התנגדות לרוח באורות רחוב סולאריות: מה באמת מסייע להן לעמוד בתנאי רוח קיצוניים?

כיצד מגיעות כוחות הרוח לקרקע?

לחץ הרוח פועל על החלקים החשופים של האור ועל הפנל הסולארי. לחץ זה יוצר כוחי כיפוף בבסיס הגדע, והבסיס מתמודד עם כוחות אלה באמצעות יציבותו בקרקע. כל הרכיבים שנמצאים מעל הבסיס מספקים את החוזק הדרוש כדי שהגדע יישאר עומד; הבסיס בלבד מכריע האם האור יישאר ישר או לא.

גורם אחד מניע את כל התהליך: לחץ הרוח הבסיסי באתר, המושג מנתוני מטאורולוגיה מקומיים. אתרים באזורי החוף ובמישורים פתוחים חווים לחץ רוח בסיסי גבוה יותר מאשר אתרים באזורים הפנים-ארציים; לכן, אותה יחידה שמתאימה לקמפוס מוגן עלולה להיות קטנה מדי לשימוש בדרכים חשופות לרוח. חיוני לקבל את המספר הנכון כבר בשלב מוקדם, לפני שמישהו בוחר את המוט.

עיצוב המוט: צורת הקטעים, ההידרדרה בגודלם והחומר

שלושה גורמים מכריעים באיכות היכולת של המוט לעמוד במומנטי חיבור (bending moments), והם משפיעים זה על זה באופן מתחלף:

צורת החלק: חתך רוחב עגול מפזר את הרוח בצורה טובה, מה שמקל על המוט ומפחית את הנטל שעליו; עם זאת, הוא מציע עמידות נמוכה יותר לכיפוף לאורך כל קילוגרם של פלדה בהשוואה לחלקים בעלי צורה רבוגונית. חלקים בצורה שישה-זוויות ושמונה-זוויות מגדילים את מומנט האינרציה, כך שהם מספקים עמידות טובה יותר לכיפוף באמצעות כמות חומר קטנה יותר. לכן אנו משתמשים בדרך כלל בחלקים בעלי צורה רבוגונית ובעלי צורה הדוקה בגבעות הגבוהות יותר, ובחלקים עגולים במקרים שהגובה מבטיח שמומנט האינרציה יישאר נמוך.

הדוקה: מומנט הכיפוף מגיע לשיאו בבסיס המוט ויורד כמעט לאפס בחלק העליון, לכן המוט צריך להיות הרחב ביותר בבסיס ולהדוק בכיוון העלייה. מוט בעל קוטר קבוע יגרום לבזבוז של פלדה בחלק העליון, שלא מספק אף תועלת משמעותית.

חומר: פלדה בעלת חוזקות גבוהה היא הבחירה הסטנדרטית שלנו. פולימר מחוזק בסיבים (FRP) הוא חומר אלומנטי קל וחזק, המקל על הובלה והתקנה, ומספק עמידות טובה לקורוזיה באוויר הימי; עם זאת, פרטי החיבור בין המוט ללוח הבסיס דורשים נתונים מבניים מפורטים מהיצרן, ולכן אנו מחשיבים את FRP כאפשרות המתאימה לכל פרויקט בנפרד, ולא כאפשרות סטנדרטית בקטלוג.

התקנת המנורה והפאנל

התאורה צריכה להיות ממוקמת באופן זוויתי ככל האפשר לגבי המוט, בהתאם למגבלות המבנה. כך שהרוח תפעל עליה באופן ישר, במקום שתגרום להסתובבות של המוט או המתקן. יש לתקן אותה באמצעות בולטים, גרוטות ומשטחי נעילה של חוזק גבוה – משטחי הנעילה מונעים מהגרוטות להישחרר בגלל רעידות, והם בעלי העלות הנמוכה ביותר בתהליך ההרכבה.

מתקן הפאנל הוא החלק החשוב במערכת התאורה. יש להרכיב את הפאנל באופן תואם לכיוון הרוח השוררת, או בזוויה קטנה, כך ששולי הפאנל יפגשו את זרם האוויר ולא פניו. יש להשתמש במתקנים מיוחדים שמותקנים על המוט, בעלי חוזק וקשיחות מספיקים כדי שהפאנל לא יתנוע באופן לא יציב; פאנל שמתנוע באופן לא יציב עלול לגרום להרפקת הבולטים במהירות רבה יותר מאשר כל רוח חזקה.

הבסיסים: המקום שמתחילות הבעיות בפועל

בקרקע רך או באזורים עם מפלס מים גבוה, אנו ממליצים על בניית בסיס מסוג “פיל” (pile foundation) לפני שאף אחד שואל. בסיסי פיל מעבירים את המשקל לשכבי אדמה עמוקים ויציבים יותר, מה שמספק עמידות טובה יותר בפני כוחות חילוץ או הפלה. בניית בסיס פיל היא הכרחית בפרויקטים עם תקציב מוגבל, שכן בלי אותה הפרויקטים עלולים להיתקל בבעיות חמורות.

