Montage af solpaneler - solcelleanlæg på tag

Transkript

1 Montage af solpaneler - solcelleanlæg på tag Undervisningsministeriet Materialet er udviklet af Efteruddannelsesudvalget for bygge/anlæg og industri i samarbejde med André Damkjær. Materialet kan frit kopieres med angivelse af kilde. Materialet kan frit viderebearbejdes med angivelse af følgende tekst: Dette materiale indeholder en bearbejdning af Natursten Finishhugning af granit 27/ udviklet for Undervisningsministeriet af Efteruddannelsesudvalget for bygge/anlæg og industri i samarbejde med André Damkjær. Ministeriet for Børn og Undervisning. August Materialet er udviklet af Efteruddannelsesudvalget for bygge/anlæg og industri i samarbejde med Søren Christensen, Construction College Aalborg. Materialet kan frit kopieres med angivelse af kilde. Materialet kan frit viderebearbejdes med angivelse af følgende tekst: Dette materiale indeholder en bearbejdning af Montage af solpaner solcelleanlæg på tag, August 2013 udviklet for Ministeriet for Børn og Undervisning af Efteruddannelsesudvalget for bygge/anlæg og industri i samarbejde med Søren Christensen, Construction College Aalborg.

2 Indholdsfortegnelse Indhold Indholdsfortegnelse... 1 Forord... 2 Montering af solpaneler - Indledning... 3 Fastgørelsessystemer....5 Belastningsforhold... 7 Lufttæthed ved dampspærre Henvisninger Side 1

3 Forord Dette kompendium er udviklet til brug for Efteruddannelsesudvalget for bygge/anlæg og industri (BAI, med støtte fra Undervisningsministeriet. Hæftet behandler emnet montering af solpaneler eller solceller på tag og understøtter formålet i AMU-uddannelse: Montering af solpaneler på tag, hvorefter deltagerne med baggrund i love, regler og anvisninger kan anvende og anvise monteringsmetoder for montering af solpaneler på tag, som opfylder danske krav til montage. Deltagerne kan definere belastningsområder ved montage på tagpladen i forhold til vindlast og øvrig belastning, jfr. Eurocode DS/EN 1991 samt tilhørende nationale annekser samt kan vurdere tagkonstruktionens bæreevne og anvise løsninger til forstærkning af spær inden for de belastningsklasser, som anvendes i Danmark. I den forbindelse kan deltagerne søge relevante oplysninger og information og foretage tabelopslag i Træinformation. Endelig kan deltagerne anvise og udføre egnede løsninger til gennemføring af kabler gennem tagkonstruktionen og sikre, at kvaliteten af det udførte arbejde er i overensstemmelse med gældende regler, normer og anvisninger. Deltagerne kan vælge egnet sikkerhedsudstyr og dermed sikre at arbejdet på tag udføres miljø- og sikkerhedsmæssigt forsvarligt. Fotos, der er indsat i dette kompendium er stillet til rådighed af udvikleren og Construction College Aalborg. I materialet indgår materiale med tilladelse fra Teknologisk Institut og Videncenter for energibesparelser: Solcelleanlæg til elproduktion, september 2011 og Baggrundsrapport for montage- og installationsvejledninger, Teknologisk Institut 30. april 2013 Udvalget takker faglærerne som har medvirket i udarbejdelsen af dette materiale. Herudover takker vi branchen for ideer til og konstruktiv kritik af materialet. Side 2

4 Montering af solpaneler - Indledning Solenergi solvarme og sol celler, vil spille en større og større rolle i det fremtidige energisystem. Der er i dag allerede gode erfaringer med installering af anlæg på jord. I midlertidig er der udfordringer med at få opsat anlæg på tage, der er udfordringer i forhold til befæstelse og gennemførelse, samt med selve fastgørelses systemet. Vi vil forsøge at finde det pt. bedste bud på en korrektfastgørelse i forhold til alment teknisk fælleseje, samt prøve at sammenstille nogle af de steder hvor vi ikke helt er på linje Der lægges her fokus på de kompetencer som har med monteringen at gøre og ikke på den el-tekniske del, som er beskrevet i AMU mål Installation af solceller og retter sig mod håndværker med El-teknisk baggrund. Emnet kan opdeles i forskellige emneområder, jeg har valgt at tage udgangspunkt i følgende del emner: Fastgørelsessystemer Belastningsforhold Gennemføring af kabler Kvalitetssikring Sikkerhed Side 3

