Vindtunnelstudie av redistribusjon av snø på flate tak med solfangere

Abstract

I denne oppgaven er det tatt sikte på å finne modeller for redistribusjon av snø på flate tak med solfangere. Videre er fokus er rettet mot sammenligning av resultater fra forsøk i vindtunnel med metoder for beregning av formfaktor for tak i henhold til snølaststandarden NS-EN 1991-1-3. Oppgaven er avgrenset til redistribusjon av snø på tak. Det er dermed ikke er tatt høyde for nedbør, transport av snø fra terreng til takflaten eller snømetamorfose.

Forsøksresultatene er fremstilt ved skalaforsøk i vindtunnel, og det er gjennomført referanseforsøk uten paneler som sammenligningsgrunnlag. Skalaforsøkene er gjennomført ut fra tre variabler: solfangernes vertikale avstand til takflaten, antall solfangerpaneler samt solfangernes orientering i forhold til vindretningen.

Ved lavere vindhastigheter vises en økt skjærhastighet langs modellens topplate ved forsøk med solfangere enn forsøk gjort uten solfangere. Overført til bygninger i fullskala gis økte påkjenninger på takkonstruksjonen, som kan føre til skjerpede krav til taktekking.

Resultater fra forsøk med vind mot panelenes absorbatorside viser at den totale mengden sand på modellen etter endt forsøker større enn for referanseforsøket, mens forsøk med vind mot panelenes bakside viser det motsatte. Det vises også at akkumulasjon av sand i større grad konsentreres mot modellens midtpunkt enn hva som er tilfelle for referanseforsøket. For reelle bygninger vil en økt lokal konsentrasjon av snø føre til uønskede lokale snølaster.

Forsøksresultatene viser en økt erosjon av sand ved en økning i antall paneler. Den økte erosjonen for forsøkene tilsier at for reelle bygg vil snølasten reduseres. Det beregnede dimensjonerende lasttilfellet for forsøkene gir videre en reduksjon i forhold til snølaststandardens formulering for snølast på flate tak.

Det dimensjonerende lasttilfellet for forsøkene ble også sammenlignet med snølaststandardens formuleringer for snølast på flate tak med projeksjoner. Formuleringen gjelder imidlertid kun for vertikalt stilte projeksjoner direkte på takflaten. Beregningene gjort etter snølaststandardens metode gir en betydelig økt snølast med øking i antall projeksjoner. Snølaststandardens formulering anses dermed som konservativ for beregningene gjort ut fra forsøksresultatenes verdier.