DE102006050456B4

DE102006050456B4 - Flachdachaufsatz mit Solarmodulen

Info

Publication number: DE102006050456B4
Application number: DE102006050456A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Hoeft; Johannes Duhay; Josef Kempkensteffen
Original assignee: HB ENERGIETECHNIK VERWALTUNGS; HB ENERGIETECHNIK VERWALTUNGS GmbH
Current assignee: HB ENERGIETECHNIK VERWALTUNGS GMBH, DE
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2026-10-21
Also published as: DE102006050456C5; DE102006050456A1

Abstract

Flachdachaufsatz mit einem Traggestell mit daran aufgenommenen, tafelförmigen Solarmodulen, die an einer ersten Aufsatzseite in einer zur Dachhaut schrägen Ebene aneinander anschließend sowie mit ihren Ober- und Unterkanten jeweils in paralleler Richtung zur Dachhaut miteinander fluchtend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Unterkanten (6) der Solarmodule (5) und der Dachhaut (3) eine winddichte Verbindung vorgesehen und die zweite Aufsatzseite (2) zwischen den Oberkanten (10) der Solarmodule (5) und der Dachhaut (3) geschlossenwandig ausgeführt sowie relativ zu den Solarmodulen (5) entgegengesetzt geneigt ist, wobei die beiden Aufsatzstirnseiten (4) offen sind und die Aufsatzunterseite zur Dachhaut (3) hin offen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flachdachaufsatz gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Ein solcher Dachaufsatz ist aus dem Dokument DE 10 2005 033 780 A1 bekannt. Um den Dachaufsatz insbesondere gegen Windlasten zu sichern, ist das Traggestell an einer entsprechend tragfähigen Unterkonstruktion des Daches verankert. Die am Traggestell erforderlichen Stützen durchdringen die Dachhaut, die hierdurch in ihrer Funktion als wasserdichtes Dachelement beeinträchtigt wird. Um dem entgegenzuwirken, müssen an den Durchdringungsstellen der Dachhaut aufwendige Abdichtungsmaßnahmen ergriffen werden.
Es sind weiter Flachdachaufsätze mit Traggestellen bekannt, die lediglich auf die Dachhaut des Flachdachs reibschlüssig aufgesetzt werden, die also ohne die Dachhaut durchdringende Verankerungselemente auskommen. Die Stabilisierung gegen Windlasten wird bei diesen Traggestellen durch ein hohes Eigengewicht aufgebracht, wozu die Gestellteile selbst besonders schwer ausgeführt sein können, wie aus dem Dokument DE 203 12 641 U1 hervorgeht. In anderen Fällen ist das Traggestell mit Aufnahmevorrichtungen, wie Wannen, versehen, um eine Auflast aus einem Schüttgut aufbringen zu können. Eine solche Möglichkeit beschreibt das Dokument DE 203 11 967 U1 .
Die Gebrauchsmusterschrift DE 201 17 280 U1 beschreibt einen Flachdachaufsatz mit einer Rahmenkonstruktion zur Aufnahme von Solarmodulen und mit einem Grundkörper, der entweder auf der Dachfläche verklebt oder mit der Dachkonstruktion mechanisch verbunden wird. Es ist eine seitlich um den blockförmigen Grundkörper umlaufende Anschlußabdichtung vorgesehen, welche sowohl an die Dachfläche als auch an die Rahmenkonstruktion dicht anschließt.
Die Gebrauchsmusterschrift DE 201 20 983 U1 beschreibt einen weiteren Flachdachaufsatz, der reibschlüssig auf der Dachfläche gesichert wird, indem ein Beschwerungsstein vorgesehen ist. Der Beschwerungsstein einschließlich einer darunter angeordneten Matte schließt den Flachdachaufsatz zur Dachhaut hin ab. Der sich darüber erstreckende Teil des Flachdachaufsatzes ist im Vertikalschnitt im wesentlichen dreieckförmig und weist offene Stirnseiten auf. An die Ober- und Unterkanten der Solarmodule schließen Wandungen an, die mit fensterartigen Ausbrüchen versehen sind.
Die Anordnung der Solarmodule bei den vorstehend erörterten Dachaufsätzen geschieht zwar unter Berücksichtigung der auf sie einwirkenden Windlasten, weitere aerodynamische Verhältnisse werden jedoch nicht berücksichtigt. Die Solarmodule können sogar im randlichen Bereich über die Tragkonstruktion überstehen – siehe Gebrauchsmusterschrift DE 203 12 641 U1 – und bieten nicht nur auf ihrer Oberseite sondern auch auf ihrer Unterseite Windangriffsflächen.
Aus dem Dokument US 2004/0250491 A1 geht ein Dachaufsatz hervor, dessen Gestaltung auf die Nutzung eines aerodynamischen Effektes ausgerichtet ist. Die den Solarmodulen gegenüberliegende zweite Aufsatzseite weist eine nach außen hin konkave Wölbung auf, um in Anlehnung an die aerodynamischen Verhältnisses eines Flug zeug-Tragflügels eine Verzögerung einer überstreichenden Luftströmung zu erzielen. Dadurch findet in der verzögerten Luftströmung eine Druckerhöhung statt, die bei dem Dachaufsatz für eine Erhöhung des Anpreßdrucks an die Dachhaut sorgen soll. Der Bereich der Stirnseiten des Dachaufsatzes unterhalb der Solarmodule kann offen sein, auch können vertikale und horizontale Öffnungen im Bereich der Solarmodule vorgesehen werden, um eine Konvektionskühlung der Solarmodule zu erreichen. Hierbei wird angenommen, ein in das Innere des Dachaufsatzes eindringender Luftstrom erzeuge einen Auftrieb an den Solarmodulen sowie einen Druck auf die Dachfläche. Deshalb wird es bei dem bekannten Dachaufsatz als Vorteil angesehen, wenn der Innenraum des Dachaufsatzes zur Dachhaut hin durch ein in die Konstruktion des Dachaufsatzes integriertes Flächenelement abgeschlossen wird und an den Stirnseiten des Dachaufsatzes Endkappen oder Verkleidungen angeordnet