Fotovoltaica en naves ligeras: tecnología, estática y fijación

Grandes superficies de cubierta, uso flexible, pero a menudo con reservas de carga limitadas: la instalación de sistemas fotovoltaicos en naves de construcción ligera plantea requisitos especiales en cuanto a planificación y fijación. Te mostramos qué tipos de cubierta son adecuados y qué deben tener en cuenta los operadores a la hora de instalar sistemas fotovoltaicos a posteriori.

Fotovoltaica en naves ligeras ofrece a las empresas una oportunidad interesante de utilizar grandes superficies de tejados para su propia generación de electricidad. Y es que las naves prefabricadas ligeras se han consolidado desde hace tiempo como una alternativa flexible, económica y de rápida ejecución frente a las naves industriales convencionales. Abanico que va desde las sencillas naves de almacenamiento con techo de membrana textil y sistemas de naves semipermanentes hasta estructuras de acero de uso permanente con sistemas aislados de tejados y paredes.

Las transiciones entre una solución provisional y un activo empresarial fijo suelen ser fluidas. No es raro que naves que originalmente se planearon solo como un almacén temporal durante unos pocos meses sigan utilizándose durante muchos años o incluso décadas debido a su utilidad práctica.

Para las empresas que Fotovoltaica si desea reequipar, esta distinción es fundamental. Dependiendo del tipo de nave, de la estructura del techo y de la capacidad de carga, las opciones técnicas y los requisitos para la instalación de un sistema fotovoltaico varían considerablemente.

¿Qué son las naves ligeras?

En principio, por una nave prefabricada ligera se entiende una construcción de nave que, a diferencia de una nave clásica de acero o de hormigón, cuenta con una estructura de soporte ligera se construye. La estructura de soporte suele ser de acero galvanizado o aluminio. El techo y las paredes consisten —según el uso previsto— en una membrana robusta recubierta de PVC o en paneles sándwich aislados. Las naves prefabricadas ligeras se utilizan a menudo como naves de almacenamiento, producción, logística o talleres, y se caracterizan por su corto tiempo de construcción así como sus alta flexibilidad AUS.

En el lenguaje común, las naves ligeras suelen denominarse „tiendas de campaña“. Sin embargo, existen diferencias considerables entre carpa de almacenamiento sencilla y una estructura ligera de carácter permanente. Mientras que las naves para campamentos se utilizan principalmente para uso por tiempo limitado están diseñadas, las naves ligeras modernas están diseñadas para un funcionamiento a largo plazo diseñadas. Cumplen con los requisitos aplicables de cargas de viento y nieve y pueden equiparse con aislamiento térmico, puertas seccionales industriales, calefacción, iluminación o vías de grúa. La estructura de cubierta que se utilice también determina en última instancia si se puede instalar un sistema fotovoltaico y bajo qué condiciones.

Por qué el tipo de tejado es decisivo para la fotovoltaica

No toda nave desmontable ofrece los mismos requisitos para la instalación de un sistema fotovoltaico. Lo decisivo en primer lugar es para cuál Finalidad de uso la sala estaba prevista originalmente. Las estructuras ligeras permanentes suelen disponer de una documentación fiable con cálculos estructurales, Diseño estructural y detalles sobre los cargas de techo permitidas. Por el contrario, en el caso de las naves que se construyeron originalmente como estructuras temporales de almacenamiento o carpas y que posteriormente se han seguido utilizando de forma permanente, estos documentos suelen faltar o primero deben comprobarse y completarse. Por lo tanto, antes de poder tomar una decisión sobre el montaje de una instalación fotovoltaica, a menudo es necesario realizar una reevaluación estática.

En principio, las naves prefabricadas ligeras, con sus grandes superficies de tejado, en su mayoría sin sombra, ofrecen excelentes condiciones para la generación de electricidad propia. Sin embargo, en comparación con las naves de construcción sólida, sus reservas estructurales suelen ser menores y deben evaluarse cuidadosamente caso por caso. Al mismo tiempo, las estructuras de los tejados difieren considerablemente: mientras que algunas naves tienen tejados de membrana textil, otras cuentan con cubiertas de chapa trapezoidal o paneles sándwich aislados. De esto depende no solo qué sistemas de fijación se pueden utilizar, sino también qué tipos de módulos son adecuados y qué cargas adicionales puede soportar permanentemente el tejado.

