Päikesepaneelide paigaldamine katusele

Eestis on üha enam hakatud paigaldama päikesepaneele ja ehitama terveid päikeseelektrijaamu.

Rohepööre, pandeemialainete ajal alanud ja geopoliitilise olukorra tõttu üha kallinevad elektrihinnad on muutnud päikesepaneelid üha populaarsemaks.

Euroopas ja Põhja-Ameerikas on päikesepaneelide paigaldamine katustele olnud juba aastakümneid tavapärane energeetiline lahendus. Eestis on see hakanud levima eelkõige rohepöörde ja energiatõhususe ajel viimasel kümnendil.

Suures rohepöördevaimustuses ei maksaks siiski unustada, et igal rajatisel on lisaks algusele ja tööaegsele tõhususele ka kunagi saabuv lõpp. Kuidas toimub oma ea ära töötanud üha suureneva päikesepaneelide massi ladustamine, utiliseerimine või ümbertöötlemine ja missugune on selle jälg keskkonnale nende elukaare lõpul, ei ole siiani päris selge. Sama kehtib ka elektrituulikute ja nende osade kohta. See oleks eraldi käsitlemist vajav teema.

Päikesepaneelide paigaldamine katustele

Päikesepaneele saab paigaldada nii kald- kui ka lamekatustele. Kaldkatusele saab paneele paigaldada üldjuhul kas ühele või kahele küljele. Lamekatustel saab ära kasutada suure osa katuse pinnast. Seepärast on just lamekatustele hakatud looma terveid päikeseelektrijaamu, mille fotosid on näha ka netiavarustes ja ajakirjanduses.

See artikkel keskendub lamekatusele.

Päikesepaneelide katusõbralik paigaldus ei ole küll raketiteadus, kuid vajab siiski erialaseid teadmisi ja oskusi ning paljude nüansside tundmist.

Paneelid tuleb paigaldada nii, et see ei ohustaks kogu hoone konstruktsioone, katuselahendus ei segaks katuse sademevee äravoolu ja tagaks katusel ohutu liikumise nii katuse enda kui ka paneelide hoolduseks.

Selleks on arenenud riikides välja töötatud erilahendused, mida meil kahjuks veel eriti ei tunta või eiratakse teadlikult odavuse nimel.

Paljudel Eesti katustel ja ka erinevatel fotodel võib näha, kuidas paneelide paigaldus ei võimalda enam katusel ohutut liikumist, häirib oluliselt sademevee äravoolu, hooldust ja on katusele, selle toimimisele ning eriti katusekattele kahjulik.

Lamekatusele saab päikesepaneele paigaldada sisuliselt kogu katuse pinnale. Meil kiputakse katusele paigaldama päikesepaneele nii palju, kui vähegi mahub, eirates isegi elementaarset ohutust.

Päikesepaneelid on katusele, selle aluskonstruktsioonidele ja kogu hoonele arvestatav lisaraskus, mida peab arvestama juba projekteerimisel. Uusehitustel teevad seda ehituskonstruktorid, projekteerijad.

Kuna hooned on meil püsivad ja kokku ei kuku, siis konstruktorid on meil vajalikul tasemel ning nad arvestavad ka päikesepaneelidest tulenevaid lisakoormuseid.

Vanadel hoonetel tuleks enne päikesepaneelide kavandamist teha hoone konstruktsioonide kontroll. Kui hoone omaaegne projekteerija on veel tegus, siis saab seda temalt tellida. Kui on olemas hoone konstruktiivne projekt, siis saab kasutada seda. Kui projekti ei ole, siis tuleb tellida konstruktsioonide audit. Eeltoodut meie hoone omanikud üldjuhul ka teavad, samuti päikesepaneelide paigaldajad/müüjad.

Kahjuks ei oska paljud hooneomanikud arvestada, et ka katuselahendus peab olema projekteeritud ja ehitatud vastavaid koormuseid arvestades. Samuti kipuvad seda ignoreerima päikesepaneelide müüjad ja paigaldajad.

Enamik meie lamekatuseid on projekteeritud ja ehitatud ainult lumekoormuse ja tavapärase hoolduskoormuse talumiseks. Sellised katused ei ole ette nähtud suurte lisakoormuste ja täiendava hoolduskoormuse talumiseks. Kuigi näiliselt ei juhtu paneelide paigaldamisega midagi, vähendab see siiski oluliselt katuse kestvust ja võib häirida selle toimimist ning hooldust. Näiteks võivad pindpaigaldised oluliselt häirida sademevee äravoolu katuse pinnalt.

