DE102010023259A1

DE102010023259A1 - Überdachung, insbesondere Dachabdeckung

Info

Publication number: DE102010023259A1
Application number: DE102010023259A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2011-11-03

Abstract

Es wird eine Überdachung vorgesehen, die insbesondere als Aufbau eine durch Photovoltaikelemente (12) gebildete regendichte Dachhaut aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überdachung, insbesondere eine Dachabdeckung, die regendichte Überdachungsflächen aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Überdachungen sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt, so beispielsweise als Schutzüberdachungen für Materialdepots, Stellplätze von Fahrzeugen oder dergleichen, insbesondere aber auch in Form von Dachabdeckungen von Häusern, Hallen und dergleichen, die einen möglichst vollständigen Witterungsschutz bilden sollen.
Solche Überdachungen dienen in der Praxis häufig als Aufstellflächen für Photovoltaikelemente, die meist über zwischenliegende Traggestelle, oder anderweitig aufgeständert, und damit auch windanfällig, auf der regendichten Überdachungsfläche angeordnet sind. Die regendichte Überdachungsfläche, in Form von Dachziegeln, Dachplatten, Dachfolien oder Dachblechen als „Dachhaut”, wird durch die Anbringung der Photovoltaikelemente zusätzlich belastet und für die lagefeste Positionierung dieser Photovoltaikelemente nicht selten auch mit Durchbrechungen versehen, so dass aus der Belegung der Überdachung zusätzliche Belastungen für die „Dachhaut” erwachsen, die deren Dichtfunktion beeinträchtigen können. Abgesehen davon bedeutet die Montage von frei aufragenden Photovoltaikelementen auf regendichten Überdachungsflächen regelmäßig auch, dass bei Schäden der regendichten Überdachungsfläche die Photovoltaikelemente den Zugriff auf die Überdachungsfläche bzw. deren Schadstellen zumindest erschweren. Sind größere Schäden zu beheben oder eine Dachsanierung durchzuführen, so bedeutet dies, dass zur Freilegung der Überdachungsfläche zumindest wesentliche Teile der Photovoltaikanlage, insbesondere aber die Photovoltaikelemente, mit den zugehörigen Tragkonstruktionen entfernt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überdachung, insbesondere eine Dachabdeckung, die mit Photovoltaikelementen belegt ist, in einer Art aufzubauen, dass sich insbesondere unter Vermeidung der geschilderten Nachteile eine insgesamt vereinfachte, und insbesondere auch für Sanierungszwecke bestehender Dachabdeckungen geeignete Lösung ergibt.
Die Erfindung baut gemäß dem Anspruch 1 auf den Grundgedanken auf, dass die Photovoltaikelemente Teile der bevorzugt regendichten Überdachungsfläche bilden, dass auch eine regendichte Überdachungsfläche, die Dachhaut, zumindest teilweise durch die Photovoltaikelemente gebildet sein kann. Die erfindungsgemäß vorgesehene, unmittelbare Verwendung von Photovoltaikelementen als Teile von Überdachungsflächen ist allerdings nicht an regendichte Überdachungsflächen gebunden.
Eine derartig aufgebaute Überdachung mit Integration der Photovoltaikelemente in den regendichten Teil der Überdachungsfläche, insbesondere auch in die Dachhaut, lässt sich in vorteilhafter Weise als Überdeckung oder „Aufdach” zu herkömmlichen Überdachungen mit Bildung der Dachhaut durch die üblichen Dachziegel, Dachplatten, Dachfolien, Dachbleche oder dergleichen verwenden, aber beispielsweise auch als Ersatz schon bestehender Überdachungen, bevorzugt unter Nutzung der für diese gegebenen Unterkonstruktionen verwenden.
Ein insbesondere vorteilhafter Einsatz einer derartigen erfindungsgemäßen Überdachung besteht bei zu sanierenden Dächern, so insbesondere Dächern in Giebelform, wie auch bei Flachdächern, darin, die unter Integration der Photovoltaikelemente in die regendichte Überdachungsfläche aufgebaute Überdachung als „Aufdach” zu einem bestehenden Dach auszubilden und zu verwenden, mit anderen Worten, quasi ein doppelschaliges Dach unter Verwendung der erfindungsgemäßen Überdachung aufzubauen. Dies bevorzugt ohne, insbesondere aber ohne wesentliche Eingriffe in das bestehende Dach. Das bestehende Dach wird bezüglich des Regenschutzes funktionslos, wenn der Regenschutz von der das Aufdach bildenden erfindungsgemäßen Überdachung übernommen wird.