5 Nogle vil mene at æstetik også burde være et fokuspunkt, men jeg mener at det må være en individuel vurdering og jeg vil forholde mig til det tekniske. Der er allerede udarbejdet nogle hjælpeværktøjer, til at hjælpe jer igennem nogen af disse udfordringer. Flere organisationer forsøger dog fortsat at påberåbe sig dette nye fagfelt. (KSO-Ordningen) Det ser dog ud til at energistyrelsen har taget teten med udgivelse af bekendtgørelse nr af 14/12/2012. Bekendtgørelsen arbejder med 2 forskellige virksomhedstyper inden for VE området. Der benævnes VE-montørvirksomhed og VE-installatørvirksomhed, godkendelsen til en af de to typer foregår ved energistyrelsen inden for de forskellige anlægstyper. (Varmepumper, solvarme, solceller osv.) For at kunne tilgodese efterspørgslen af solenergi på tag er der udarbejdet forskellige hjælpeværktøjer til at komme godt i mål med et salg af sol energi. Videncenter for energibesparelser i bygninger har også givet et bud på hvad der skal overvejes ved etablering af solenergi anlæg. Der er dog ikke tvivl om at udviklingen ikke er fuldført og vi skal have fundet nye løsninger til gennemføringer og fastgørelse. Side 4

6 Fastgørelsessystemer Forankring Under arbejdet med udbredelse af solceller/fanger i Danmark har producenter ukritisk overført systemer fra andre lande til det Danske marked, det trods andre bygge normer og lastnormer. Det har bevirket at der er en klar konflikt mellem Eurocode for træ, som ligesom trænormen definerer mindste kantafstande for skrueforbindelser, og så de skruer som reelt benyttes på smalle danske spær og lægter, hvor det i praksis næsten er umuligt at overholde afstandskravene. Ved for boring for 10 mm skruer undgås mulige brud på spær og samtidig opnås en væsentlig højere udtræksstyrke. Dog vil det stadigvæk ikke overholde kravene i Eurocode. Et andet problem kan være, at beslag og bolte ofte forankres i lægterne, som i ældre huse langt fra har samme udtrækningsstyrke fra spæret som ved nyere huse. De montagesystemer, som findes på det danske marked, er ikke nødvendigvis er tilpasset de danske bygningskonstruktioner. Fig.1 Eksempel på anvendte beslag på udført montering Side 5

7 Hvad er der så galt med det?? De 2 skruer som er anvendt til montagen er el forzinket 6x80 mm. Om skruer gennem trykimprægneret afstandslister siger Træ 65 Fig. 2 Træ 65 Varmeforzinket skruer til montering gennem trykimprægnerede afstandslister er ikke en mulighed i praksis, der skal anvendes A2 eller A4. Andre skruetyper bliver nedbrudt af trykimpræneringsmidler. Skrue diameteren er 8 mm.!! Om det siger Træ 65: Skruediameteren gennem 45 mm. spær må højest være 4,5 mm. Side 6

8 Fig.3 Uddrag af Træ 65 I det viste eksemper er kantafstanden ca. 15 mm.!! Jfr. Eurocode 5, beregning ef forbindelser fra Træinformation at kantafstanden i 45 mm. spær for skruer 6 mm. er 3d til ubelsttet kant og 7d til belastet kant. Belastningsforhold Det betyder at afstanden i det viste eksempel til belastet kant skal være 7 x d = 56 mm. og til ubelastet kant 3 x d = 24 mm. det forudsætter dermed spær bredde på = 90mm. for at den viste beslag overholder normen. Side 7