Katuse remont, uue kattega katmine või koguni tervenisti uuendamine on pärast päikesepaneelide paigaldust oluliselt keerukam, töömahukam, aeganõudvam ja kulukam.

Arenenud riikides projekteerivad piirdetarindeid spetsialiseerunud erialainsenerid. Kahjuks kavandavad meil piirdetarindeid, sh katuseid, ka üldehituse konstruktorid, projekteerijad, kes ei tunne üldjuhul koormatud katuste lahendusi, kasutatavaid materjale ja tarvikuid, erilahendusi ega muid nüansse. Isegi päikesepaneelidega ja muude raskete seadmetega koormatud uusehitise katused projekteeritakse tavapärase hoolduskoormuse võimekusega. Pindpaigaldiste alused tehakse aga omaloomingulised, mis on sisuliselt armetud hädaabinõud katustele langevate koormuste hajutamiseks.

Päikesepaneelid ja muud pindpaigaldised tekitavad katustele lisaks staatilistele koormustele ka dünaamilisi koormusi, milleks on eelkõige tuulekoormused. Tuul avaldab katusele ja pindpaigaldistele nii surve- kui ka tõstejõudu, koormused on pulseerivad, raputavad ja pidevas muutumises.

Päikesepaneelide ja muude pindpaigaldistega koormatud katustel suurenevad oluliselt hoolduskoormus ja sellest tulenevad liikumised katusel. Päikesepaneelid ja kommunikatsioonide agregaadid ise vajavad hooldust.

Pindpaigaldised kipuvad koguma katustele rohkem prahti, tolmu ja liiva, mistõttu suureneb ka katuse enda hooldusvajadus. Kui katusele tekkivad lisaraskuste tõttu soovimatud lohud, hakkab sinna kiiresti tekkima raskesti eemaldatav praht, mis on kasvulavaks kõikvõimalikule orgaanikale.

Kõik see mõjutab ka katusekonstruktsiooni kihte ja nende kestvust, eelkõige hüdroisolatsiooni, aga ka soojustust, kaldekihti ja aurutõket.

Madalama paigaldussüsteemiga katusekattele lähedal olevad päikesepaneelide lahendused hakkavad paneelide ja nende aluste alla koguma prahti ja tolmu, mille eemaldamine on väga raske. Eriti aktuaalne on see piirkondades, kus hoone ümber on palju kõrgeid puid, kust eralduvad lehed ja okkad moodustavad paneelide alla valle, mille eemaldamine on ebamugav, aeganõudev ja raske. Samuti mõjutavad sellise prahi eemaldamisel katusekatet nii kasutatavad tööriistad kui ka töömeeste jalatsid. Eriti võib saada kahjustatud bituumenrullmaterjali pealispind kuumade ilmadega.

Paneelide ja muude pindpaigaldiste lisamisel muutub katusel ka lumekoormuste dünaamika, mis omakorda võib tähendada täiendavat katusel liikumist. Oskamatu lume-eemaldus võib kahjustada nii päikesepaneele kui ka katusekatet ja katuse tarvikuid.

Eestis kahjuks ei ole omanikel hoolduskohustust, nagu see on arenenud riikides. Seepärast tuleks päikesepaneelidega koormatud katustele kindlasti sõlmida hooldusleping.

Päikesepaneelide planeerimine katusele – katuse turvavarustus

Enne päikesepaneelide paigutuse lahendust katusele tuleb paika panna katuse äravoolusüsteem, äravoolulehtrite, katuselepääsu- ja suitsueemaldusluukide, katuseakende ning kommunikatsioonišahtide asukohad.

Seejärel tuleb määratleda ohualad ja koostada turvavarustuse või piirete projektlahendus, mis meil üldjuhul ära jäetakse. Ilma turvavarustuse, vähemalt 1100 mm kõrguste piirete või parapettideta ei tohiks päikesepaneelidega katuseid planeerida.

Arenenud riikides, kus inimelud on väärtustatud, peab enam kui 2 m kõrgusel töötamisel kasutama turvavarustust ja kandma lõuaaluse kinnitusega kaitsekiivrit.

Turvavarustus on tootjakeskne süsteem, kus kõik komponendid on kas sama tootja omad või tema poolt aktsepteeritud. Mingit omaloomingut selle projekteerimisel ja paigaldamisel teha ei tohi. On olemas nii kukkumiskaitse kui ka turvasüsteeme. Lisaks ka selliseid, mis kinnituvad päikesepaneelide alustele. Näiteks on sellised Saksa tootjal ABS Safetyl (maaletooja Eestis OÜ Katusemaailm).

