Wymagania techniczne dla dachów łupkowych pod montaż kolektorów solarnych

Montaż solarnych kolektorów termicznych na dachu łupkowym w Polsce podlega zarówno wymaganiom technicznym wynikającym z właściwości materiału, jak i regulacjom formalnoprawnym. Poniżej opisano oba obszary z perspektywy inwestora i wykonawcy.

Właściwości łupka naturalnego istotne dla montażu

Łupek naturalny (fr. ardoise, niem. Schiefer) jest skałą osadową cechującą się łupkowatością — zdolnością do dzielenia się na cienkie płyty wzdłuż warstw. Płyty łupkowe stosowane jako pokrycie dachowe mają grubość zazwyczaj 4–8 mm i są wrażliwe na:

• obciążenia punktowe — pęknięcia pojawiają się przy nacisku powyżej kilku kilogramów skoncentrowanym na małej powierzchni
• wiercenie bez podparcia — drgania wiertła powodują mikropęknięcia wychodzące od otworu
• zmiany temperatury — stare łupki ze złóż o wysokiej zawartości karbonatu wapnia degradują szybciej
• kontakt z metalami niekompatybilnymi — cynk, niezabezpieczona stal korodują w kontakcie z wodą spływającą z łupka

Wymagania nośnościowe

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki (Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690 z późn. zm.), obciążenia dodatkowe na stropodach i dachach muszą być uwzględnione w dokumentacji konstrukcyjnej. Dla instalacji solarnych oznacza to:

Obciążenie stałe od kolektorów

Płaskie kolektory termiczne o powierzchni 2–2,5 m² ważą 25–38 kg każdy. Przy typowej instalacji 3–4 kolektorów całkowite obciążenie wynosi 75–150 kg, rozłożone na kilka punktów podparcia. Lokalne obciążenie na krokiew zależy od rozstawu uchwytów.

Obciążenie śniegiem i wiatrem

Polska podzielona jest na strefy obciążenia śniegiem według normy PN-EN 1991-1-3. W strefach II i III (Podkarpacie, Tatry, część Małopolski i Podlasia) obciążenie śniegiem jest wyższe, co zwiększa wymagania dla podkonstrukcji. Kolektory muszą być zaprojektowane na naprężenia od parcia wiatru zgodnie z PN-EN 1991-1-4.

Kąt nachylenia a efektywność kolektora

Dachy łupkowe w Polsce mają zazwyczaj nachylenie 30–60°. Optymalne kąty dla instalacji solarnej:

• instalacje CWU (ciepła woda użytkowa): 35–50° — kąt bliski szerokości geograficznej miejsca
• instalacje wspomagające ogrzewanie: 50–65° — wyższy kąt poprawia uzyski zimowe, kiedy słońce jest nisko nad horyzontem
• instalacje basenowe (sezon letni): 25–35° — niższy kąt lepiej wykorzystuje promieniowanie przy wysokim słońcu

Przy nachyleniu dachu odbiegającym od optimum o więcej niż 15° można zastosować regulowane wsporniki pochylenia, zwiększające jednak skomplikowanie montażu i obciążenie wiatrowe.

Wymagania formalne w Polsce

Prawo budowlane — kiedy pozwolenie, kiedy zgłoszenie

Ustawa Prawo budowlane (Dz.U. 1994 nr 89 poz. 414 z późn. zm.) wraz z nowelizacjami reguluje zakres wymaganych formalności. Dla instalacji solarnych na budynkach mieszkalnych obowiązuje zasada:

• montaż na budynku istniejącym, niebędącym zabytkiem, instalacje o nieznacznym wpływie na wygląd zewnętrzny — zgłoszenie do starostwa lub brak formalności (szczegółowa interpretacja zależy od gminy)
• budynki wpisane do rejestru zabytków lub w strefach ochrony konserwatorskiej — wymagana zgoda Wojewódzkiego Konserwatora Zabytków
• instalacje zmieniające układ konstrukcyjny dachu — pozwolenie na budowę

Normy techniczne

Instalacje solarne w Polsce realizuje się zgodnie z:

• PN-EN 12975-1 i -2 — kolektory słoneczne, wymagania i metody badań
• PN-EN 12977 — systemy grzewcze i podgrzewacze CWU
• PN-EN 806 — instalacje wodociągowe wewnątrz budynków
• Instrukcja ITB nr 447/2008 — Warunki techniczne wykonania i odbioru robót dekarskich

Certyfikaty instalatorów

Ustawa o odnawialnych źródłach energii (Dz.U. 2015 poz. 478 z późn. zm.) wprowadziła obowiązek posiadania przez instalatorów urządzeń OZE certyfikatu wydanego przez Urząd Dozoru Technicznego (UDT). Certyfikat w zakresie kolektorów słonecznych potwierdza wiedzę z zakresu doboru, montażu i uruchomienia instalacji. Zlecanie montażu certyfikowanemu instalatorowi UDT jest warunkiem korzystania z części programów dofinansowania.

Przegląd stanu dachu przed montażem

Instalator lub uprawniony dekarz powinien ocenić:

• procent pękniętych lub odspojonych łusek łupka — przy uszkodzeniu powyżej 15% powierzchni zalecana jest wcześniejsza naprawa lub wymiana pokrycia
• stan masy uszczelniającej i obróbek blacharskich przy kominach i wyłazach
• wilgotność deskowania lub łat — spróchniałe elementy nie utrzymają kotwień
• rozstaw i przekrój krokwi — czy umożliwia kotwienie w założonych miejscach bez osłabiania przekroju krokwi powyżej 1/3

Jeśli dach wymaga remontu, ekonomicznie uzasadnione jest wykonanie go przed montażem instalacji, aby uniknąć demontażu kolektorów w przyszłości. Więcej o samym procesie montażu w artykule Montaż kolektorów na dachu łupkowym — etapy i mocowania.