Holz

Apr 13, 2023

Zusammenfassung:Die Ausrichtung des Hauses, Dachdurchdringungen, die Bedeckung mit Baumkronen und bauliche Beschränkungen können Hindernisse für den Bau eines Gebäudes seinSolaranlage zu einem Haus. In solchen Situationen bieten Solardächer eine Alternative. In diesem Artikel wird ein Unternehmen vorgestellt, das mit einem Holzbau- und Designunternehmen zusammengearbeitet hat, um Häuser mit solchen Hindernissen mit Solarenergie zu versorgen.

Da immer mehr umweltbewusste Hausbesitzer über Möglichkeiten nachdenken, erneuerbare, saubere Energiequellen zu nutzen,Wohnproduktion vor Ort gewinnt an Attraktivität. Viele entscheiden sich dafür, ihre Dächer mit Solaranlagen auszustatten. andere entscheiden sich für Freilandanlagen. Aber manchmal führen die Ausrichtung von Häusern, Dachdurchdringungen wie Dachgauben und Schornsteine, die Bedeckung mit Baumkronen oder Baubeschränkungen – wie im Fall von historischen Vierteln – zu einer unterdurchschnittlichen Sonneneinstrahlung. Selbst wenn auf dem Grundstück genügend Platz vorhanden ist und die Ausrichtung optimal ist, werden Bodenbefestigungen oft als störend empfunden. Gibt es andere Möglichkeiten? Ja. Denken Sie an das Fachwerk-Solardach.

SunCommon – ein B Corp-zertifiziertes Unternehmen, das Solar- und andere saubere Energielösungen in ganz Vermont und der New Yorker Hudson Valley-Region anbietet – stellte 2017 sein Fachwerk-Solardach vor. Solardächer, bei denen es sich um mit Solarpaneelen versehene Strukturen handelt, können als Carports genutzt werden (und Ladestationen für Elektrofahrzeuge), Terrassenüberdachungen, Holzschuppen und Orte, an denen große Geräte und/oder Gartengeräte und -zubehör untergebracht werden können, neben anderen potenziellen Nutzungsmöglichkeiten, während gleichzeitig Energie erzeugt wird. SunCommon hat mit zusammengearbeitetNeue Energiewerke , ein mitarbeitergeführtes Holzrahmen- und Designunternehmen mit Sitz in New York und Oregon, liefert Holzrahmen-Vordächer in einem kompletten Energieerzeugungspaket. Und das Konzept findet Anklang.

Die Mission von SunCommon besteht darin, die Energieerzeugung in Privathaushalten für mehr Menschen zugänglich zu machen. Die Solardächer des Unternehmens können die Antwort sein, wenn ein Dach für die Deckung des Energiebedarfs nachteilig ist und der Holzrahmen die Ästhetik einer herkömmlichen Freiflächenanlage aufwertet. (In der ersten Version des Rahmenbausatzes wurden ganze Hölzer von WholeTrees Structures verwendet. Obwohl sie schön waren, waren sie zu nischenhaft, arbeitsintensiv und zu teuer für die Kunden.) Zu den Vorteilen der Partnerschaft mit New Energy Works gehört, dass sich Holzrahmen anbieten hin zur produktionsorientierten Fertigung, bei der diese Bausätze mithilfe computernumerisch gesteuerter (CNC) Bearbeitung mit Sägen und Oberfräsen hergestellt werden.

Es ist erwähnenswert, dass ein herkömmlicher Carport keine finanzielle Amortisation verspricht (außer wenn der Eigentümer die Immobilie verkauft), während ein Carport mit Solarpaneelen dazu beiträgt, die Stromrechnungen auszugleichen. Bemerkenswert ist auch die Tatsache, dass ein Solardach den Platz nutzt, den eine Freilandanlage lediglich einnimmt.

Über die vielfältigen Funktionalitäten und finanziellen Anreize hinaus besteht das Potenzial von Solardächern, die Elektrifizierung von Wohngebäuden voranzutreiben – etwas, das beide Unternehmen befürworten. Das Team von New Energy Works betrachtet die Struktur von SunCommon als Teil „einer neuen Ära intelligenter Lösungen für die Stromerzeugung und damit auch für Elektroautos“.

Effizienz in der Produktion senkt die Kosten sowohl für Hersteller als auch für Verbraucher, daher war die Reproduzierbarkeit der Schlüssel zum Konzept. SunCommon-Gründer James Moore beschreibt den Wunsch nach „schneller Arbeit in der Werkstatt“ und einem „vorgefertigten Programm“, um alle Prozesse so einfach und wirtschaftlich wie möglich zu gestalten. Jeder Rahmen ist vorgefertigt und besteht aus vom Forest Stewardship Council (FSC) zertifiziertem Holz aus dem pazifischen Nordwesten; Douglasie wird wegen ihrer Stärke und ihrer Fähigkeit, große Spannweiten zu tragen, verwendet. (Das ursprüngliche Design bietet Platz für zwei Autos unter einer einzigen Bucht.)