Eestis on nõuded katuse turvavarustusele ja üleüldine ohutus ehitusel arenenud riikidega võrreldes oluliselt madalamal tasemel. Meil kavandatakse esmalt kõik see, mis on vaja katusele paigaldada, ja alles siis hakatakse uurima, mis nõuded on turvavarustusele ja kuidas neid paigaldada.

Turvavarustuse kavandamiseks, projekteerimiseks peaks olema läbitud vastavad erialakoolitused. Seda saab tõendada vastava tunnistusega. Need, kes ei ole läbinud vastavaid koolitusi, ei tohiks mingil juhul pakkuda katuse turvalahendusi, nagu paljud meie projekteerijad ja ka osa paigaldajaid kahjuks teevad.

Meil seatakse esikohale vajalik energiamärgis või paneelide energeetiline võimekus, alles siis hakatakse mõtlema turvavarustusele.

Sageli ollakse olukorras, kus turvavarustust ei ole enam võimalik nõuetekohaselt paigaldada. Kogu katus on parema energiamärgise saavutamiseks otsast lõpuni päikesepaneele täis projekteeritud ja nende vähendamine mõjutaks hoone energiamärgist.

Nüüd ollakse dilemma ees, kas maksta lõivu energeetikale või riskida inimeludega. Kahjuks valitakse sageli süüdimatult viimane variant ja turvavarustus paigaldatakse, kuhu mahub, arvestamata selleks vajaliku ruumi või paigalduslahendustega, või jäetakse see hoopis ära.

EVARI EHITUS: Meil nõutakse katusel ohutusabinõude tarvitusele võtmist, kui hoone kõrgus on üle 8 m. Ka siis nõutakse kas 600 mm kõrguseid katuse parapette, sama kõrgeid piirdeid või turvavarustust. Viimasele ei ole aga esitatud praktiliselt mingeid nõudeid ja 600 mm piire ei taga mingit ohutust.

Alla 8 m kõrgustel hoonetel jäetakse turvavarustus ära sageli isegi siis, kui päikesepaneelid jm pindpaigaldised on katuse servadele väga lähedal, seades ohtu katusel liikujad.

Eestis tuleks päikesepaneelidega või muude katuse servadesse ulatuvate pindpaigaldistega katustele teha turvavarustus kohustuslikuks sõltumata hoone kõrgusest, enne kui hakkavad juhtuma õnnetused.

Päikesepaneelide paigaldus olemasoleva hoone lamekatusele

Olemasolevale katusele päikesepaneelide paigaldamisel tuleks alustada konstruktsioonide kandevõime hindamisest.

Kui see on tehtud, tuleks tellida katuse audit (vajadusel koos katuse avamisega). See tuleks tellida eriala asjatundjatelt, mitte üldehituse ekspertidelt, projekteerijatelt ega järelevalve teostajatelt.

Eriala eksperdid oskavad oluliselt paremini hinnata paneelide mõjusid katusele, olemasoleva katusekatte jääkressurssi, soojustuse ja sõlmlahenduste võimekust lisakoormuste talumiseks, samuti paneelide katusele paigaldamise võimalusi, turvavarustuse lahendusi ja vajalikke tarvikuid.

Vanemad katused võivad vajada ulatuslikku remonti või koguni tervenisti uuendamist. Enamasti saab siiski olemasoleva katuse säilitada. Mõnel katusel saab piirduda vaid uue katusekatte paigaldamisega.

Paljud meie katused on ehitatud odavama klassi nn idaturu vajadusteks toodetud materjalidega ja tarvikutega, mille kestvus on oluliselt väiksem kui arenenud riikide turule toodetud kvaliteetmaterjalidel. Kestvuse vahe võib olla kahe- kuni kümnekordne. Eriala eksperdid oskavad hinnata erineval ajal valitsenud katuseehituse traditsioone ja kasutatud materjale ning nende nõrku kohti.

Kõige parem oleks tellida eriala asjatundjatelt katuse tehnilised lahendused või projekt päikesepaneelide paigaldamiseks ja turvavarustuse lahenduse saamiseks koostöös paigaldusfirmaga.

Päikesepaneelide paigalduslahendused lamekatustele

Päikesepaneelide paigaldusel lamekatusele saab kasutada kolme erinevat kinnitusviisi:

• aluskonstruktsioonidele kinnituvate kogu katusekonstruktsiooni läbivate pollaritega;

• katusekatte pinnale ballastiga;

• katusekatte külge.

Kõikidel kinnitusviisidel on omad head ja vead.

Pollaritele võib päikesepaneele paigaldada ka siis, kui katus ise on arvestatud vaid hoolduskoormuse talumiseks. Vajalikuks võivad osutuda täiendavad käigurajad, mis on erilahendused.