Para la planificación de una instalación fotovoltaica, por tanto, son decisivas sobre todo tres preguntas: cuál Tipo de tejado está disponible? ¿Cómo se puede Subestructura estar firmemente sujeto? ¿Y cuáles reservas estáticas ¿están disponibles para la carga adicional de la instalación fotovoltaica?

¿Qué tipos de tejados son los mejores para la energía fotovoltaica?

La idoneidad de una nave ligera para la energía fotovoltaica depende fundamentalmente de la estructura del tejado y de la estructura portante existente. Si bien algunos tipos de cubiertas se pueden equipar con paneles fotovoltaicos con relativa facilidad, otros requieren soluciones especiales individuales. Lo decisivo es cómo se introduce la carga adicional en la construcción: a través de la propia cubierta, a través de los cabios o vigas, o mediante una subestructura montada por separado.

Cubiertas de chapa trapezoidal: Las mejores condiciones para sistemas fotovoltaicos estándar

Las naves ligeras con cubierta de chapa perfilada suelen ofrecer las mejores condiciones para una instalación fotovoltaica. La fijación se realiza por regla general mediante soportes especiales en los nervios superiores de la chapa, de modo que las cargas pueden introducirse de forma específica en la estructura del tejado. Sin embargo, también en este caso es un requisito previo que la capacidad de carga de la chapa y de la subestructura esté debidamente verificada.

Cubiertas tipo sándwich: Posibles, pero depende de la estructura

En el caso de los paneles sándwich, la idoneidad depende en gran medida del tipo de panel utilizado, de las juntas, del grosor de las capas exteriores y del material del núcleo. Los puntos de fijación deben comprobarse de forma individual, ya que no todos los paneles sándwich están diseñados para soportar cargas adicionales en el tejado o cargas puntuales.

Cubiertas de membrana/Cubiertas textiles: caso especial con mayor esfuerzo de planificación

En las cubiertas de membrana textil, por regla general, la carga adicional no puede ser absorbida directamente por la superficie del tejado. En su lugar, la fuerza debe transmitirse mediante estructuras especiales a elementos de carga, como vigas principales o perimetrales. Debido a esto, los proyectos fotovoltaicos son posibles, pero casi siempre requieren soluciones individuales y un análisis estructural detallado.

Cubiertas planas: Dependiendo de la reserva de carga y el sistema de fijación

En el caso de las cubiertas planas, que son menos frecuentes en naves de estructura ligera, los sistemas ligeros, con poco lastre o fijados mecánicamente pueden ser una opción. Sin embargo, lo decisivo es si la estructura de la nave puede soportar las cargas adicionales debidas al peso propio, al lastre y a la succión del viento.

Construcciones especiales: Ensayos individuales sin soluciones estándar

Especialmente en el caso de las naves desmontables o de estructura ligera, a menudo se utilizan construcciones especiales para los techos. Aquí se requieren inspecciones individuales y dictámenes de estática, ya que no existen soluciones estándar. Entre ellas se encuentran, por ejemplo, las naves con estructuras de techo mixtas, estructuras portantes modificadas posteriormente o luces atípicas en las que la introducción de cargas no se puede asignar claramente a ninguno de los tipos de techo estándar.