9 Fig. 4 Illustration (Baggrundsrapport for montage- og installationsvejledning s66) Med baggrund i ovenfor viste problemstilling har Teknologisk institut 1 i samarbejde med branchen udarbejdet Baggrundsrapport for montage- og installationsvejledning 30 april 2013) som konkluderer at direkte fastgørelse i spær eller lægter kan være problematisk når spær dimmensionen hedder 45 mm. For spær > 90 mm. vil det være muligt at overholde kantafstandende men gl. spær kan være af en sådsn beskaffenhed at det også her bliver vansklig af få vedhæftning nok. Fig. 5 Viser tagkrog på fordeler planke. Fordelerplanken skrues fast til spærhovederne med skruer, dimensioneret til den aktuelle lastpåvirkning. F.eks. ASSY spånpladeskruer 6 x Baggrundsrapport for montage- og installationsvejledning 30 April 2013 Teknologisk institut Side 8

10 Fig.6 Udtræksforsøg på prototype, beslag fastgjort med spunskruer 3 stk. 6 x 45 mm. i fordelerbjælke. Ved 1,8 kn. Var der deformation på beslag. Der er dog en mulig løsning som er angivet i Baggrundsrapport for montage- og installationsvejledning side 64, 2 afsnit Fig. 7 Beslag til tagsten ( 2 Kilde: Schletter) 2 Schletter Solar Mounting Systems, 2012 Side 9

11 Belastningsforhold Nutidens danske tage er dimensioneret i forhold til egenvægt samt til at kunne modstå vind- og snelast. Det betyder, at mange tage reelt kan være underdimensioneret mht. at skulle bære den ekstra vægt (ca. 500 kg), som solcellerne udgør. Risikoen for skader på taget afhænger både af solcellernes vægt, men også af typen af installation. En integreret løsning vil som udgangspunkt medføre en lavere vægtforøgelse end de påmonterede løsninger, eftersom dele af tagbelægningen erstattes af de integrerede solceller. Et gennemsnitligt solcellepanel til private husstande vejer omkring 15 kg pr. m2, og tagkonstruktionen i mange nyere huse er oftest kun bygget til at bære den type tagbelægning, som der er dimensioneret for (op til 25 kg pr. m2 for lette tage og op til 55 kg m2 for tunge tage). Det er derfor ikke altid muligt at forøge vægten af taget markant uden at det giver problemer med tagets bæreevne. Derudover er det strengt nødvendigt, at bæreevnen af taget ikke udelukkende vurderes på baggrund af spærenes dimensioner, men også på tilstanden af spærene og spærenes last på murremmen. Ifølge Dansk solcelleforening og Dansk Byggeri vurderes det at godt 10 pct. af de knap opsatte anlæg vil kunne medføre vandskader og trykkede tagkonstruktioner, baseret på observationer på eksisterende solcelle/fanger projekter som er monteret i perioden Det faktum at solceller/fanger monteret på tag vil medføre en skævvridning af tagkonstruktionen og en forrykkelse af lastoplandet kan betyde at murremmen ikke længerer kan klare presset (fig.8) Side 10

12 Fig. 8: 40 M² = 15 X 40 = 600 KG. (SOLCELLER VEJER CA. 15 KG²) Der er dog allerede et opslagsværk som kan anvendes til vurdering af spær, Træinformation har i en årrække udgivet Håndbøger til fremstilling af spær ( Træ 11 Træ 28 Træ 59) som tydelig fortæller hvordan spær skal være dimmensioneret for at klare belastningen fra henholdsvis Let tag 25 kg./m² tung tag 55kg./m² Med baggrund i dem er det muligt at vurderer de eksisterende spær (Spærhoved-spærfodknudepunkter) for at få et overblik over hvad der skal til for at spær kan bære op til 55 kg./m² Endvidere har Akademiingeniør Svend Poulsen A/S 3 udviklet et system (SpærSAFE) som kan forstærke spær konstruktionen så øget belastning er muligt 3 Svend Poulsen A/S Industriparken Hobro Side 11

13 Firmaet har endvidere arbejdet med belastnings diagrammer for last på murremmen så det er muligt at forstærke med henholdsvis, limtræ, IPE-profiler og HEB- profiler, Dog er det stadig nødvendig at få beregnet hvis konstruktionen adskiller sig fra eksempelsamlingen. Fig.9 SpærSAFE Side 12