Pollaritele saab paneelid paigaldada katusekattest oluliselt kõrgemale, mis võimaldab hõlpsalt nende alt katuse puhastamist. Pollarid läbivad kogu katuse konstruktsiooni ning neile tuleb teha korrektsed veeauru- ja veetihedad läbiviigud aurutõkkest ja hüdroisolatsioonist.

Hea näide on TalTechi Mäemaja, kus on kasutatud pollaritele toetuvaid alusraame.

Soojustusest tehtav läbiviik tekitab väikese külmasilla ja seetõttu on oluline, et pollar oleks seestpoolt soojustusmaterjaliga täidetud või kaetud termokattega.

Lamekatuse hüdroisolatsiooni pinnale ja selle külge kinnituvad paneelide alused eeldavad, et kogu katus on arvestatud suurematele koormustele. Eelkõige tuleb kasutada suurema survetugevusega soojustusmaterjale ja kvaliteetsemat suurema kestvusega ning koormuseid paremini taluvamaid hüdroisolatsioone ja selle kaitselahendusi. Ära ei tohi unustada ka aurutõket, millele võivad kanduda oluliselt suuremad pinged nii aluste suuremast läbivajumistest kui ka soojustuse kokku surumisest.

Katuse peale ballastiga paigaldatavate paneelide aluste puhul tuleb katusekatet kaitsta. Selleks sobivad spetsiaalsed kummimatid, mis mõnedel paneelide aluste tootjatel on komplektis. Näiteks kasutatakse SBR-kummimatte. Sobivad ka kummijääkidest või ümbertöötlemisel saadud toormest matid.

Plastrullmaterjalidega kaetud katustel tuleb vaadata, et kummialused oleksid tolerantsed materjaliga. Selle annab materjali tootja.

Meil väga levinud lahtiste bituumenrullmaterjali ribade paigaldamine pindpaigaldiste alla on odav hädaabinõu, mitte lahendus. Plastrullmaterjaliga kaetud katusele ei tohi mingil juhul paigaldada pindpaigaldiste alla bituumenrullmaterjali lappe, kuna see tekitab kahjulikke reaktsioone, mis halvendavad katusekatte kestvust.

Päikesepaneelide aluste kinnitus katusekatte külge on erilahendus. Tavaliselt lisatakse sellistes lahendustes paneelide alustele ka raskused. Seepärast tuleb arvestada katusele langevate oluliste lisakoormustega. Lisaks tuleb katusekatte kinnituse lahendus teha, võttes arvesse päikesepaneelidest tekkivat tuulekoormust.

Päikesepaneelide kaablid-juhtmed ei tohi segada vee äravoolu katuselt ega koguda enda taha prahti. Need peavad olema paigaldatud erialustele ja nn redelitele või paneelide endi aluste külge.

Juhtmete ja kaablite läbiviigud katusest tuleks teha spetsiaalsete tööstuslikult toodetud läbiviigutarvikutega, mille paigaldab katuse tegija, mitte paneelide, ventilatsiooni või jahutusagregaatide paigaldaja.

EVARI EHITUS: Päikesepaneelide paigaldusel kasutatakse Eestis sageli omaloomingulisi lahendusi, mis ei ole kaugeltki katusesõbralikud ja ohustavad selle kestvust. Näiteks painutatakse kusagil töökojas laiemast paksemast tsingitud lattrauast omaloomingulised alused, mis paigaldatakse otse ilma kaitseta katusekattele ja mille peale paigaldatakse ballastiks lahtiselt betoon- või telliskividest raskused. On olnud juhuseid, kus lattraud kinnitatakse läbi hüdroisolatsiooni ilma mingite tihendite või muude abinõudeta.

Sageli ei arvestata katuselt sademevee äravooluga ja äravoolulehtritega. Päikesepaneelid ja nende alused paigaldatakse otse äravoolulehtrite peale, tehes ülimalt keeruliseks nende puhastamise.

Kaablid ja juhtmed paigaldatakse sageli lahtiselt katuse pinnale, läbiviigud tehakse poest ostetud madala UV-kindlusega sisekanalisatsiooni plasttorudest ning seda teevad vee isoleerimisega vähe kokku puutunud kommunikatsioonide paigaldajad.

Kahjuks peab tõdema, et ka paljudel Eesti projekteerijatel ja paneelide paigaldajatel puudub vastav pädevus katusel päikesepaneelide mõjude hindamiseks, paigalduse ja kinnituslahenduste valiku tegemiseks ja turvavarustuse projekteerimiseks.

Alo Karu, ehitusekspert hoone piirdetarindite alal, erialane staaž 25 aastat