Päikesepaneelide paigaldamine katusele

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

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

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

Suure rohepöörde vaimustuses ei maksas 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 tänaseni päris selge. Sama kehtib ka elektrituulikute ja nende osade kohta. See oleks eraldi käsitlemist vajav teema.

Päikesepaneelid paigaldamine katusele

Päikesepaneel saab paigaldada nii kald- kui lamekatustele. Kaldkatusele saab paneel 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.

Käesolev artikkel keskendub lamekatusele.

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

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

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

Paljudel Eesti lamekatustel 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 ja eriti katusekattele kahjulik.

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

Päikesepaneelid on lamekatusele, 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 ja nad arvestavad ka päikesepaneelidest tulenevaid lisakoormuseid.

Vanadel hoonetel tuleks enne päikesepaneelide kavandamist teha hoone konstruktsioonide kontroll. Kui on alles ja tegus hoone omaaegne projekteerija 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.

Enamus 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 peale päiksepaneelide paigaldust oluliselt keerukam, töömahukam, aeganõudvam ja kulukam.

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

Päikesepaneelid ja muud pindpaigaldised tekitavad katustele lisaks staatilistele ka dünaamilisi koormuseid, milleks on eelkõige tuulekoormused. Tuule avaldab katusele ja pindpaigaldistele nii surve kui tõste jõudu, koormused on pulseerivad,  raputavad ja pidevas muutumises.

Päikesepaneelide jm pindpaigaldistega koormatud katustel suureneb 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 päiksepaneelide 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 mõjutab selline 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 katusekatet ja katuse tarvikuid.

Eestis kahjuks ei ole omanikel hoolduskohustust nagu see on arenenud riikides. Seepärast tuleks päiksepaneelidega 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 (pollarid) 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 turvasüsteeme. Lisaks ka selliseid, mis kinnituvad päikesepaneelide alustele. Näiteks on sellised Saksa tootja ABS Safety-l (maaletooja Eestis OÜ Katusemaailm).

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

Turvavarustuse kavandamiseks projekteerimiseks peaks olema läbitud vastavad eriala koolitused. Seda saab tõendada vastava tunnistusega. Need, kes ei ole läbinud vastavaid koolitusi ei tohiks mingil juhul anda katuse turvalahendusi nagu paljud meie projekteerijad ja ka osad paigaldajad kahjuks teevad.

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

Sageli ollakse olukorras, kus turvavarustust ei ole enam nõuete kohaselt võimalik paigaldada. Kogu katus on parema energiamärgise saavutamiseks otsast lõpuni päiksepaneele täis projekteeritud ning 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.

OÜ Evari Ehitus (Rein Kala) REPLIIK: 

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 vm 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 katusehitusetraditsioone ja kasutatud materjale ning oskavad hinnata nende nõrku kohti.

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

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 TAL TEHC 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 soojustuse kokku surumisest.

Katuse peale ballastiga paigaldatavate paneelide aluste puhul tuleb katusekatet kaitsta. Selleks sobivad spetsiaalsed kummimatid, mis mõnedel paneeli aluste tootjatel on komplektis. Näiteks kasutatakse SBR kummimatte (sh 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 bituumenrullmaterjali lappe pindpaigaldiste alla, kuna see tekitab kahjulikke reaktsioone, mis halvendavad katuseakatte 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 arvestades päiksepaneelidest tekkivate tuulekoormustega.

Päiksepaneelide 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 poolt.

OÜ Evari Ehitus (Rein Kala) REPLIIK:

Päiksepaneelide 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 vm abinõudeta.

Sageli ei arvestata katuselt sademevee äravooluga ja äravoolulehtritega. Päiksepaneelid ja nende alused paigaldatakse oste 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 vee isoleerimisega vähe kokku puutunud kommunikatsioonide paigaldajate poolt.

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

Autor: Alo Karu (Ehitusekspert hoone piirdetarindite alal, erialane staaž 25 aastat) ja OÜ Evari Ehitus.
Fotod: Alo Karu