Wytrzymałość konstrukcji obiektu budowlanego
Myśl o formalnościach i biurokracji często zniechęca nas do wielu inwestycji budowlanych, ale zgodnie z obowiązującym stanem prawnym, budowa dachowej elektrowni fotowoltaicznej o mocy do 50kW nie wymaga pozwolenia na budowę, ani zgłoszenia zamiaru budowy. I to jest dobra wiadomość, ale warto wiedzieć coś więcej.
Powyższe wytyczne prawa budowlanego zostały wprowadzone w celu ograniczenia biurokracji procesu budowlanego elektrowni, jednakże w polskich uwarunkowaniach administracyjnych często są traktowane również jako zwolnienie z obowiązku opracowania opinii technicznej dot. wytrzymałości konstrukcji nośnej dachu w nowej sytuacji obciążeniowej, co z kolei skutkuje wystąpieniem wielu problemów technicznych.
Co warto zrobić, zanim zdecydujemy się na budowę domowej elektrowni?
Dokumentacja techniczna budynku
Ocena konstrukcyjna szacująca możliwość budowy elektrowni dachowej sprowadza się do:
Wariant A: analizy istniejącej dokumentacji budowlanej obiektu w ujęciu nowej sytuacji obciążeniowej i stwierdzeniu, czy ustrój nośny spełnia wymagania nośności i ugięć, czy też należy wykonać dokumentację wzmocnienia konstrukcji.
Wariant B: w przypadku braku dokumentacji obiektu do wizji lokalnej niezbędnej do rozpoznania ustroju nośnego budynku, tj. rozpoznania rodzaju konstrukcji, jej parametrów geometrycznych i stanu zużycia oraz wykonania na tej podstawie opinii technicznej stwierdzającej j.w.
W dokumentacji archiwalnej obiektu zawarte są dopuszczalne obciążenia, jakie mogą być przenoszone przez konstrukcje obiektu. Wartość dopuszczalnych obciążeń jest różna w zależności od przyjętych rozwiązań technicznych, lokalizacji obiektu w poszczególnych strefach śniegowych, wiatrowych zgodnie z normami PN-B lub PN-EN.
Niestety wiele obiektów nie posiada aktualnej dokumentacji budowlanej lub dokumentacja jest w takim stanie, iż nie nadaje się do analizy. W takim przypadku konieczne jest wykonanie inwentaryzacji, często poprzedzonej odkrywką – miejscowym otwarciem dachu celem analizy konstrukcji nośnej budynku. Wówczas konstruktor opracowuje istniejący model ustroju dachu i wyznacza dopuszczalne obciążenie zgodnie z aktualną normą obciążeniową.
Mogłoby się wydawać, iż nowsze budynki mają większą rezerwę nośności, jednakże z praktyki analiz wynika, iż każdy przypadek jest indywidualny i wymaga właściwego podejścia projektanta konstrukcji w ścisłej współpracy z projektantem elektrowni celem doboru podkonstrukcji i optymalizacji całego systemu. Dziś rynek budowlany dąży do maksymalizacji zysku poprzez wręcz ,,chirurgiczne odchudzanie” konstrukcji, wskutek czego montaż modułów fotowoltaicznych na dachu obiektów istniejących wiąże się z koniecznością wzmocnienia konstrukcji dachowej/stropodachowej.
Analiza dopuszczalnego obciążenia modułami fotowoltaicznymi
Punktem wyjścia do analizy jest opracowanie koncepcji elektrowni, wyznaczenia sposobu montażu podkonstrukcji i ciężaru systemu, który jest przewidziany do montażu na połaci dachowej. W przypadku konstrukcji instalowanej w sposób inwazyjny, waga systemu jest najmniejsza i wnosi ok. 15 kg/m2. Na dachach płaskich mogą być stosowane systemy balastowe. Waga takiego systemu może dochodzić do 50kg/m2, co jest niewątpliwe wadą systemów balastowych. Niewątpliwą korzyścią płynącą ze stosowania systemów balastowych jest jednak brak perforacji pokrycia dachowego i zmniejszenie ryzyka powstania nieszczelności pokrycia.
Przegląd popularnych systemów konstrukcji budynków:
konstrukcja stalowa: bardzo problematyczny ustrój konstrukcyjny przy montażu modułów. Niezwykle wrażliwy na zmianę obciążeń zewnętrznych, często wymagający wzmocnień lub wykonania podkonstrukcji przenoszącej dodatkowe obciążenia na ustrój główny obiektu.
konstrukcja żelbetowa: najlepsze rozwiązanie konstrukcyjne do montażu modułów, posiadające znaczne zapasy nośności, przeznaczone do montażu bezinwazyjnego (rozwiązanie balastowe), jak i z perforacją pokrycia dachowego.
konstrukcja drewniana: ten ustrój konstrukcji posiada duży potencjał w zakresie montażu elektrowni fotowoltaicznych – posiada dużą rezerwę nośności, a w przypadku jej braku, łatwy do ewentualnego wzmocnienia.
prefabrykacja żelbetowa: często ustroje nośne z lat 70-tych, 80-tych, posiadające małe zapasy nośności (archiwalne katalogi tzw. fabryk domów), wymagające wykonywania indywidualnych podkonstrukcji stalowych.
Podsumowanie
Przed montażem elektrowni dachowej każdy obiekt budowlany, niezależnie od jego konstrukcji i przeznaczenia, powinien być poddany ocenie konstrukcyjnej opracowanej przez uprawnionego projektanta. Pominięcie tego etapu może powodować nieszczelności pokrycia dachowego, a w skrajnych przypadkach doprowadzić do awarii lub katastrofy budowlanej.