Resumen de los tipos de cubiertas

Tipo de tejadointroducción de cargaFijación típicaIdoneidad para energía fotovoltaica
Techo de lona / MembranaSolo a través de vigas principales/perimetrales, no a través de la membranaFijación especial a estructura portanteLimitado, p. ej. solo con solución especial
Chapa perfiladaSobre la cresta del perfil altoSoporte para chapa trapezoidal, por lo general sin perforación para cabiosBien, la solución más común
cubierta sándwichDependiendo del núcleo / capa exteriorPuntos de fijación probados individualmenteCondicionalmente, dependiendo de cada caso
Cubierta plana (capacidad portante residual suficiente)Sobre estructura inferior, lastrada o mecánicaSistemas sin perforación de cubiertasBueno, con suficiente reserva de carga
construcción especialIndividualIndividualSolo tras examen individual

Tipos de fijación o subestructuras para naves desmontables

Los módulos pesados de doble vidrio con lastre clásico no son adecuados para naves de construcción ligera. En este tipo de sistemas se necesitan reservas de carga de 30 a 45 kg/m² y más. Aquí se suelen utilizar Módulos ligeros y sistemas de fijación alternativos, ya que reducen la carga adicional. Las variantes comunes que a menudo se arreglan con una carga total inferior a 10 kg/m² son:

  • Suspensión en vigas o soportes (sujeción): La carga se introduce específicamente en la estructura portante; solución estándar si la estructura de soporte es accesible y tiene las dimensiones suficientes.
  • Montaje sobre chapa trapezoidal: Soporte en el greca alta, generalmente sin perforación de vigas: la solución más común en cubiertas de chapa.
  • Sistemas para cubiertas planas sin perforaciones: Solo es posible si la estructura de la nave ofrece una capacidad portante residual suficiente para la estructura de soporte (por lo genral lastrada).
  • Sistemas ligeros encolados: Solo permitido si la cubierta está aprobada para ello y la resistencia a la succión del viento ha sido demostrada mediante cálculos.
  • Subestructuras especiales: Distribuyen la carga en varios puntos y optimizan así el número de puntos de fijación necesarios.

En el caso de las cubiertas textiles se aplica expresamente lo siguiente: la fijación en la propia membrana no es lo habitual. La carga debe transmitirse a la estructura portante, por lo general a través de vigas principales o perimetrales.

Estática: El factor decisivo

La estática es el punto de control decisivo en las instalaciones fotovoltaicas sobre naves ligeras. A diferencia de las naves industriales clásicas, las construcciones ligeras suelen estar diseñadas de forma muy eficiente en cuanto a materiales. Por lo tanto, las reservas de carga existentes para estructuras de cubierta adicionales suelen ser limitadas.

Para la planificación fotovoltaica, además del peso de los módulos y de la estructura de soporte, se deben tener en cuenta otros factores:

  • carga muerta adicional: Peso de los módulos, sistema de montaje, cables y elementos de fijación
  • Cargas de viento y nieve: en particular, las fuerzas de succión del viento en cubiertas grandes y ligeras
  • Introducción de carga lo crucial es si las fuerzas se pueden transmitir de forma segura a vigas, cabios u otros elementos estructurales
  • Documentación existente Los cálculos estáticos y el diseño estructural facilitan considerablemente la evaluación

Por lo tanto, es prácticamente imposible hacer una afirmación general sobre cuánto peso puede soportar el techo de una nave prefabricada. La carga adicional de FV admisible depende de la construcción respectiva, el tipo de techo, la luz, el año de construcción y el diseño original de la nave.

Por eso, antes de instalar una instalación fotovoltaica, siempre hay que comprobar qué reservas de carga existen realmente y qué sistema de fijación se adapta a la estructura de la nave en cuestión. Porque lo decisivo no es solo, cuánto pueda sostener un techo, sino sobre todo, cómo se introduce de forma segura la carga adicional en la estructura portante.

En general, sin embargo, los almacenes de carpa simples con techos de membrana, originalmente concebidos como temporales, también se pueden adaptar con energía fotovoltaica, por lo general mediante fijaciones especiales en las vigas principales o perimetrales en lugar de en la propia membrana. Esto es especialmente relevante en aquellos lugares donde un Obligación de PV debe cumplirse y la nave se considera una superficie sellada.

Límites de la instalación fotovoltaica: ¿Cuándo no es adecuada una nave prefabricada o ligera?