Ein solcher Aufbau ermöglicht in vorteilhafter Weise auch, die die erfindungsgemäße Überdachung betreffenden Installationen, soweit dachseitig erforderlich, im Übergangsbereich zwischen „Aufdach” und bestehendem Dach unterzubringen. Durch die Integration der Photovoltaikelemente in die jeweilige Dachfläche sind diese zudem gegen Wind und Sturm, im Vergleich zu bekannten aufgeständerten Lösungen, geschützt.
Bevorzugt sind die möglichst großflächig ausgebildeten Photovoltaikelemente Bestandteile geneigter Flächen der Überdachung, und zwar insbesondere bei ebenengleicher, also überdeckungsfreier Anordnung der Photovoltaikelemente einer jeweiligen Fläche der Überdachung.
Die großflächigen Photovoltaikelemente bilden Teile geneigt verlaufender Überdachungsflächen und sind über Stoßspalte aneinander angrenzend zumindest nahezu ebenengleich angeordnet. Bezogen auf die Anordnung in geneigten Überdachungsflächen kann insbesondere für die in Neigungsrichtung verlaufenden Stoßspalte eine randseitige, dichtende Überdeckung, aber auch eine Verankerung über aufgesetzte Spannschienen vorgesehen sein, während zumindest bezüglich der quer hierzu verlaufenden Stoßspalte Spaltdichtungen vorgesehen ist, die die Stoßspalte insbesondere weitgehend flächenbündig zur Oberfläche der Photovoltaikelemente überbrücken, so dass in Neigungsrichtung ein ungestörter freier Abfluss des Wassers und insbesondere eine gute Reinigung der Überdachungsfläche gewährleistet ist. Eine insoweit zweckmäßige Weiterbildung besteht auch darin, die jeweiligen Oberflächen in einer Weise auszubilden oder zu beschichten, dass auftreffendes Wasser abperlt und Schmutzpartikel nicht haften bzw. abgeschwemmt werden. Sind Photovoltaikelemente mit Einrahmung verwendet, so sind deren Rahmen zumindest bezüglich ihrer oberseitig einkragenden Schenkel so dünn ausgebildet, dass der Überstand zur Oberseite das Abfließen von Wasser kaum behindert, wobei die quer zur Dachneigung verlaufenden Stoßspalte wiederum bevorzugt zumindest nahezu flächenbündig abgedichtet sind.
In Abhängigkeit von der Art und Gestaltung insbesondere von Photovoltaikelementen, die für als Aufdach zu bestehenden Dachflächen eingesetzte Überdachungen genutzt und zur Dachhaut der Überdachung zusammengesetzt sind sowie diese zumindest im Wesentlichen bilden, sind zur Befestigung der Photovoltaikelemente und der Abdichtung der Spalte zwischen aneinander angrenzenden Photovoltaikelementen unterschiedliche Gestaltungen im Rahmen der Erfindung möglich. So können die Photovoltaikelemente über eine Klebeverbindung mit den tragenden Dachsparren, insbesondere Profilen verbunden werden, wobei eine solche Klebeverbindung auch ergänzend zu einer anderweitigen mechanischen Befestigung vorgesehen sein kann, die mittels in Richtung der Dachschräge verlaufende Stoßfugen überdeckender Schienen, gegebenenfalls auch in die Stoßfugen dichtend eingesetzten Schienen arbeitet. Die Schienen können ihrerseits verschraubt oder auch verklebt mit den Sparren verbunden sein, wobei sich für die Sparren erfindungsgemäß solche Sparren als besonders geeignet erweisen, die einen über ihre Auflagefläche für die Photovoltaikelemente aufragenden und in die Stoßfuge zwischen nebeneinander liegenden Photovoltaikelementen hineinragenden Steg aufweisen. Gegen diesen Steg kann auch die Verschraubung von die Stoßfuge überdeckenden Spannschienen erfolgen, insbesondere durch eine in den Steg eingreifende Verschraubung.
