Fotovoltaika na plochých střechách s tepelnou izolací Puren PIR
Stále se zvyšující požadavky na úsporu energie vyvolané nárůstem cen vedou ke stavbě energeticky úsporných budov. S tímto je spojen i požadavek na další zařízení ke snižování spotřeby energie, jako jsou fotovoltaické a solární panely. Ideálním řešením je umístění těchto panelů na ploché střechy. Na pohled jednoduché řešení, které ale v sobě skrývá úskalí, o kterých jsme dříve nehovořili.
Ve většině případů se bude jednat o dodatečné umístění fotovoltaických panelů na již realizovanou střešní konstrukci, kterou přitížíme. Prvním hlediskem pro umístění panelů na plochou střechu je nutné posouzení střešního pláště. Pro ověření stavu je nutné komplexní posouzení na základě vizuální obhlídky, studia dostupných podkladů, případně provedení sond.
Předpokládá se, že skladba je suchá, hydroizolace těsná, detaily v pořádku. Při posuzování stavu je žádoucí mít již k dispozici technické detaily od systému fotovoltaické elektrárny, zejména z hlediska způsobu jeho stabilizace (kotvení), v případě pokládání na skladbu střešního pláště, a informace o hmotnosti instalovaného. Druhým hlediskem je ověření únosnosti podkladu – trapézového plechu.
Tento je obvykle dimenzován na hranici únosnosti bez úvahy, že by se dodatečně na něj umísťovaly další zařízení. Přitížení má vliv na průhyb plechů a změnu požární odolnosti střechy. Třetím hlediskem je odhad zbytkové životnosti hydroizolace a posouzení záměru s ohledem na opravitelnost hydroizolace po aplikaci fotovoltaických panelů.
V tomto kontextu se jeví jako výhodné osazovat panely na k tomu vytvořené podpory, které prochází souvrstvím. Skladba tak může zůstat přístupná pro údržbu a zároveň opravitelná či vyměnitelná. Při korektním přístupu realizátora je opracování prostupů bezpečně proveditelné. Většinou však investoři volí ekonomickou variantu, pokládku podpůrné konstrukce panelů přímo na povrch střešního pláště, čímž se tento stává do budoucna bez odpojení a sejmutí fotovoltaiky nepřístupný.
V takových případech je vhodné porovnat návrhovou životnost fotovoltaické elektrárny se zbytkovou životností hydroizolace. Obvyklá životnost hydroizolací je cca 25 – 30 let. Zbytková životnost krytiny závisí na době, která uplynula od realizace, na kvalitě použitých materiálů, na kvalitě jejich zpracování, provedení spojů a opracování detailů, na expozici hydroizolace, na údržbě apod. T
oto je možné v laboratoři ověřit. Čtvrtým hlediskem je tuhost skladby, resp. tepelného izolantu, jako podkladu pro usazení podpůrných konstrukcí samotných panelů na hydroizolaci. Zde je nutné posoudit stlačení izolantu pod roznášecí konstrukcí pod fotovoltaickými panely. Zde je možnost volby více druhů konstrukcí. Aby nedocházelo k nadměrnému stlačení souvrství, je nutné volit větší roznášecí plochu podpor.
Pátým hlediskem je odvodnění a údržba střechy. Zejména liniové prvky podpůrných konstrukcí, pokud jsou položeny kolmo na spád hydroizolace, mohou bránit odtoku vody a způsobovat zanášení krytiny nečistotami. Podpůrná konstrukce pod fotovoltaické panely musí být uspořádána s ohledem na spádování střešního pláště tak, aby byl umožněn odtok vody a vlny trapézového plechu.
Šestým hlediskem při dodatečném osazení fotovoltaických panelů je požadavek požární z hlediska rizika šíření požáru po povrchu pláště. Sedmým hlediskem pak je bezpečný pohyb jak pracovníků údržby samotné elektrárny, tak údržby střešního pláště s vpustěmi. Pohyb po hydroizolaci řešíme tzv. obslužnými chodníčky. Bezpečnost pohybu po střeše řešíme záchytným systémem.
Ploché střechy se navrhují velmi často na trapézovém plechu, který je v rovině. Výrobci tepelných izolací kromě rovných izolačních desek vyrábějí i spádové desky ve standardním spádu 2 % a jiném na vyžádání. Hydroizolační vrstva z PVC, asfaltu, EPDM pásů apod. se na PIR desky lepí, natavuje, mechanicky kotví nebo se přitěžuje kamenivem. Puren vyrábí PIR desky s deklarovaným stupněm stačení při 10 % 120, 150 – 900 kPa.
V současné době se na ploché střechy dodatečně umísťují fotovoltaické panely a mnohokrát bez statického posouzení stávající střešní skladby. Jak je ovlivněna tepelná izolace puren PIR při dodatečném umístění fotovoltaických panelů na plochou střechu? Samotné panely a konstrukce pro přichycení panelů nepředstavují velké přitížení. Panely jsou ale vystaveny větrnému a sněhovému působení.
Zde rozhoduje sklon panelů a jejich orientace. Zatížení sněhem můžeme definovat. Zatížení větrem je dost nevyzpytatelné. Dle podkladů společnosti Rheinzink je zatížení větrem na šikmou plochu od 0,3 – 5,1 kN/m². Pokud budeme uvažovat s extrémním zatížením větrem v okrajových částech střechy, tak konstrukci pro panely musíme přitížit poměrně velkým zatížením, aby nám panely neodletěly.
Jaké může být přitížení na PIR izolace, aby nedošlo k deformaci či prohlubni, ve které by se držela voda? ČSN 73 1901 „Navrhování střech“ uvádí: „Střecha se navrhuje tak, aby se na povrchu netvořily kaluže. Kaluže se obvykle tvoří při sklonu střechy do 3 %. Přijatelné kaluže jsou o hloubce do 10 mm.“ Aby nedocházelo k tzv. kalužím, doporučuje společnost puren uvažovat s hodnotou napětí v tlaku (stlačení) do 2 %. To znamená u desek s napětím v tlaku 150 kPa (150 kN/m²) při 2% stlačení hodnotu 30 kPa (30 kN/m²).
Zde je důležitá plocha podložky pod nosným systémem fotovoltaických panelů (viz. tab. 1). Hlavním činitelem, ovlivňujícím zatížení na fotovoltaické panely, je vítr. Je nutné uvažovat s maximálním zatížením větrem. Vítr fouká z různých stran, proto je vhodné panely tzv. zdvojovat. Tím eliminujeme zatížení a vztlak větru (obr. 9). Sklon panelů bývá obvykle 15°.
Puren standardně vyrábí spádové desky s napětím v tlaku 150 kPa a více. Rovné desky s napětím v tlaku 120 kPa. Proto puren doporučuje aplikovat na horní stranu střechy spádové desky se stupněm stlačení min. 150 kPa a vyšším.
ZDROJ: PR článek společnosti Puren