באזורים בהם הקרקע מתאים, ניתן לבנות יסוד מבטון שמתאים בגודלו לגובה הגדולה, למשקל המותקנים, לתכונות הגאולוגיות המקומיות וללחץ הרוח באתר. עומק הבנייה מסופק על סמך חישובים הנדסיים, ולא על בסיס הרגלי מקובלה. שתי מאמצי חיזוק חשובים מבחינה כלכלית: הוספת בלוקי פלדה או אבנים לבטון כדי לשפר את עמידותו בפני סיכוני הפלה; והתקנת יתדות או אנקרים שמחברים את היסוד לקרקע הסמוך, ומספקים חיכוך ואחיזה נוספים.

מספרים ומודלים לחישוב הנטל הרוחות

החישוב מתבצע בשלושה שלבים: ראשית, לוקחים את לחץ הרוח הבסיסי מהנתונים המטאורולוגיים המקומיים; לאחר מכן, מיישמים את מקדלי הצורה והגודל של המנורה והלוח המשמשים בקוד המתאים; ובסופו של דבר, בודקים את העומסים הנוצרים על הבסיס, את רמת ההסטייה של המבנה, ואת היכולת של הגשר או הבסיס לעמוד בכוחות הרוח בהתחשב ביכולות הגשר והקרקע. הקוד שמתאים לפרויקט משתנה בהתאם לאזור – בארצות הברית משתמשים ב-ASCE 7, באירופה ב-EN 1991-1-4, וברמה הבינלאומית ב-ISO 4354. עבור אתרים סטנדרטיים אנו מבצעים את החישובים באמצעות המחשב לחישוב עומסי רוח (/app-wind-load); במקרים שיש חשיפה לרוח לא סטנדרטית, או שהמבנה מכיל רכיבים מיוחדים או זוויות הטייה חריגות, אנו מפנים את הפרויקט למהנדס בניין מקומי כדי לקבל חישובים מפורטים ומאומתים.

בפרויקטים קריטיים – גשרים החשופים לרוח, כבישים קוויים לים, או כל מבנה שכישלונו עלול לחסום את התנועה – אנו מדמים את המבנה באופן תלת-ממדי, מיישמים את עומסי הרוח, ומזהים את נקודות החולשה לפני שמתחילים בבנייה. בדיקות במנהרות רוח מהוות אמצעי אמינות וחסכון יותר מאשר מודלים מתמצית; אנו משתמשים בהן רק במקרים שהלקוח דורש זאת.

בדיקה ותחזוקה

(The inspection and maintenance process…)

"סערות מגלות בולטים רפועים, לכן בדקו את המתקנים לאחר אירועי רוח חזקים – לא רק לפי לוח זמן. הלכו בין העמודים, המנורות, הפנלים והבסיסים; חפשו דפורמציות, סדקים ובולטים שרפועים, עם תשומת לב מיוחדת לחיבורים ולבולטים של הלוחות הבסיסיות. בדקו גם את האדמה סביב הבסיסים על סימני שקעים או סדקים – תנועה באדמה יכולה להתרחש כבר שבועות לפני שהעמוד נוטה."

"תקנו במהירות: ישרו או החליפו עמודים שנפגעו, החליפו בולטים רפועים או חלודים במקום לחזור ולהכות אותם בכוח, וחזקו כל בסיס שאיבד את יציבותו. נקו חומרים זרים, בדקו את הבידוד המים בבסיס, והכו מחדש את בולטי הזרועות והפנלים במקום."

מה שהמדריך הזה אינו מכסה:

(המדריך אינו מספק הנחיות לגבי תחזוקים או פעולות נוספות שאינם מוזכרים בטקסט המקורי.)

הדף זה מספק את עקרונות העיצוב שאנו יישמים במוצרים סטנדרטיים. הוא אינו מחליף את החישובים ההנדסיים המתבצעים באופן רשמי – היסודות והגדולים של כל פרויקט צריכים לקבל אישור מהנדס מקומי, בהתחשב בתנאי הרוח ובדיווחי הקרקע באתר. בנוסף, הדף אינו מכסה פרטים המתייחסים לאזורים הצפויים לטייפונים שחורגים מהמגבלות המסודרות, כמו פריטי התקנה לקרשים וקירות, או גדולים דקורטיביים עם רגליות שאינן סטנדרטיות. אם אתם מתכננים פרויקט כרגע, בדקו את החשיפה של האתר באמצעות מחשבון המטען הרוחי, והשווו את התוצאות עם הנתונים של גדולים ויסודות עבור מנורות רחוב סולאריות שלמות – כל יחידה מגיעה עם ציוד התקנה המתאים לסוג הגדול. באתרים שבהם תנאי הרוח והשמש החלשה בחורף מקשים על השימוש במנורות סולאריות בלבד, המדריך שלנו היברידי רוח-סולרי מספק פתרונות אלטרנטיות.

适用范围 ：以上讲解太阳能路灯的抗风性能与风载影响。抗风等级取决于灯体尺寸、重量与安装方式，不能只看厂商标称。若灯具高于某个高度，须按当地风荷载规范由结构专业核算。本文不提供具体风荷载数值。