Im Hinblick auf eine möglichst leichtgewichtige und dennoch stabile sowie bezüglich ihrer Herstellung nur einen geringen Aufwand erforderliche Ausgestaltung der Sparren erweist es sich als zweckmäßig, diese als Profile, insbesondere offene Winkel- oder Hohlprofile auszugestalten. So zum Beispiel in Form von Blechprofilen, bevorzugt verzinkten Blechprofilen oder Edelstahlprofilen, die mit ihren gegeneinander gefalteten Enden in Richtung auf die Auflagefläche für die Photovoltaikelemente zusammenlaufen, wobei die Enden, mit Abstand zueinander liegend, einen Schlitz begrenzen. Dieser Schlitz kann auch, kanalartig gestaltet, durch die zu den Auflageflächen für die Photovoltaikelemente aufragenden und mit Abstand parallel zueinander verlaufenden Stegwände gebildet sein.
Eine solche Ausbildung der Dachsparren ergibt, wie bereits angesprochen, vielfältige Möglichkeiten für die Verbindung der Photovoltaikelemente mit den Dachsparren, wobei die Photovoltaikelemente auch ebenengleich zueinander liegen können, womit in einfacher Weise eine geschlossene und flächige Dachhaut geschaffen werden kann. Insbesondere sind Dachsparren der angesprochenen Art geeignet, auch über Steck- und Rastverbindungen form- und/oder kraftschlüssig zu einem Verbund zusammengesetzt zu werden, wobei für die dichtende und bevorzugt elastische Auflage der Voltaikelemente auf den Dachsparren und die dichtende sowie bevorzugt ebenfalls elastische Verbindung der Photovoltaikelemente zueinander auch vorgefertigte Dichtungsprofile mit Vorteil einzusetzen sind. Solche Dichtungsprofile können als von der Außenseite der Voltaikelemente in die Stoßfugen eingesetzte Teile insbesondere verrastend zu den Dachsparren und/oder zu zwischen Dachsparren und Voltaikelementen vorgesehenen, gegebenenfalls dichtenden Zwischenlagen festgelegt sein, wobei insbesondere eine verspannende Festlegung zweckmäßig ist, über die sich insbesondere auch eine verzahnende, labyrinthartige und damit auch Toleranzen und thermische Maßänderungen abfangende Dichtung ergibt.
Gehen die vorstehend angesprochenen Ausführungen der Verbindung der Voltaikelemente zu den in Richtung der Dachschräge verlaufenden Dachsparren davon aus, dass die Dachsparren zueinander einen Abstand aufweisen, der der Breite der Photovoltaikelemente entspricht und dass die Photovoltaikelemente mit ihren Längskanten, und damit auch die Stoßspalte zwischen einander liegenden Photovoltaikelementen in Überlappung zu den Dachsparren liegen, so besteht eine weitere im Rahmen der Erfindung liegende Lösung darin, die Dachsparren mit den Photovoltaikelementen indirekt unter Nutzung von rückseitig zu den Photovoltaikelementen verlaufenden Befestigungsstreben zu verbinden, die kraftschlüssig, insbesondere durch Verkleben mit den Photovoltaikelementen verbunden sind.
