剧情简介:在了解代码的本期文章中,代码专家Glenn Mathewson详细介绍了太阳能光伏的非电气代码条款中常见的问题。这些规定包括为急救人员和紧急出口创造安全通道,为管道通风口留出足够的空气空间,确定结构载荷,以及密封和闪光穿透和其他连接。
重大变化通常发生得很慢,社会往往需要一段时间才能跟上变化带来的影响。想想拼车应用程序是如何从一个古怪的想法开始的,但现在在主要的国际机场都有专门的停车场级别的服务。我认为类似的事情也发生在屋顶太阳能上。
《统一太阳能法典》于20世纪70年代出版。当时,主要是太阳能热系统,用于加热空间热水和生活热水。尽管这些系统仍然可用,并在代码中被使用和提及,但这个想法从未在美国真正流行起来。与此同时,太阳能光伏(PV),将阳光转化为电能,已经发展成为一项领先的技术。
几十年前,屋顶光伏发电仍然是相当小众的,尽管它正在增长并变得越来越成熟。虽然技术在迅速变化,但安装实践只是“实践”,许多危险和故障尚未在建筑规范和标准中揭示和解决。现在,太阳能光伏已经在住宅市场站稳了脚跟。例如,在科罗拉多州的前场,装有太阳能电池板的屋顶随处可见。密码也跟上来了。
国际规范委员会与其他利益相关者合作,现在出版了一卷名为《国际太阳能规定》的书,将各种规范出版物的要求合并为一本书。与其他代码不同,它不是独立开发的。它只是分散在其他法典卷中的各种太阳能规定的集合体。电气和太阳能承包商很好地了解太阳能法规的电气规定。在国际住宅规范(IRC)的建筑规划章节中所包含的非电气条款是最容易被忽视的。
对于房屋上的安装,IRC第324节是大多数(但不是全部)非电太阳能规定的所在地。这些规定是最近制定的,有很多新内容。我将重点介绍最常遇到的问题,尽管也有许多例外情况,我鼓励您自己检查一下。
消防员可以进入山脊
尽管消防实践因地区而异,但排放和控制建筑火灾的烟雾和热量的概念是普遍的。灭火需要控制烟雾和空气,这意味着控制和创造开口。消防员通常会爬到屋顶的山脊上开一个洞,把烟排出去。这样做可以让烟雾离开房间,并允许救援行动。爬上燃烧着的房屋的屋顶需要足够的勇气,而安装太阳能电池板只会增加危险。
讨论的另一方是太阳能的科学,以及如何有效地放置电池板以提供最多的功率的困难。并非屋顶的所有表面都是太阳能友好型的;在北半球,朝南、无阴影的暴露是太阳能电池板安装的主要场所。
为了尽可能提供最有效的面板布置,同时仍然为消防员提供路径,代码变得有点复杂和具体:
- 至少两个36英寸。或者,从最低的屋顶边缘到屋脊,必须在不同的屋顶平面上提供更宽的路径。
- 至少有一条道路必须可从公共道路或车道进入。
- 每个装有光伏阵列的屋顶平面必须有36英寸。或屋顶平面上较宽的路径,或相邻的屋顶平面,或横跨该平面和相邻的平面,例如,山谷或臀部。当路径跨越屋顶平面时,它被算作一条路径,但可以归属于任何一个屋顶平面以满足第一个子弹的要求。
- 通道必须在能够支持消防员进入屋顶的区域之上。
- 这些通道必须位于障碍物最小的区域(如排气管道和机械设备)。
一旦到达山脊,路径必须继续沿着它的长度,以提供进入沿山脊的任何地方的切割通风口。沿着山脊的路径的大小取决于屋顶有多少被光伏板覆盖。对于光伏板覆盖总面积33%的屋顶(基本上,从上面看),电池板必须至少18英寸。远离水平脊两侧创建36英寸。采用路径。其中面板覆盖超过33%的屋顶,一个36英寸。山脊两侧需要-宽的路径。
向EEROs放行
用于紧急逃生的窗户——通常被口头称为“出口窗户”,但在代码中被描述为“紧急逃生和救援开口”(简称EEROs)——需要明确的逃生路线来实现其目的。从一排太阳能电池板上快速滑下屋顶,可能和在烟雾弥漫的道路上穿过房子一样致命。为了消除遇到这种困境的可能性,必须有一条从EERO到屋顶边缘的安全路径。开到屋顶的EERO, 36英寸。-宽的路径必须提供从窗户到屋檐。
管道通风口挡住了路
在屋顶上有效布置太阳能电池板的另一个麻烦是上面的所有其他东西——即管道通风口。房子里的排水、废物和通风口(DWV)系统是非常不可思议的,但很少受到这样的尊重。它将最肮脏的东西从我们的家中运来运去,自我清洁,并通过重力、水和大气压将自己与我们呼吸的空气隔绝开来。但为了正常工作,屋顶上的通风口必须呼吸。虽然屋顶上可能有通风口和烘干机通风口,但通常有更多的管道通风口,而且它们通常分散在周围。即使是我上世纪50年代的小农场,屋顶上也有三个管道通风口。随着太阳能行业的发展,承包商不得不在这些通风口周围安装电池板,但现在不再这样了。