werden, die ebenfalls außenseitig mit einem konkaven Profil versehen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flachdachaufsatz der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine wirksame Ballastreduzierung bei kritischen Windrichtungen durch Erzeugung eines Unterdrucks im Inneren des Flachdachaufsatzes erreicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Flachdachaufsatz der vorgenannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß der Flachdachaufsatz einschließlich der Solarmodule einen an seinen Längsseiten geschlossenen Dachaufbau darstellt, der unterseitig zur Dachhaut hin und an den Stirnseiten offen ist. Kritische Windrichtungen sind diejenigen, die senkrecht zu der Längsrichtung des Flachdachaufsatzes stehen oder eine dazu senkrechte Hauptkomponente haben. Solche Winde streichen an den offenen Stirnseiten des Dachaufsatzes entlang und erzeugen aufgrund der in ihnen herrschenden Druckverhältnisse im Innern des nach unten hin durch die Dachhaut geschlossenen Dachaufsatzes einen Unterdruck.
Dadurch saugt sich sozusagen der Dachaufsatz an der Dachhaut fest und die hierdurch entstehenden Anpreßkräfte im Bereich der Auflagerflächen des Traggestells tragen einschließlich der dadurch bedingten Reibung zur Sicherung des Dachaufsatzes gegen ein Verschieben, Umkippen oder Abheben bei. Der genutzte aerodynamische Effekt setzt voraus, daß der Bereich der Dachhaut, der den Dachaufsatz an seiner Unterseite abschließt, entsprechend wind- bzw. luftdicht ist, was bei der ohnehin erforderlichen Wasserdichtigkeit der Dachhaut nicht problematisch ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer perspektivischer Wiedergabe einen Flachdachaufsatz.
Im einzelnen erkennt man in 1 einen Flachdachaufsatz, der im Querschnitt die Form eines spitzwinkligen oder rechtwinkligen Dreiecks hat. So weist der Flachdachaufsatz eine erste Aufsatzseite 1, eine zweite Aufsatzseite 2 und beidseits offene Stirnseiten 4 auf. An seiner offenen Unterseite ist der Flachdachaufsatz in seiner Gebrauchslage durch die Dachhaut 3 geschlossen, die wasserdicht und entsprechend auch luftdicht ist.
An seiner ersten Seite 1 ist der Flachdachaufsatz mit Solarmodulen 5 versehen, welche die Form rechteckiger oder quadratischer Tafeln haben, die in einer relativ zur Dachhaut 3 geneigten Ebene angeordnet sind. Die Solarmodule 5 sind Bestandteil einer Photovoltaikanlage und werden in aller Regel in einer Mehrzahl nebeneinander angeordnet. Hierbei liegen die Unterkanten 6 und die Oberkanten 10 der Solarmodule 5 in einer Flucht, die parallel zur Dachhaut 3 verläuft. Dementsprechend haben die Solarmodule 5 dasselbe Format und sie schließen in Längsrichtung des Dachaufsatzes aneinander an, wobei aus thermischen Gründen zwischen zwei benachbarten Solarmodulen 5 eine Fuge 15 mit geringer Breite freigelassen ist.
Die Solarmodule 5 werden auf einem Traggestell aufgelagert, welches zur ersten Aufsatzseite 1 hin einen oberen Firstträger 9 und einen unteren Bodenträger 7 aufweist. Unter Zwischenfügen einer Bautenschutzmatte 8 liegt der Bodenträger 7 auf der Dachhaut 3 auf, und auf dem Bodenträger 7 stützen sich die Solarmodule 5 mit ihren Unterkanten 6 ab. So ist in dem Bereich dieser Unterkanten 6 ein winddichter Anschluß der Solarmodule 5 an die Dachhaut 3 gegeben. Im Zusammenhang mit dem Dachaufsatz bedeutet „winddicht" nicht, daß eine absolute Winddichtigkeit erzielt werden muß, es geht allein darum, den angestrebten aerodynamischen Effekt zu erreichen.
An der zweiten Seite 2 des Flachdachaufsatzes weist das Traggestell Stützträger 11 auf, die oberendig mit dem Firstträger 9 fest verbunden sind und an deren Unterenden 11.1 ein sie mit dem Bodenträger 7 an der ersten Aufsatzseite 1 verbindender Querriegel 12 fest angesetzt ist. Die Stützträger 11 erstrecken sich in einer gemeinsamen Ebene, die entsprechend der dreieckigen Querschnittsform des Flachdachaufsatzes relativ zu der Neigungsebene der Solarmodule 5 in entgegengesetzter Richtung geneigt ist. Außenseitig tragen die Stützträger 11 eine geschlossene Wandung 13, die mit jeweils winddichtem Anschlluß von den Oberkanten 10 der Solarmodule 5 bis zur Dachhaut 3 reicht. Die geschlossene Wandung 13 besteht aus Metallblech, welches entlang seiner Unterkante mit einer Abkantung 14 versehen ist. Die zum Innern des Flachdachaufsatzes hin abgewinkelte Abkantung 14 untergreift die Unterenden 11.1 der Stützträger 11 und liegt ebenfalls unter Zwischenfügung einer Bautenschutzmatte 8 auf der Dachhaut 3 auf. Da die Solarmodule 5 ebene tafelförmige Gebilde sind und ebenso wie die Wandung 13 an der ihnen gegenüberliegenden Seite den Innenraum des Flachdachaufsatzes geschlossenwandig abschließen, wenn man von den thermischen Fugen 15 absieht, handelt es sich bei dem Flachdachaufsatz in der Funktionslage um ein in seiner Umfangsrichtung geschlossenes Gebilde, welches lediglich an den Aufsatzstirnseiten 4 offen ist. Entsprechend der Größe der Solaranlage können mehrere der beschriebenen Flachdachaufsätze in paralleler Ausrichtung miteinander oder in fluchtender, voneinander beabstandeter Anordnung auf einem Flachdach vorgesehen werden. Für den mechanischen Verbund der Flachdachaufsätze sind Verbindungsschienen 16 vorgesehen, von denen eine in der Zeichnung dargestellt ist.