Bevorzugt sind hierbei jeweils zumindest zwei, insbesondere zwei Befestigungsstreben, vorgesehen, die, bezogen auf die Längserstreckung des jeweiligen Photovoltaikelementes, längs oder quer verlaufend beabstandet zueinander angeordnet sind. Verlaufen die Befestigungsstreben längs der Photovoltaikelemente parallel und beabstandet zu deren Längskanten, so erfolgt die Verbindung zu den in Richtung der Dachschräge verlaufenden Dachsparren bevorzugt über quer zur Dachschräge verlaufende Leisten, die mit den Befestigungsstreben und den Dachsparren zu verbinden sind. Die Befestigungsstreben, die quer hierzu verlaufenden Leisten und/oder die Dachsparren sind bevorzugt als Profile ausgebildet, die direkt oder auch indirekt, beispielsweise unter Verwendung von Spannpratzen, in ihrem jeweiligen Kreuzungspunkt gegeneinander zu fixieren sind, so dass bei der erfindungsgemäßen Lösung die Befestigungsmittel für die Photovoltaikelemente zur jeweiligen Unterkonstruktion, also beispielsweise zu den Dachsparren unterseitig zu den Photovoltaikelementen liegen, damit deren aktive Flächen nicht beeinträchtigen. Verlaufen die Befestigungsstreben quer zur Längserstreckung der Photovoltaikelemente und Dachsparren, so ist auch unmittelbare Befestigung der Befestigungsstreben zu den Dachsparren lagemäßig variabel möglich. Insbesondere ermöglicht eine solche Ausbildung in bevorzugter Weise auch die unmittelbare Verbindung nebeneinander liegender Photovoltaikelemente, beispielsweise durch insbesondere zu verspannende Steckverbindung zwischen den einander gegenüberliegenden Enden der Befestigungsstreben, so dass über diese auch eine vernetzte Abstützung zwischen den Dachsparren und den auflagernden Photovoltaikelementen möglich ist. Die jeweilige Verspannung kann insbesondere über im Spaltbereich zwischen nebeneinander liegenden Photovoltaikelementen liegende und über den Spalt auch zugängliche Schraubverbindungen erfolgen, was auch besonders günstige Montagevoraussetzungen mit sich bringt.
Bei beiden Lösungen lassen sich die Stoßspalte über Dichtungen verbinden, die aufgesteckt auf die Ränder der nebeneinander liegenden Photovoltaikelemente den entsprechenden Stoßspalt überbrücken und die unter Umständen auch eine zusammensteckende Montage ermöglichen. In einer besonders einfachen Ausgestaltung können solche Dichtungen als im Querschnitt H-förmige Dichtleisten oder Dichtstreifen ausgebildet sein, deren Steg zwischen den Rändern der Photovoltaikelemente zu liegen kommt und aufgrund seiner elastischen Ausbildung eine elastische Verbindung zwischen diesen bildet, dies insbesondere auch in Verbindung mit am Steg vorgesehenen Dichtlippen. Bei derartigen Lösungen ist somit eine Trennung der Befestigung für die Photovoltaikelemente von den Maßnahmen gegeben, die zur dichten Verbindung der Photovoltaikelemente, also zum Aufbau der „Dachhaut” vorgesehen und nötig sind.
Im Rahmen der Erfindung erweist sich eine giebeldachförmige Ausbildung der die Photovoltaikelemente enthaltenden Überdachung als zweckmäßig, wobei zur Überdachung zweckmäßigerweise eine dem Dachstuhl eines Giebeldaches entsprechende Unterkonstruktion mit stumpfwinklig zueinander stehenden und im Giebelbereich verbundenen Dachsparren vorgesehen ist, die zu den in Neigungsrichtung verlaufenden Stoßspalten benachbarter Photovoltaikelemente verlaufen, wobei die Verbindung zu den Dachsparren, wie vorstehend beschrieben, erfolgen kann.
Die erfindungsgemäße Grundkonstruktion lässt sich, insbesondere freitragend überspannend zu bestehenden Giebeldächern, als Aufdach verwenden, wobei bezogen auf eine so aufgebaute Überdachung die Abstützung gegenüber dem von der Überdachung übergriffenen Baukörper ohne Durchbrechung des bestehenden Daches erfolgt, insbesondere durch eine im Bereich der jeweiligen Dachtraufe liegende, zum bestehenden Dach seitlich übergreifende Abstützung gegen den bestehenden Baukörper, insbesondere im Bereich von dessen die Unterkonstruktion des bestehenden Daches tragenden Ringanker.
Auch bezogen auf Flachdächer erweist sich eine derartige insgesamt als Giebeldach ausgebildete Überdachung fallweise als zweckmäßig. Insbesondere kommt für großflächige Flachdächer im Rahmen der Erfindung aber eine Lösung in Frage, bei der in Überdeckung zum bestehenden Flachdach mehrere giebeldachförmige, jeweils einen Teilbereich des Flachdaches abdeckende Aufdächer vorgesehen sind, und zwar bevorzugt mit parallel verlaufenden Giebeln und, entsprechend längs benachbart verlaufender Traufkanten, nebeneinander liegend.
