Výběr mezi slunečními lampovými stožáry z FRP a kovu: Jak se rozhodnout

Co je vlastně FRP – a která čísla vám dodavatelé skrývají

Stožáry z FRP (Fiber-Reinforced Plastic) jsou vyrobeny z materiálu, který obsahuje skleněné vlákna sloužící k přenášení zátěže, a pryskyřici (obvykle polyester nebo vinyl ester), která tyto vlákna spojuje a zároveň uzavírá povrch. Jejich hustota je přibližně čtvrtina až pětina hustoty oceli, a právě proto je jejich instalace možná i dvěma lidmi bez použití jeřábu. Jelikož ve FRP není žádný kov, na něj nemají žádný vliv kyseliny, zásady, soli ani vlhkost. Pigmenty jsou uloženy přímo v pryskyřici, nikoli v povlaku, který by se mohl opotřebovat.

Důležité informace od dodavatelů: Dodavatelé často skrývají určitá čísla a údaje týkající se vlastností FRP, aby zdůvodnili své výběrové rozhodnutí. Je důležité si tyto informace ověřit před zakázkou.

Číslo, po kterém je třeba požádat, je odchylka za ustálené zátěže . Materiál z FRP (fiberglass reinforced plastic) vykazuje „plíživé“ změny v svých vlastnostech: při konstantní zátěži se zakřivení postupem let zvyšuje, i když se zátěž vůbec nemění. Sloup, který byl na první den považován za „dostatečně pevný“, může do pátého roku překročit svou povolenou hodnotu odchylky. Od všech dodavatelů materiálu z FRP žádáme údaje o odchylce za naměřenou větrnou zátěží po dlouhodobém působení zátěže, a ne pouze o hodnotu maximálního zatížení, při kterém dojde k selhání – sloup, který přežije bouři, ale poté nakloní, stále nesplňuje požadavky projektu.

Ocel a hliník – jasně a jednoduše

Ocelové sloupy (kvality Q235/Q355 v našem dodavatelském řetězci) mají výhodu v pevnosti a ceně. Jejich dva hlavní body selhání jsou předvídatelné: místa svařování, kde se povlak během svařování odstraňuje, a spodní část sloupu, kde je nejvíce náchylná k poškození vlivem kapajících látek a zadržené vlhkosti. Základní ochranou proti korozi je horkovodní galvanizace – u těžkých konstrukcí se doporučuje hmotnost povlaku ve výši přibližně 600 g/m² (tj. tloušťka povlaku kolem 85 μm) podle normy ISO 1461/ASTM A123. Také je důležité ověřit, zda byla základní deska a kotvící šrouby spolu se sloupem zaháčeny do horkého roztoku galvanizéru, a ne až poté natřeny.

Hliník (slitiny 6061/6063) se nachází někde mezi ocelí a jinými materiály: je lehčí než ocel a má přirozenou odolnost vůči korozi, avšak jeho pružnostní modul činí přibližně 69 GPa, zatímco u oceli je to 200 GPa. Pro stejný limit deformace je tedy potřeba hliníkový sloupek výrazně většího průměru, což snižuje jeho výhodu v podobě nižší hmotnosti. Hliník se však osvědčí v prostředí s vysokou mírou působení mořské vody a při instalacích, kde každý kilogram nákladů na dopravu a manipulaci hraje důležitou roli.

Chování materiálů pod zátěží

Praktický tip: Elastičnost materiálu FRP je výhodou při vystavení větru a nárazům, ale zároveň činí tyto tyče „pohyblivými cíli“ pro vše, co je pevně namontováno na jejich vrcholu. U komplexních konstrukcí, kde je panel a baterie umístěny na stejné tyči, bereme deformaci materiálu FRP jako součást celkových výpočtů potřebných pro správné nastavení zařízení, nikoliv jako něco, na co bychom mysleli až později.

Vliv tyče na výpočty větrných zatížení:

Geometrie tyče přímo ovlivňuje výpočty větrných zatížení: zploštělý tvar tyče má menší povrchovou plochu než rovná, kruhová tyč stejné výšky; navíc hladký povrch materiálu FRP nevytváří víry vzduchu, jak to dělají spojovací prvky z kovu. Ať už je použit jakýkoli materiál, než se rozhodnete pro konkrétní typ tyče, vždy prověřte skutečné hodnoty pomocí kalkulačky větrných zatížení spolu s údaji o vlastnostech panelu, konstrukce a samotné tyče (získanými pomocí nástroje EPA).

Důležitý srovnání nákladů:

Použití jednotkové ceny jako ukazatele nákladů není správné. Měli byste porovnat náklady po dobu dvaceti let.

FRP (Fiberglass Reinforced Plastic): Vyšší cena za metr, levnější instalace (ve většině případů není potřeba jeřáb), žádný potřebný opakovaný nátěr, žádná potřeba opravy svárů galvanizací. Ocel: Nejnižší cena za metr, ale je potřeba jeřáb na místě; v pobřežních oblastech nebo v prostředí s průmyslovým znečištěním vzduchu je nutný opakovaný nátěr každých pár let po dobu celé životnosti sloupu. Hliník: Střední cena, minimální údržba; nejvhodnější v případech, kdy hrají důležitou roli náklady na dopravu a manipulaci s materiálem.

V naší továrně se výhoda ceny oceli ztrácí především u projektů v pobřežních oblastech – již po druhém nebo třetím nátěru jsou náklady na údržbu vyšší než náklady na samotný výrobu sloupu. Ocel si však zachovává své výhody při vnitrozemských pracích na silnicích s omezeným rozpočtem a v prostředí bez korozivních vlivů.

Pravidlo, které uplatňujeme na každém konkrétním místě:

1. Pobřežní oblasti, chemické provozy nebo prostředí s vysokou vlhkostí: Výchozí volbou je materiál FRP (Fiber Reinforced Plastic). V případech, kdy jsou omezeny možnosti deformace nebo výška konstrukcí z materiálu FRP, se používá hliník s námořním povlakem.
2. Vnitrozemské silnice s omezeným rozpočtem: Používá se ocel pozinkovaná metodou horkého potažení; hmotnost povlaku je specifikována v objednávce.
3. Zóny s vysokými větry: Používá se ocel s speciálně navrženou základnou, nebo pouze materiál FRP – za předpokladu, že výrobce poskytuje certifikaci týkající se odolnosti vůči větrům a relevantní data o deformacích.
4. Architektonické nebo krajinářské aplikace: Materiál FRP umožňuje vytvářet tvary, které ocelové výrobky za žádných rozumných cen nedokáží dosáhnout.

Co tato stránka nezahrnuje

Tato stránka se věnuje pouze výběru materiálů pro sloupky. Nezahrnuje návrh základů (viz náš průvodce základy), konstrukci podpůrných prvků a ramen, ani materiály používané pro kryty svítidel (viz hliníkové kryty a tepelný design). Pro kompletní informace o svítidlech určených k instalaci na sloupky viz řadu kompletních solárních uličních svítidel.