Das Fundamentsystem kann auf nacktem Boden, Rasen, Gehweg oder Kies installiert werden. Die Befestigung erfolgt mit 6 Fuß. Erdungsschrauben, wodurch Beton überflüssig wird – sowohl eine finanzielle als auch eine CO2-Emissionsersparnis. Spiralpfeiler und gegossene Fundamente wurden in der Vergangenheit verwendet und sind immer noch praktikable Optionen, aber flanschlose, feuerverzinkte Erdungsschrauben sind der Standard von SunCommon, weil sie die Installation erleichtern.

Auf die Frage, warum das Erdungsschraubensystem bevorzugt wird, sagt Moore, dass das Ziel darin bestehe, Bauhindernisse zu minimieren. Traditionell haben Fundamente für Pfosten-Riegel-Strukturen eine Fußzeile unter jedem Pfosten und eine Verankerung an jeder Stelle; Dieser Ansatz erhöht die Komplexität, Zeit und den Kostenaufwand für den Bauprozess. Es erhöht auch den CO2-Fußabdruck eines Projekts. „Wir haben bei der Entwicklung dieses Produkts stets auf Nachhaltigkeit geachtet“, bemerkt Moore. „Wir wollten auf Stahlverbindungen und Betonfundamente verzichten.“

Owen MacDonald, Abteilungsleiter für Holzrahmen bei New Energy Works, weist auf die Praktikabilität des Fundamenttyps hin: „Einer der Vorteile eines Erdungsschraubenfundaments besteht darin, dass ein GC dies selbst tun kann. Das Vordach-Kit wird ihm zugesandt.“ , und sie können es mit gemieteter Ausrüstung selbst anheben. Außerdem ist die Installation von Erdschrauben bei einer Struktur dieser Größe schneller als das Gießen von Betonfundamenten.“

Aus Sicht des Bauherrn betont Tom Berry von SunCommon, dass das Erdungsschraubensystem leicht wiederholbar ist und die Vordächer im Wesentlichen in „Solarmontagesätze“ verwandelt.

Der vorgefertigte Rahmen bedeutet, dass Bauherren nicht jedes Mal, wenn sie bauen, neue Wirkungsgrade ermitteln müssen, mit Ausnahme einiger kleinerer Änderungen je nach Solarunternehmen. (New Energy Works hat das Konzept Solarinstallateuren an der Westküste präsentiert, um ihnen bei der Einführung der Produktidee in dieser Region des Landes zu helfen.)

Moore beschreibt drei Aspekte einer SunCommon-Solardachinstallation. Erstens gibt es die Schneelasten, Windlasten und seismischen Anforderungen, die ein Ingenieur berechnen muss; Moore vergleicht dies mit dem Bau eines Regenschirms, der Wasser von einem Dach mit offenen Seiten ableitet, was bedeutet, dass die Genauigkeit dieser Berechnungen für die langfristige Haltbarkeit von entscheidender Bedeutung ist. Zweitens gibt es den strukturellen Holzrahmen, dessen Design über eine gewisse Flexibilität verfügt, um dem Zeitplan eines einzelnen Solarinstallateurs für die Modulabstände gerecht zu werden. Mit anderen Worten: Das Pfettensystem kann variiert werden, um Arrays unterschiedlicher Größe und Konfiguration zu unterstützen. Der dritte Schritt ist die Montage der Solarmodule. (Die Dachneigung ist fest, was bedeutet, dass sie nicht geändert werden kann, um die Sonneneinstrahlung je nach Breitengrad zu optimieren. Moore sagt, dass dies Auswirkungen auf die Strukturberechnungen hätte und weitere projektspezifische Planung erfordern würde.)

Die SunCommon-Überdachungssysteme sind größer als das typische Dachsystem und weisen nicht die gleichen erforderlichen Rückschläge durch Dachkanten oder die Komplexität von Dachgauben, Schornsteinen, Oberlichtern und Lüftungsöffnungen auf. Ihre Leistung beträgt über 10 kW. Moore hat auf seinem Dach die gleiche Solaranlage wie auf seinem Holzvordach, aber letzteres produziert im Laufe eines Jahres 10 % mehr Strom. Er führt die Leistung auf die bifazialen Module zurück, die unter Einwirkung von reflektiertem Licht auch Strom von der Rückseite des Panels erzeugen. Außerdem, sagt er, sehen sie großartig aus. Die durchsichtige Rückseitenfolie lässt eine kleine Menge Sonnenlicht durch die Zwischenräume zwischen den Solarzellen und sorgt so für einen hellen Raum darunter.

Bei der Montage eines Solarpanelsystems auf einem Dach sind bereits Strategien für das Wassermanagement vorhanden – die Dachmontage ist (idealerweise) so konzipiert und detailliert, dass das Wasser vom Haus weggeleitet wird. Als freistehende Struktur benötigt ein Solardach eine eigene Strategie. Moores Design basiert auf einem Schaumstoffband zwischen den Paneelen, die etwas Platz benötigen, um sich bei Temperaturänderungen auszudehnen und zusammenzuziehen.