Die Traufkanten liegen bei einer solchen Konstruktion bevorzugt ausmündend und parallel verlaufend zu Kehlrinnen, welche Bestandteil einer Unterkonstruktion sein können, über die die jeweiligen giebeldachförmigen Aufdächer miteinander verbunden und bevorzugt gemeinsam auf dem bestehenden Flachdach aufsitzend abgestützt sind. Die Kehlrinnen sind bei einer solchen Lösung bevorzugt mit endseitig zu den giebelförmigen Aufdächern, insbesondere zu den Stirnflächen der Aufdächer parallel verlaufenden Querrinnen zu einer gegebenenfalls auch tragenden Unterkonstruktion verbunden, die ihrerseits innerhalb des das Flachdach umgrenzenden Sockels insgesamt regendicht das bestehende Flachdach überdeckt, bei dichtendem Anschluss an den umgrenzenden Sockel, gegebenenfalls durch eine zum Sockel überlappende Abdeckung.
Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung kann eine Verankerung der Unterkonstruktion über deren Kehl- und/oder Querrinnen gegen den Sockel zweckmäßig sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, insbesondere über im Überdeckungsbereich der giebelfachförmigen Aufdächer liegende, sich zwischen den Kehlrinnen erstreckende Querstege als Ballastaufnahmen eine gewichtsabhängig Lagesicherung des gesamten Überdaches zu erreichen, was im Regelfall ohne Zusatzbelastungen für das bestehende Dach möglich ist, da bei einer entsprechenden Aufdachkonstruktion Kiesabdeckungen oder dergleichen für das bestehende Flachdach entfallen.
Bei der vorgeschilderten Ausgestaltung mit auf Kehlrinnen auslaufenden Traufkanten parallel zueinander liegender giebelförmiger Aufdächer bilden die Kehlrinnen Teile der Unterkonstruktion.
Eine weitere erfindungsgemäße Lösung sieht vor, die Kehlrinnen, bei Verbleib ihrer Ausrichtung und Lage zu den Traufkanten, als von der tragenden Unterkonstruktion unabhängige Teile auszugestalten, so dass sich insgesamt gesehen ein Rinnenverbund von Kehlrinnen und Querrinnen gestalten lässt, der, bezogen auf ein mit der Überdachung als Aufdach zu überdeckendes Flachdach, auf dieses Flachdach aufgebracht wird und über dem das Aufdach bei entsprechender Ausrichtung der Dachtraufen auf die Kehlrinnen sich aufbaut. Hierbei kann erfindungsgemäß für die Kehl- und Querrinnen eine Ausbildung als Blech-, auch Kupferblechrinnen, vorgesehen sein, und es kann die Unterkonstruktionen von nebeneinander liegenden giebeldachförmig gestalteten Teilflächen über eine Tragkonstruktion verbunden sein, die beispielsweise durch Querbügel gebildet ist, die einerseits zu den giebeldachförmig gestalteten Teilflächen, insbesondere den Dachsparren dieser Teilflächen abgestützt sind und die andererseits im Bereich der Kehlrinnen, über die Kehlrinnen als Zwischenlage, auf der Dachhaut des Flachdaches abgestützt sind. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine weitere Flexibilisierung hinsichtlich Montage und Wartung, insbesondere aber auch einen besonders leichten und billigen Aufbau des Rinnensystems ohne Beeinträchtigungen der Stabilität der Überdachung, wobei sich der zusätzliche Vorteil ergibt, dass das Rinnensystem, gegebenenfalls als einfache Blechkonstruktion aus gekanteten Blechen gestaltet, auch in besonders einfacher Weise gegen den seitlich übergreifend zum Flachdach bestehenden Baukörper, also beispielsweise eine Balustrade, eine Brüstung, einen Sockel oder dergleichen, in herkömmlicher Weise dichtend zu verbinden ist.
