Základy solárních pouličních lamp: nadzemní vs. zasazené

Co ve skutečnosti základa nosí…

Základna slunečního stožáru slouží nejen k uchycení samotného stožáru, ale také k připevnění solárních panelů, jejich montážních konstrukcí a v integrovaných jednotkách také k uložení bateriových boxů. Musí odolávat hmotnosti všech těchto komponentů spolu s silami větru, které mohou vést k převrácení stožáru. Rozměry základny proto závisí na výšce montážní konstrukce, efektivní ploše plošiny, na které jsou komponenty umístěny, na vlastnostech půdy a na místních požadavcích na větrové zatížení. Běžně používané základní pravidlo – hloubka základny přibližně 1/6 výšky stožáru plus 2 stopy (přibližně 0,6 m + 0,6 m) – poskytuje projektantovi orientační hodnotu; konečné rozměry však určí výsledky analýz půdy a příslušné technické normy.

Typ 1: Betonové základny nad zemí

Návrh: Základna je celá umístěna na povrchu země a skládá se z pevného bloku z armovaného betonu, který často dosahuje výšky několika metrů a má širokou plochu. Pro upevnění stožáru jsou do betonu zapuštěny kotvy.

Kde je to vhodné: V městských oblastech a na parkovištích, kde je hluboké vykopávání nepraktické – kvůli přítomnosti inženýrských sítí, špatnému půdnímu složení nebo archeologickým nálezům pod zemským povrchem. Tento typ základny se také často volí z estetických důvodů, neboť její tvar lze přizpůsobit okolní architektuře.

Výhody: Instalace tohoto typu základny nevyžaduje žádné vykopávání a odkrytá část základny usnadňuje její kontrolu a opravy – praskliny a poškození jsou snadno viditelné a dostupné.

Výzvy: Viditelný beton je náchylný k poškozením v oblastech s vysokým provozem a může být terčem vandalismu a graffiti. Kromě toho je beton vystaven velkým teplotním výkyvům na povrchu, a proto se tento typ základny zřídka používá v oblastech, kde hraje roli půdní deformace způsobená cykly zmrzání a tání.

Typ 2: Částečně zapuštěné základny

Konstrukce: Většina základny je pohřbena pod zemí; pouze malá část zůstává na povrchu nebo poblíž něj. Ocelová armatura v betonu zvyšuje jeho pevnost a nosnost. Hloubka zapuštění základny je určena výškou sloupů, větrnými zatíženími a vlastnostmi půdy.

Kde je to vhodné: Na předměstských a venkovských silnicích a dálnicích, zejména tam, kde jsou větrné zatížení významná – pohřbená konstrukce odolává převrácení mnohem lépe než povrchové základy. Jedná se o standardní volbu v případech, kdy hrozí problémy spojené s působením mrazu, za předpokladu, že základna sahá pod místní hloubku mrazu.

Výhody: Vynikající stabilita ve vysokých větrných podmínkách a na špatných typech půdy; síly jsou rozloženy na větší plochu země. Minimální výskyt konstrukce nad úrovní země zajišťuje čistší vzhled.

Výzvy: Vyžaduje více výkopových prací a přípravných kroků; půdu je nutné důkladně posoudit – u volného nebo písečného povrchu může být zapotřebí hlubšího zabetonování nebo dodatečného zpevnění. Přístup k pohřbené části konstrukce je obtížnější ve srovnání s povrchovými základy.

Čtyři faktory, které rozhodují o výběru:

Větrné zatížení: Nejdůležitější faktor. V pobřežních oblastech a na otevřených pláních musí základa odolávat silným silám větru; rychlost větru určená pro návrh pochází z místních stavebních předpisů (např. ASCE 7 v USA). Vyšší sloupy s většími prvky konstrukce zvyšují celkové větrné zatížení.

Výška a hmotnost sloupů. Větší výška sloupů zvyšuje jejich citlivost na vlivy okolního prostředí – stejný vítr může vyvrátit vyšší sloup, zatímco nižší sloup zůstane neochvějný. Těžší části sloupů (velké panely, boxy s bateriemi, zdobné prvky) vyžadují větší plochu základny nebo hlubší zabetonování.

Estetika. Městská pravidla a preference komunity někdy určují typ základny. Základny umístěné nad zemí působí jako architektonické prvky; základny zabetonované do země jsou naopak méně viditelné. Estetika je samozřejmě důležitým faktorem, ale nikdy nesmí převážit nad strukturálními požadavky.

Instalace a údržba. Základny umístěné nad zemí se instalují rychleji a jsou snadněji kontrolovatelné. Základny zabetonované do země vyžadují více přípravy a jejich problémy mohou být obtížněji zjištěny. U projektů trvajících deset let je otázka přístupu k údržbě důležitější než rozdíly v nákladech na instalaci během prvního dne.

Časté příčiny selhání základen. Při selhání základen se opakují stejné příčiny.

Pól se naklání již po první zimě: Mraz zvedne základnu, která nikdy nebyla uložena pod hladinu mrazu, nebo se jedná o místo s měkkou půdou, kde byl použit standardní materiál místo toho, který by byl vhodný pro konkrétní typ půdy.

Nedostatečně pevný beton: Specifikovaná pevnost betonu byla ve skutečnosti dosažena pomocí slabší směsi – protože nikdo tento beton neověřil. Sloup vypadá po dobu dvou let v pořádku, ale poté se začne naklánět.

Nesrovnalost šablony pro montáž kotvových šroubů: Základna je správně umístěna, ale šrouby jsou posunuty o 50 mm; v důsledku toho je sloup připevněn k šroubům, které nejsou soustředné. Oprava spočívá v řezání sloupu pilou a následném přelití nového betonu.

Všechny tyto problémy jsou důsledkem chyb v procesu výroby, nikoli technických nedostatků. Jejich vzniku lze předejít pomocí zprávy o půdě, záznamů o testech betonu a kontroly šablon před samotným přelitím.

Pravidlo rozhodování:

Částečně zapuštěné základy jsou vhodné pro trvalé městské instalace, místa s vysokým větrným vlivem, půdu se špatnými vlastnostmi, nebo prostředí, kde hrozí zmrzlina. Jsou používány z určitého důvodu. Povrchové základy jsou vhodné tam, kde je vykopávání nemožné (vzhledem k přítomnosti inženýrských sítí, skalnímu podloží, archeologickým nalezištím), kde je důležitější přístup k kontrole zařízení než jejich vzhled, nebo tam, kde je konstrukce výslovně dočasná nebo určena k přemístění. V každém případě je nejprve nutné ověřit větrnou zátěž – náš kalkulační nástroj pro větrnou zátěž pro větrnou zátěž vám pomůže s výpočty – a získat potřebné údaje od EPA na základě informací o zařízení a panelu, než objednáte beton.

Co tato stránka nezahrnuje: Tato stránka se věnuje výběru typu základů a faktorům, které na tento výběr mají vliv. Nezahrnuje však podrobné výpočty strukturálního inženýrství, metody geotechnického průzkumu ani tolerance při výrobě sloupů. Než začnete s výstavbou, nechte povolené projekty ověřit strukturálním inženýrem v souladu s místními předpisy.