Die Paneele liegen nahezu bündig aneinander und werden so festgeklemmt, dass sie so dicht wie möglich abdichten, aber dennoch eine Bewegung ermöglichen. Nach der Erstinstallation haben sich einige Kunden dafür entschieden, Rinnenstreifen unter den Paneelen an den horizontalen Nähten anzubringen, wo das Wasser eindringt. Die Rinnen sitzen auf den Pfetten; laut Moore zwei 20 Fuß lange. bis 24 Fuß. Dachrinnen entlang dieser Nähte transportieren 99 % des Wassers.

Auf die Frage, warum Dachrinnen nicht in jedem Bausatz zum Standard gehören, erklärt Moore: „Denn dann haben die Kunden die falsche Erwartung, dass es sich um eine wasserdichte Baugruppe handeln soll. "

Die Kosten für die Solardächer von SunCommon liegen je nach Größe und Komplexität des Standorts zwischen 45.000 und 55.000 US-Dollar. Das gilt für das gesamte System – Fundament, Holzrahmen sowie Solar- und Elektroinstallationen. Interessenten sollten sich über Steuergutschriften des Bundes informieren, die derzeit 30 % der Gesamtkosten abdecken.

Interessierte Hausbesitzer können sich für Installationsdetails an SunCommon wenden. Das Unternehmen beauftragt lokale Auftragnehmer mit der Errichtung des Holzgerüsts sowie der Installation der Solaranlage und der elektrischen Anschlüsse, die für eine Solaranlage typisch sind. Auf die Erdung mittels Stringwechselrichter wird sorgfältig geachtet. (Wechselrichtertechnologie auf Modulebene lohnt sich selten.) Normalerweise können Installateure bis zum Haus zurückgraben, um das elektrische System anzuschließen.

Moore steht anderen Solarinstallateuren zur Verfügung, die ihren Kunden ein ähnliches Produkt anbieten möchten. „Unter dem Strich brauchen wir so viel mehr Solarenergie, um unsere Klimakrise zu lösen“, sagt er. „Wir möchten andere Solarinstallateure unterstützen, die an diesem Design interessiert sind. Wir teilen Best Practices und das, was wir im Laufe der Jahre gelernt haben, um auch ihnen schöne Solaranlagen zu bieten.“

Der Ansatz, den SunCommon bei der Konstruktion seiner Solardächer gewählt hat, ermöglicht eine flexible Dimensionierung, die auf der Parkkapazität oder der Anzahl der Solarpaneele basieren kann. Das Kompaktmodell umfasst beispielsweise 18 Panels und passt in ein Fahrzeug; die einzelne passt für 24 Panels und zwei Fahrzeuge; und das Double umfasst 42 Panels und deckt vier Fahrzeuge ab.

Das Design des Solardachs ist auch hinsichtlich des Fundaments flexibelSpiralpfeiler , Erdschrauben oder gegossene Fundamente. Im Allgemeinen bestimmen die Standortbedingungen und das Budget den Fundamenttyp. Die bevorzugte Methode sind Erdschrauben, die maximale Flexibilität bieten, da sie besser in der Lage sind, unterirdische Hindernisse zu umgehen und Felskantenbohrungen zu ermöglichen. Spiralpfähle sind schnell, einfach und kostengünstig und haben eine gute Auszugsfestigkeit. Aber wenn Sie auf einen großen Stein treffen, den sie nicht bewältigen können, haben Sie kein Glück. Gegossene Fundamente sind am kohlenstoffintensivsten und störendsten für den Standort.

Moore rekapitulierte die Entstehungsgeschichte des Solardachs und erzählte eine Anekdote über die Solaranlage auf dem Dach seines Hauses, die nicht mehr genug Strom erzeugte, nachdem die Familie auf Elektrofahrzeuge umgestiegen war. Er fragte sich, was „Solar 2.0“ für ein Haus mit vorhandenen Paneelen, aber jetzt auch Wärmepumpen und Elektrofahrzeugen bedeuten würde. Der Baldachin war die Antwort.

SunCommon und New Energy Works haben gemeinsam etwa 200 Solardächer hergestellt. Zu den vielen Eigenschaften des Produkts fügt Moore noch ein weiteres hinzu: „Dieses Design macht Solarenergie zu einem Prunkstück und bringt die Leute dazu, auf eine Weise darüber zu reden, wie sie es normalerweise nicht tun.“ Kurz gesagt, es ist cool und die Leute mögen es.

—Kiley Jacques ist leitender Redakteur bei Green Building Advisor.

Fotos von Patrick McCormack, mit freundlicher Genehmigung von SunCommon, sofern nicht anders angegeben.

Von Fine Homebuilding #316

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