Die Abstützung des Aufdaches gegen die jeweilige Tragfläche, so insbesondere bei in Überdeckung zu einem bestehenden Flachdach vorgesehenem Aufdach dessen Abstützung gegen das Flachdach, ist bevorzugt derart gestaltet, dass, auch unabhängig von der Grundausrichtung, eine Höhenverstellung insbesondere zu Zwecken der Nachjustierung, möglich ist. Die Höhenverstellungsanordnung ist hierzu bevorzugt im Übergang der Unterkonstruktion des Aufdaches zur Dachfläche des bestehenden Daches vorgesehen. Eine diesbezüglich bevorzugte Konstruktion sieht die Realisierung der Höhenverstellbarkeit bevorzugt in der Verbindung der Kehlrinne zu Unterkonstruktion vor, beispielsweise durch eine Schiebeklemmverbindung der Unterkonstruktion zur Kehlrinne. Ist die Unterkonstruktion bei separater Kehlrinne über eine Tragkonstruktion in der Kehlrinne abgestützt, die ihrerseits auf der bestehenden Dachfläche aufliegt, so ist die Anordnung zur Höhenverstellung bevorzugt der Tragkonstruktion zugeordnet, die beispielsweise als Tragbügel gestaltet ist, der in sich längenverstellbare Tragschenkel aufweist.
Besonders zweckmäßig erfolgt der Aufbau der Unterkonstruktion unter Verwendung dreieckförmiger Bügel, und zwar vor allem in sich starrer, dreieckförmiger Bügel, die insbesondere ungleichseitige, stumpfwinklige Dreiecke bilden, deren Schenkel als Dachsparren im Giebel zusammenlaufen. Durch die ungleichschenklige Ausbildung der dreieckförmigen Bügel ist in einfacher Weise eine unterschiedliche Anstellung der im Bügel zusammenlaufenden Photovoltaikelemente zu realisieren, so insbesondere eine steilere Anstellung der der Sonnenseite zugewandten, also nach Süden ausgerichteten Dachschräge als der von der Sonnenseite abgewandten Dachschräge. Bezogen auf eine Horizontale erweist sich dabei für die südseitige Dachschräge ein Anstellwinkel beispielsweise in der Größenordnung von 12°, für die von der Sonnenseite abgelegene nordseitige Dachschräge ein Winkel von etwa 8° als zweckmäßig. Durch die unterschiedliche Anstellung der Dachschrägen und/oder den Abstand der Dachschrägen im Giebelbereich sowie der Abstand der Dachschrägen benachbarter Giebeldächer im Überdeckungsbereich zur jeweiligen Kehlrinne lassen sich unerwünschte Abschattungen vermeiden.
Durch Höhenverstellbarkeit der dreieckförmigen Bügel im Bereich zumindest eines ihrer Schenkel zur Basis ist mit einem solchen Aufbau auch in einfacher Weise die Möglichkeit geschaffen, bedarfsweise unter Beibehalt der Winkellage der Dachschrägen zueinander deren Neigung zum Einfallswinkel der Sonne gegebenenfalls auch automatisiert anzupassen. In Anbetracht der verhältnismäßig engen Grenzen einer solchen Neigungsverstellung ist diese mit einfachen Stellantrieben zum Beispiel sensorgesteuert zu realisieren, wobei in Verbindung mit der Änderung der Dachlage verbundene Verspannungen in der Höhenabstützung der dreieckförmigen Bügel gegenüber der Aufstellfläche im Rahmen der elastischen Nachgiebigkeit der Konstruktion liegen, und damit im Regelfall keinen zusätzlichen und wartungsempfindlichen Konstruktionsaufwand bedingen.
Bezogen auf ein jeweiliges giebelförmiges Aufdach erweist es sich als zweckmäßig, für dieses im Bereich der firstseitigen Verbindung zwischen den über Dachsparren getragenen Dachflächen eine Entlüftung mit entsprechender Abdeckung vorzusehen, so dass der vom Aufdach gegenüber dem bestehenden Dach überdeckte Bereich zirkulierend entlüftet werden kann.
Die sich in Verbindung mit einer Aufdachkonstruktion zu einem bestehenden Dach ergebende Erwärmung des Zwischendachbereiches kann erfindungsgemäß ebenso wie eine etwaige windabhängige Durchströmung, gegebenenfalls mit sich im Zwischendachbereich aufbauendem Staudruck, genutzt werden, um zusätzlich Windgeneratoren zur Stromerzeugung zu nutzen, wobei solche Windgeneratoren aufdachseitig im Giebelbereich, insbesondere also stirnseitig zum jeweiligen Aufdach vorgesehen sein können.
