aufgesetztem Abstandhalter (6). Die oberseitige Rundung des Konterelements ist abgestimmt auf die Form der unterseitigen Dränagekanäle der Grundplatte. Figure 2 shows an enlarged view of the counter element (5) with the spacer (6) attached. The top rounding of the counter element is matched to the shape of the drainage channels on the bottom of the base plate.

Abbildung 3 stellt dar, wie die Grundplatte (1) zur Beschwerung mit Erdsubstrat oder - falls keine Bepflanzung gewünscht wird - mit Kies oder einem anderen geeigneten Schüttgut (8) überschüttet wird. Mit (9) ist die Bepflanzung gekennzeichnet. Ferner ist schematisch dargestellt, wie mittels zweier Querprofile (10) z. B. Solarmodule (11) an mehreren in Reihe aufgestellten Tragkonstruktionen befestigt werden können. Mit „H" gekennzeichnet ist der Abstand zwischen Schüttgut und Unterkante Solarmodul; dieser sollte so groß sein, dass Pflanzenteile keinen Schatten auf das Solarmodul werfen. Mit „a"gekennzeichnet ist der Neigungswinkel des Tragrahmen, der vorzugsweise 30° beträgt. Figure 3 shows how the base plate (1) is covered with soil substrate to make it heavier or - if no plants are desired - with gravel or another suitable bulk material (8). The plants are marked with (9). It is also shown schematically how solar modules (11), for example, can be attached to several supporting structures arranged in a row using two cross profiles (10). The distance between the bulk material and the lower edge of the solar module is marked with "H". This should be large enough so that parts of the plants do not cast a shadow on the solar module. The angle of inclination of the supporting frame is marked with "a", which is preferably 30°.

Abbildung 4 zeigt den aus einer Blechtafel gefertigten Tragrahmen (4), der an der Basis zwei vorgefertigte Lochungen (12) aufweist, durch welche hindurch die Befestigung mit der Grundplatte erfolgt. Mit (13) gekennzeichnet sind zwei vorgefertigte Lochungen auf dem oberseitigen, geneigten Steg des Tragrahmens, durch welche hindurch Querprofile oder auch Adapterprofile befestigt werden können. Mit (14) gekennzeichnet sind wiederum Lochungen im rückseitigen, vertikalen Steg des Tragrahmens, durch welche hindurch z.B. als Windverband wirkende Profile befestigt werden können. Figure 4 shows the support frame (4) made from a sheet metal panel, which has two prefabricated holes (12) at the base through which the base plate is attached. (13) indicates two prefabricated holes on the upper, inclined web of the support frame through which cross profiles or adapter profiles can be attached. (14) indicates holes in the rear, vertical web of the support frame through which profiles that act as wind bracing, for example, can be attached.

Claims (13)

1. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern, bestehend aus einer leichten Grundplatte aus Kunststoff, die mit einer Auflast aus Schüttgut versehen wird, und einem Tragrahmen aus korrosionsbeständigem Metall, auf welchem Querschienen befestigt werden können, die ihrerseits zur Aufnahme von Solarmodulen oder ähnlichem dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte unterseitig längs- und querlaufende Dränagekanäle aufweist. 1. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, consisting of a lightweight base plate made of plastic, which is provided with a load of bulk material, and a supporting frame made of corrosion-resistant metal, on which cross rails can be attached, which in turn serve to accommodate solar modules or the like, characterized in that the base plate has longitudinal and transverse drainage channels on the underside. 2. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dränagekanäle der Grundplatte einen annähernd halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. 2. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claim 1, characterized in that the drainage channels of the base plate have an approximately semicircular cross-section. 3. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Dränagekanäle vorzugsweise zwischen 4 cm und 8 cm beträgt. 3. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claims 1 and 2, characterized in that the diameter of the drainage channels is preferably between 4 cm and 8 cm. 4. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte oberseitig muldenförmige Vertiefungen aufweist. 4. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claims 1 to 3, characterized in that the base plate has trough-shaped depressions on the upper side. 5. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte vorzugsweise eine Breite zwischen 80 cm und 120 cm aufweist. 5. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claims 1 to 4, characterized in that the base plate preferably has a width between 80 cm and 120 cm. 6. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte vorzugsweise eine Länge zwischen 150 cm und 220 cm aufweist. 6. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claims 1 to 5, characterized in that the base plate preferably has a length between 150 cm and 220 cm. 7. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke der profilierten Grundplatte vorzugsweise zwischen 4 und 8 mm beträgt. 7. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claims 1 to 6, characterized in that the material thickness of the profiled base plate is preferably between 4 and 8 mm. 8. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen aus Metall mit Hilfe eines Konterelements an der Grundplatte befestigt wird, welches die Rundung der unterseitigen Dränagekanäle der Grundplatte aufnimmt. 8. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claims 1 to 7, characterized in that the metal supporting frame is fastened to the base plate by means of a counter element which accommodates the curvature of the underside drainage channels of the base plate. 9. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Konterelement gemäß Anspruch 8 und der Grundplatte ein Abstandhalter aus Metall eingesetzt wird, welcher die oberseitige Rundung des Konterelements aufnimmt. 9. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claims 1 to 8, characterized in that a metal spacer is inserted between the counter element according to claim 8 and the base plate, which spacer accommodates the upper rounding of the counter element. 10. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragrahmen aus einem Stück korrosionsbeständigem Metallblech gefertigt werden. 10. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claims 1 to 9, characterized in that the supporting frames are made from a single piece of corrosion-resistant sheet metal. 11. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragrahmen im unterseitigen Steg ca. 10 mm breite Langlochschlitze zur Befestigung mit der Grundplatte aufweisen. 11. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claims 1 to 10, characterized in that the supporting frames have approximately 10 mm wide elongated holes in the underside web for fastening to the base plate. 12. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragrahmen im oberseitigen, geneigten Stegen ca. 10 mm breite Langlochschlitze zur Befestigung von Querprofilen oder Adapterprofilen aufweisen. 12. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claims 1 to 11, characterized in that the supporting frames have approximately 10 mm wide elongated holes in the upper, inclined webs for fastening cross profiles or adapter profiles. 13. Tragkonstruktion insbesondere zur Aufständerung von Solaranlagen auf zu begrünenden Flachdächern gemäß den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragrahmen im hinteren, vertikalen Steg vorbereitete Lochungen zur Anbringung eines Windverbandes aufweisen. 13. Supporting structure, in particular for mounting solar systems on flat roofs to be greened, according to claims 1 to 12, characterized in that the supporting frames have prepared holes in the rear, vertical web for attaching a wind bracing.
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