14 Forhold til myndigheder: Refleksion: Der er pt. stor forvirring blandt myndighederne, kommuner, boligforeninger og udførende virksomheder på hvordan eventuelle problematikker med hensyn til refleksion i gældende standarter/lokalplaner skal tackles/tolkes. Dette bevirker at der ofte sker en uensartet behandling af ansøgninger om solcelle-anlæg i de enkelte kommuner. Hverken DS410 eller glanstest synes at kunne bruges ukritisk til at fastlægge refleksion fra solpaneler. Det anbefales derfor at vurderer om refleksionen kan virke generende på naboer/omgivelser Lokalplaner kan være vidt forskellige mellem kommunerne og ofte også imellem boligkvartererne i de enkelte byer, og afhænger som regel af områdets byggestil. I mange tilfælde er der forskel på reglerne alt efter byggestil og boligkvarterernes bygningsmæssige sammensætning, der hvor solceller, solfangere osv. skal indgå. Side 13

15 Forskellene gør det umiddelbart sværere at navigere rundt i reglerne for håndværkere og rådgivere, som arbejder på tværs af kommunerne, eftersom det nødvendiggør et kendskab til hver enkelt lokalplan. Dertil tilgodeser mange eksisterende lokalplaner ikke solcelleanlæg, og de er i mange tilfælde simpelthen ikke konkrete nok i forhold til æstetikken, hvilket ofte medfører, at bygningsejere har svært ved at overskue om lokalplanen overholdes. Vindbelastning på tagfladen: I lighed med vurdering af andre elementer som monteres på taget, skal der også ske en vurdering i forhold til solpaneler. En tagflade bliver påvirket vindlast. Vindlasten bestemmes af vindens hastighedstryk, som afhænger af lokalitet og højde. Det påvirker tagfladen med forskellige faktorer afh. om vi taler om saddeltag, pulttag, kuppeltag etc. Faktorerne fastsættes i forhold til Eurocode 5 men den del som omhandler den nationale vindnorm. Side 14

16 Fig. 10 Eksempel på opdeling af tagflade eᵪ = eᵞ= min. 2 x h (H er bygningshøjde til kip) Eksempel: Kantområde ved tagfod/kip (eᵞ) er 1/10 del af højden. Ved bygningshøjde på 8 m. er eᵞ1,6 m. Hjørneområde ved gavl er ¼ x2h = 4 m. Vindtryk bestemmes af beliggenhed, benævnes i dagligtale som terrænkategorier, hedeslette, landbrugsland, forstad og by 4 Montage i kant og hjørneområder frarådes, hvis nødvendig bør der foretages beregning 5 4 Se DUKO hjemmeside 5 Baggrundsrapport for montage- og installationsvejledning 30. april 2013 Teknologisk Institut side 53- Side 15

17 Fig. 11 De 4 terrænkategorier Fig. 12 Typisk eksempel på hastighedstryk, dækkende 80 % af Danmark NB. Nærmere end 25 km. fra Danmarks vest vendte kyst er vinden 27 m/s (De sidste 20%) Side 16

18 Gennemføring: Det er i emnet gennemføringer flere steder det er nødvendig at udføre sikrer og holdbare løsninger, desværre er der set flere løsninger hvor der blot er sikret med fuge omkring kabel og gennemboring, de fleste fuger har en levetid på ca. 5 år hvorfor denne form for gennemføring ikke kan anbefales. Der findes pt. en række produkter som kan anvendes til gennemføring gennem tag, gennem undertag og endelig gennem dampspærre. Gennem tag: Der kan til de fleste produkter købes ventilations studser som kan sikre føring af rør/kabler ind i området bag ved tagstenen. Fig.13 Hvis ikke det er muligt at få en gennemføring som er beregnet det aktuelle tag, kan en universal gennemføring anvendes som det sikre valg. Fig. 14 Fig. 13 Gennemføring i vingetegl. Side 17

19 Fig. 14 UV bestandig EPDM gummi Gennem undertag: Også her er det muligt at anvende de ventilationsstudse som passer til det valgte undertag, studsen er gennemprøvet og speciel egnet til banevare, der findes også studse som passer til fastundertag, pap etc. Fig. 12 Dårlig løsning som kan løses med godkendt Side 18