No todas las naves desmontables se pueden equipar fácilmente con una instalación fotovoltaica. Lo decisivo es siempre si la carga adicional se puede introducir de forma permanente y segura en la estructura de soporte. Una reequipación fotovoltaica es, por ejemplo, imposible si:

  • las reservas de capacidad de carga de toda la construcción también son demasiado bajas para las cargas de viento y nieve.
  • la cubierta no es adecuada o no permite una fijación directa.
  • falta la transmisión de cargas o no hay elementos portantes adecuados.
  • la estructura está debilitada por corrosión, fatiga del material u otros daños.
  • Faltan los cálculos estáticos o no se pueden renovar.

Sin embargo, estos puntos no significan automáticamente que aquí se excluya fundamentalmente una instalación fotovoltaica. A menudo, los conceptos de fijación adaptados, los refuerzos adicionales o las soluciones especiales específicas del proyecto pueden hacer posible su implementación. Especialmente en el caso de cubiertas textiles y construcciones muy ligeras, el camino hacia su realización suele pasar por una introducción de cargas específica en las vigas principales o perimetrales.

Por ello, precisamente en el caso de las naves de construcción ligera previstas como instalaciones temporales que, con el paso del tiempo, se han convertido en espacios permanentes de almacenamiento o producción, se recomienda realizar un análisis estático en una fase temprana. De este modo, se pueden detectar a tiempo las limitaciones técnicas y evitar retrasos innecesarios a la hora de instalar posteriormente un sistema fotovoltaico.

Lista de comprobación práctica para naves prefabricadas antes de la planificación fotovoltaica

CUBE CONCEPTS procede según un estricto patrón en la planificación de una instalación fotovoltaica para la ocupación de una nave ligera:

  1. Determinar el tipo de tejado y la vía de transmisión de cargas
  2. Obtener un dictamen estructural sobre la capacidad de carga residual
  3. Comprobar la zona de carga de viento y la zona de carga de nieve
  4. Seleccionar el tipo de fijación adecuado en función del tipo de tejado y la capacidad de carga
  5. Planificar también el acceso de mantenimiento y el mantenimiento futuro

Para proyectos específicos de energía fotovoltaica en naves de construcción ligera, se pueden encontrar en colaboración con empresas asociadas una y otra vez soluciones individuales y Subestructuras adecuadas desarrollar de nuevo.

Preguntas frecuentes

¿Se puede instalar energía fotovoltaica en cualquier tejado de nave industrial?

No siempre. La idoneidad depende del tipo de cubierta, la capacidad de carga restante y la posible introducción de cargas. Los tejados de tela y las estructuras muy envejecidas deben examinarse con especial cuidado.

¿Es posible el montaje adhesivo en techos de tela?

Solo en casos excepcionales, cuando la cubierta esté expresamente aprobada para ello. Por regla general, la carga debe transmitirse a las vigas principales o perimetrales.

¿Cómo se determina la reserva de capacidad de carga de una nave ligera?

Mediante un dictamen estructural que tenga en cuenta el peso propio de la instalación fotovoltaica, las cargas de viento y nieve, así como el estado de la estructura existente.

¿Cuál es la diferencia entre una nave ligera y una nave de almacenamiento de lona?

Las naves de carpa suelen concebirse originalmente como una solución temporal para pocos meses y a menudo carecen de una documentación estática permanente. En cambio, las naves prefabricadas modernas están diseñadas desde el principio para un funcionamiento a largo plazo y cumplen con los requisitos vigentes de cargas de viento y nieve.

¿Por qué no son aptos los módulos vidrio-vidrio para naves de estructura ligera?

Los módulos vidrio-vidrio con lastre clásico requieren reservas de carga de entre 30 y 45 kg/m² o más. Por lo general, estas no están disponibles en naves industriales ligeras, por lo que los módulos ligeros con cargas totales inferiores a 10 kg/m² son la solución más habitual.

¿Se pueden instalar paneles fotovoltaicos en cubiertas de chapa trapezoidal sin perforar las correas?

Sí, en la mayoría de los casos la fijación se realiza mediante soportes especiales directamente en el valle alto de la chapa perfilada, por lo que no es necesario perforar los cabios.

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