Wie vorstehend dargelegt wird durch die Erfindung somit insgesamt gesehen ein Solaranlagensystem geschaffen, das in vorteilhafter insbesondere für Flachdächer die Solarstromgewinnung mit der regendichten Dachüberdeckung kombiniert, und zwar durch einen Überdachungsaufbau bestehend aus Solarmodulen, selbsttragender Unterkonstruktion und integriertem Regenrinnensystem. Ein so aufgebautes System belässt es für die jeweilige gegebene Dachkonstruktion beim gegebenen Zustand, und überdacht das bisherige Dach mit dem erfindungsgemäßen Solaranlagensystem, wobei dieses ohne zusätzliche Ballastierung auskommt und keine Durchdringungen des bisherigen Dachaufbaus bedingt und zudem auch aerodynamisch in einer Weise gestaltet werden kann, die zumindest keine wesentlichen zusätzlichen Belastungen für den bisherigen Dachaufbau bedingen.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Überdachung für Flachdächer, bei der bevorzugterweise über der Fläche des jeweiligen Flachdaches mehrere giebeldachförmige Aufdächer vorgesehen sind, die über das integrierte Regenrinnensystem zu einer regendichten Überdachung zusammengefasst sind, ermöglicht unter solartechnischen Gesichtspunkten eine optimale Dachflächenausnutzung durch Anordnung der Solarmodule mit in Nord-Süd-Richtung verschiedenen Aufstellwinkel, dessen Südausrichtung bevorzugt im Bereich von 10 bis 20° und dessen Nordausrichtung bei etwa 0 bis 10° zur Horizontalen liegt.
Das integrierte Regenrinnensystem ist dahingehend konzipiert, dass es neben der Regenwassersammlung Ableitung auch die Begehung für die Wartung- und Reinigung der Module ermöglicht, wobei über die Rinnenbreite auch der Zwischenabstand zwischen nebeneinander liegenden giebeldachförmigen Aufdächern unter Verschattungsgesichtspunkten und im Hinblick auf eine optimale Flächenausnutzung sowie optimierte Neigung der Solarmodule beeinflusst werden kann.
Die erfindungsgemäß mit der Verwendung giebeldachförmiger Aufdächer erreichte optimierte Aufgliederung der Fläche eines Flachdaches kann weiterhin auch noch dahingehend ausgenutzt werden, für die unterschiedlich geneigten Dachmodule auch entsprechend deren Neigung optimierte Solarmodule zu verwenden, wobei insbesondere sogenannte polykristalline Module für die Südseite und Dünnschichtmodule für die Nordseite in Frage kommen, um eine möglichst hohe Energieausbeute zu erreichen.
Durch die Aufgliederung der Überdachung in mehrere giebeldachförmige Aufdächer, also in einzelne kleine Satteldächer und deren integrale Verbindung mit einem Regenrinnensystem wird eine Überdachung geschaffen, die sich auch für große und sehr große Flächen eignet, wobei für die Befestigung der durch Photovoltaikelemente gebildeten Module mehrere Möglichkeiten der Befestigung und der Abdichtung gegeben sind. So einmal eine Befestigung der Module über die Stoßspalte zwischen diesen überdeckende Deckleisten mit Isolierdichtung oder eine Befestigung der Module von unten über ein Schienensystem und ein von der Befestigung der Module unabhängiges Dichtsystem. Solche Dichtsysteme können beispielsweise mit einknöpfbaren, insbesondere von der Oberseite einknöpfbaren Dichtleisten arbeiten, die in eingeknöpftem Zustand ausgehend von ihrem mittleren, insbesondere in Querrichtung elastischen Steg seitlich ausgreifende Arme aufweisen. Eine weitere Ausgestaltung der Dichtung sieht für dies ein H-förmiges Profil vor, dessen Arme zu den Rändern der den Stoßspalt begrenzenden Module übergreifend liegen und bei denen die Module zwischen die Arme eingeschoben werden, was es auch möglich macht, die Module bei seitlichem Aneinanderschieben über die Dichtung zu verbinden. Weitere Dichtungsmöglichkeiten sind unter anderem das Einsetzen von Dichtschienen in die Stoßspalte, die gegebenenfalls die Unterlage oder Abgrenzung für eine von oben in den Dichtspalt einzubringende elastische Dichtmasse bilden.