Claims

Flachdachaufsatz mit einem Traggestell mit daran aufgenommenen, tafelförmigen Solarmodulen, die an einer ersten Aufsatzseite in einer zur Dachhaut schrägen Ebene aneinander anschließend sowie mit ihren Ober- und Unterkanten jeweils in paralleler Richtung zur Dachhaut miteinander fluchtend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Unterkanten (6) der Solarmodule (5) und der Dachhaut (3) eine winddichte Verbindung vorgesehen und die zweite Aufsatzseite (2) zwischen den Oberkanten (10) der Solarmodule (5) und der Dachhaut (3) geschlossenwandig ausgeführt sowie relativ zu den Solarmodulen (5) entgegengesetzt geneigt ist, wobei die beiden Aufsatzstirnseiten (4) offen sind und die Aufsatzunterseite zur Dachhaut (3) hin offen ist.
Flachdachaufsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er unter Einbeziehung der Dachhaut (3) als dritte geschlossene Aufsatzseite im Querschnitt die Form eines spitz- oder rechtwinkligen Dreiecks hat.
Flachdachaufsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggestell einen Firstträger (9) aufweist, an dem die Oberkanten (10) der Solarmodule (5) festgelegt sind und an dem die geschlossene Wandung (13) an der zweiten Aufsatzseite (2) befestigt ist.
Flachdachaufsatz nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Wandung (13) an der zweiten Aufsatzseite aus Metallblech besteht.
Flachdachaufsatz nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggestell an der zweiten Aufsatzseite (2) Stützträger (11) aufweist, welche mit dem Firstträger (9) verbunden sind und auf denen die geschlossene Wandung (13) aufliegt.
Flachdachaufsatz nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die geschlossene Wandung (13) an der zweiten Aufsatzseite (2) bildende Blech entlang seiner unteren Kante eine Abkantung (14) aufweist, welche das aufstehende Unterende (11.1) der Stützträger (11) untergreift.