20 Lufttæthed ved dampspærre: Ved gennemføring af kabler skal tætheden omkring kabelgennemføringen overholdes. Der findes i dag gode anvendelige systemer der løser gennemføringsproblemet hurtig og effektiv. Fig. 13 Gennemføring i væg Selve kabelføringen skal overholde stærkstrømsbekendtgørelsen uanset hvem der udføre arbejdet jf. SIK-meddelelse for elinstallationer nr. 2/12 Det anbefales derfor at lade kabelføringen udføres af en elinstallatør. Gennemføringssystemet er dog ofte et tværfaglig udfordring, ofte klargør den som udføre dampspærren en gennemføring som så kan anvendes af elinstallatør. Forkert gennemføring, vil medfører for stort tryktab ved BlowerDoor test, og unødig tid/udgifter på fejlfinding Fig. 14 Stor gennemføring Side 19

21 Fig. 15. Gennemføring i loft Fig 16. Hvem tror på det?? Side 20

22 Kvalitetssikring: Det forholds nye marked med skiftende efterspørgsel på solcelleanlæg har i nogle tilfælde resulteret i vigende kvalitet i udførelsen. De dårlige historier i pressen med utilfredse kunder kan medvirke til at bremse efterspørgselen på solcelleanlæg. Der er brug for løbende gennem stikprøvekontroller, både før under og efter montage for at sikre den rigtige kvaliteten af de anlæg der opsættes og samtidig sikre at montagen sker forsvarligt af de udførende virksomheder. Energistyrelsen er pt. ved at implementere en godkendelsesordning for virksomheder der montere små vedvarende energianlæg. Godkendelsesordningen forventes at kunne bidrage væsentligt til at løfte kvaliteten i udførelsen af solcelleanlæg. Ordningen er i kraft, Energistyrelsen har taget teten med udgivelse af bekendtgørelse nr af 14/12/2012. Der findes dog ikke meget materiale som dokumenterer kvaliteten ved montage af solanlæg på tag, de fleste er materiale som anvendes inden udførelsen og rigtig mange af dem drejer sig om kobling af anlægget, ikke monteringen. Videncenter for energibesparelser har i deres udgivelse Solcelleanlæg til energiproduktion september 2011 en fin lille skema som kan bruges inden arbejdet udføres (fig. 17) Side 21

23 Fig. 17 Tjekskema fra Videncenter for energibesparelser Teknologisk institut og KSO-ordningen har i deres udgivelse Vejledning og tjeklister inden montering af solceller eller solvarme på tag marts 2013 også nogle skemaer som kvalitetsdokumenterer inden opsætningen. Kvalitetssikringen under og afleverings dokumentationen er der ikke rigtig nogle bud på. Der må vi i gang med de systemer vi bør anvende ved traditionel byggeopgaver (kontrolplaner) Proceskontrol: -Sikre at alt udført arbejde er i overensstemmelse med projektets krav. -Sikre at alt arbejde er udført håndværksmæssigt korrekt. -Sikre at alt arbejde opfylder virksomhedens kvalitetsnormer. -Sikre at alt arbejde opfylder virksomhedens miljømål for det enkelte projekt. -Sikre at arbejde er udført i overensstemmelse med lovgivning. Side 22

24 Slutkontrol: Sikre at alle færdige arbejder opfylder projektets kvalitets- krav og virksomhedens politikker. Sikre at eventuelle fejl og mangler er rettet, før aflevering til bygherre. Sikre at virksomhedens målsætning om levering af bygværker uden fejl og mangler er opfyldt. Sikkerhed: Brand: Solcelleanlæg på enfamiliehuse udgør ikke en risiko, som Beredskabsstyrelsen vurderer, vil hindre eller farliggøre slukningsarbejdet. Dog kan der være særlige farer, hvis ikke en række forholdsregler overholdes. Derfor har Beredskabsstyrelsen udarbejdet en række anbefalinger i vejledningen Redningsberedskabets anbefalinger vedrørende etablering af solceller. De særlige farer er identificeret som følgende: Risikoen for elektrisk stød. - Solcellepanelerne kan vanskeliggøre beredskabets arbejde i forbindelse med ventilering af tagkonstruktionen. - Slukning af brand i tagkonstruktionen under panelerne. - - Forkert / uheldig placering af panelerne kan øge risikoen for brandspredning eller kompromittere bygningens brandværnsforanstaltninger Beredskabets anbefalinger er ment som gode råd, og omfatter følgende fokusområder: Side 23