该代码现在识别出管道通风口可能会碍事,但它们实际上可以与太阳能电池板共享空间。IRC章节P3103.1关于屋顶DWV终端的完全重写现在特别允许将太阳能电池板放置在管道通风口顶部。当然,也有限制,但它们直接说明了问题——空气进出通风口。通风口,当由面板设计防止积雪关闭时,可以从最低6英寸的高度削减。高度只有2英寸。在屋顶上面。
排气口与外界空气的连通面积必须不小于排气管的面积,从内部测量。2英寸的。管(1。半径),面积为3.14平方公里。在。假设管道四周都是透明的,面板可能接近1/2英寸。上面的通风口还提供最少3.14平方英尺。在。与外界空气的交流。
从一排太阳能电池板上快速滑下屋顶,可能和在烟雾弥漫的道路上穿过房子一样致命。
然而,光伏板下的空间为鸟类和啮齿动物创造了一个舒适的筑巢场所。这样的嵌套现在更有可能堵塞通风口,而且由于它隐藏在面板下,居住者不会很明显,他们可能会意识到他们的排水管工作不正常,但不知道原因。为了解决这一问题,新规定要求太阳能电池板和太阳能收集器下的排气口终端使用一种“方法”来保护,以防止鸟类和啮齿动物进入或堵塞排气管开口。
这些新规定谈到了空气流动、积雪和讨厌的动物等问题,但并没有具体说明如何为这些问题设计。在通风口上安装一个防护网可能不是一个好主意,因为那样会造成一个地基,鼓励筑巢或其他碎片在那里定居。更常见的是,整个阵列的周长都被屏蔽。非特定的规范规定允许设计自由,但也允许建筑当局之间进行更多样的解释。
屋顶上的结构荷载
自从面板第一次被放置在屋顶上,许多建筑部门都询问现有屋顶是否足以承受新的负荷,这是一个非常合理的问题。美国的住房存量是经过两个多世纪的反复试验和改造而建成的。在家里的阁楼里总是能找到惊喜,我说的不是那些满是灰尘的盒子里有什么。没有保证屋顶能承受什么,因此R324.4.1节声明,屋顶“应设计和建造以支持根据第8章该系统施加的载荷。”第8章从规范中提供了规定的屋顶施工方法,因此这一声明并不直接要求屋顶结构的“工程”。子章节阐明,屋顶必须支持自重的屋顶,包括面板的重量加上当地的雪荷载。另外,如果雪荷载小于最低要求的屋顶活荷载(12 psf到20 psf,取决于尺寸和坡度),屋顶必须支持屋顶的恒载和活载。
当安装面板时,现有的屋顶必须满足第8章中规定的当前屋顶设计要求,或者由工程师进行分析和批准。当需要进行结构升级时,通常不是因为面板的重量,而是因为旧的和经常修改的屋顶无法支持甚至最小的设计雪荷载。增加光伏电池板的前景本质上带来了过去的罪恶。
风荷载在R324.4.1.2节中介绍,但它们只适用于面板、模块及其支撑。与死荷载和雪荷载不同,屋顶本身没有被指定为分析的一部分。光伏系统从本质上看就像覆层,因此覆层的风荷载表是用来确定面板系统必须抵抗的荷载,这取决于暴露、风速、屋顶面积、屋顶坡度以及面板在屋顶上的位置,如靠近边缘或在中心。虽然没有规范的指示,但确保椽与脊的连接牢固,并且/或安装了脊带或领结,显然是一个好主意。
穿透和连接
屋顶光伏需要大量的连接到屋顶,每一个都是通过屋顶覆盖层的渗透。随着行业的发展,已经尝试了各种各样的安装系统,所有这些系统都有各种密封瓦或其他屋顶覆盖物的方法。第324.4.3节简单地指出,屋顶覆盖物的穿透“应根据第9章进行闪光和密封”。本章涵盖了屋顶组件(屋顶覆盖物),但不提供具体细节,具体如何密封和闪光这些安装系统。R903.2只是简单地要求防潮,R904.1要求根据制造商的安装说明安装材料。没有更多的了。
虽然“更多的规范”可以被视为消极的,但我认为这是一种有限的观点。样板建筑规范是为了适应社会而设计的,而社会是不断变化的。当新技术变得司空见惯时,它们对社区的危害更大,但同时也更容易被这些社区的人们接受。随着这些常见技术、危险和产品的建立,代码开始介入。
从太阳能可以看出,这些新事物经常与旧事物碰撞,必须做出决定。随着新兴趋势的出现,这些决定是一个地区一个地区做出的,这让新兴行业感到沮丧。对新问题的标准化解决方案为制造商、零售商和安装人员提供了一致的工作规范。现有行业也被迫重新审视自己的标准。在开始安装太阳能电池板之前,没有人考虑过管道通风口的清理。在屋顶被光伏覆盖之前,消防员也不必质疑到达山脊所需的最小路径。
新的非电太阳能条款是对规范的一次可喜的升级,并在日益增长的行业的设计自由与受其影响的现有系统的最低性能和要求之间提供了良好的平衡。
格伦·马修森是一名顾问和教育家buildingcodecollege.com.
绘画:Kate Francis
出自Fine Homebuilding 292号
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