25 Anbefaling af at alle solcelleanlæg anmeldes til kommunernes beredskabsafdeling - Anbefaling af at alle solcelleanlæg markeres med skilte - Anbefaling af at alle solcelleanlæg udstyres med en afbryder (nødstop) - Anbefaling af hvordan solcelleanlæg udformes, så redningsberedskabet får mulighed for at afmontere og demontere de enkelte solcellepaneler. Det er forskelligt fra kommune til kommune hvordan solcelleanlægge behandles i forhold til eventuel byggesagsbehandling. Med udgangspunkt i anbefalingerne fra Beredskabsstyrelsen, vil det derfor tilsvarende være forskelligt hvilke informationer om overhovedet nogen, som ønskes af den enkelte kommunes beredskabsafdeling. For at imødekomme denne særlige fare for redningsberedskabets personale, har Beredskabsstyrelsen udarbejdet en vejledning for redningsberedskabets indsats i bygninger med solceller. Målet med vejledningen er at bidrage til, at det kommunale redningsberedskab skal kunne yde en forsvarlig indsats mod skader på personer, ejendom og miljøet ved ulykker og katastrofer, også når denne rednings- og brandindsats sker ved bygninger med solcelleanlæg. Vejledningerne kan hentes på hjemmesiden Ved de typer at solcelleanlæg, der typisk monteres på de bygninger der er omfattet er nærværende vejledning, er risikoen for elektriske stød minimeret for redningsberedskabets personale, hvis de følger de retningslinjer der er beskrevet i Vejledning for redningsberedskabets indsats i bygninger med solceller hvilket blandt omfatter afstandskrav mellem strålerør og solcellepanel. Side 24

26 Personlig sikkerhed: I arbejdstilsynets vejledning A.2.1 ad december 2002 er der angivet hvilke sikkerhedsforanstaltninger der skal anvendes når der skal arbejdes på tag. Det vil være formålstjenligt at medtage eksempler i undervisningen, f.eks ved forskellige case (6.2 m. 45 grader etc.) Praktik: I forlængelse af teoridelen arbejdes der i Work shop med forskellige montagesystemer så alle har viden om hvorledes der monteres på, pap, tegl. Skiffer, eternit etc. Min erfaring er at ca. 2 timer er nok så er teorividen omsat til praktik og den enkelte kan med hjælp af Teknologisk instituts udgivelse, April 2013 Baggrundsrapport for montage- og installationsvejledning udpege et egnet system og metode Side 25

27 Henvisninger: Alment teknisk fælleseje: Baggrundsrapport for montage- og 2013 installationsvejledninger Teknologisk institut 30.april Træ 65 Taglægter Træinformation Oktober 2011 Træ 59 Træspær Træ 28 Træspær (Udgået) Eurocode DS/EN og tilhørende national annekser. Træinformation December Træinformation (Vindnorm) Bygningsintegreret solenergi Teknologisk institut januar Løbende barriere- og muligheds afklaring Ditte Marie Madsen Peter Svendsen Morten Sandholm Madsen Vejledning og tjekliste Inden Montering af solceller- eller solvarmeanlæg på tag Teknologisk institut og KSOordningen. 1 udgave, marts 2013 Lene Steen Buhl Peter Svendsen Producentens anvisning Eksempel: Würth, Befæstelse til solceller Side 26

28 Vejledning og tjekliste Teknologisk institut og KSO-ordningen. 1 udgave, marts 2013 Inden Montering af solceller- eller sol- Lene Steen Buhl Varmeanlæg på tag Peter Svendsen Side 27

29 Vejledning og tjekliste Teknologisk institut og KSO-ordningen. 1 udgave, marts 2013 Inden Montering af solceller- eller sol- Lene Steen Buhl Varmeanlæg på tag Peter Svendsen Side 28

30 Vejledning og tjekliste Inden Montering af solceller- eller sol- Varmeanlæg på tag Teknologisk institut og KSO-ordningen. 1 udgave, marts 2013 Lene Steen Buhl Peter Svendsen Side 29

31 Vejledning og tjekliste Inden Montering af solceller- eller sol- Varmeanlæg på tag Teknologisk institut og KSO-ordningen. 1 udgave, marts 2013 Lene Steen Buhl Peter Svendsen Side 30