Giebeldachförmige Aufdächer in Form kleiner Satteldächer lassen sich über Dreiecksrahmen und diese gegeneinander abstützende Traversen in Dachlängsrichtung eck- und verbindungssteif aufbauen und bieten auch einfache Möglichkeiten zur Höhenverstellung gegenüber der Aufstellfläche, so insbesondere der Dachfläche eines bestehenden Flachdaches. Entsprechend dem einfachen Grundaufbau können bevorzugt auch gebräuchliche Werkstoffe, insbesondere Stahl, für den Unterbau solcher giebeldachförmiger Dächer eingesetzt werden, so dass für die aus Glas bestehenden Module und die gegebene Unterkonstruktion weitgehend gleiche Wärmedehnungsbeiwerte gegeben sind, durch die sich auch in Anbetracht der erheblich schwankenden Temperaturen Verwindungen und Verwerfungen vermeiden lassen.
Insbesondere in Verbindung mit solchen giebeldachförmigen Aufdächern ergibt sich auch die Möglichkeit, die sich aufbauenden Temperaturunterschiede energetisch zu nutzen, und/oder mit Entlüftungssystemen zu arbeiten, die die Nutzfläche der Module durch Verschattung beeinträchtigen.
Insbesondere derartige Entlüftungs- und/oder Energieerzeugungssysteme lassen sich auch bei flächig zu Flachdächern übergreifenden satteldachförmigen Überdachungen nutzen, die bevorzugt umfangsseitig abgedichtet ausgebildet sind.
Um auch bei gegebenenfalls vorhandener, schmutzabweisender Ausgestaltung zumindest der Außenflächen der Photovoltaikelemente diese bei Bedarf in einfacher Weise reinigen zu können, erweist es sich als zweckmäßig, die erfindungsgemäße als Aufdach ausgestaltete Überdachung mit einer insbesondere automatisiert ausgestalteten Reinigungsvorrichtung zu versehen.
Eine solche Reinigungsvorrichtung bildet zweckmäßigerweise ein der Überdachung zugehöriges Anbauteil, kann im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls aber auch, bauseitig vorgesehen, mit Zugriff auf die Überdachung gestaltet sein. In zweckmäßiger Ausbildung ist die Reinigungsvorrichtung ebenenparallel zum jeweils zu reinigenden Überdachungsteil verfahrbar, wobei sowohl eine Verfahrbarkeit in X, Y wie auch in X- und Y-Richtung zweckmäßig sein kann. Eine Verfahrbarkeit in X- und X-Richtung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn verhältnismäßig kleinflächig gearbeitet wird, um jeweils erforderliche Bearbeitungseinrichtungen, wie Bürsten, Schwämme oder dergleichen klein halten zu können und mit jeweils etwa erforderlichen Benetzungseinrichtungen und/oder Abstreif- und Trocknungseinrichtungen arbeiten zu können. So können zum Beispiel rotierende Bürstenwalzen mit entsprechender Benetzung durch Sprühköpfe in einer Arbeitseinheit zusammengefasst sein, die zeilenförmig durch Verstellung in X- und Y-Richtung eine jeweilige Überdachungsfläche abarbeitet.
Für eine solche Lösung können beispielsweise in Richtung der jeweiligen Dachschräge verlaufende, endseitig zur jeweiligen Reinigungsfläche vorgesehene in Richtung der Dachschräge und damit in. Richtung der Y-Achse verlaufende Führungsschienen oder Führungsbahnen vorgesehen sein, längs derer eine sich in X-Richtung, also senkrecht hierzu erstreckende Führungsbrücke verfahrbar ist, auf der der mindestens eine jeweilige Reinigungskopf zumindest in X-Richtung verfahrbar ist, so dass sich eine vollflächige Reinigung der von der Brücke überspannten Dachfläche erreichen lässt. Ein analoger Aufbau mit in X-Richtung verlaufenden feststehenden Führungsbahnen für die Führungsbrücke ist erfindungsgemäß ebenfalls möglich. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, längs der Brücke mehrere nebeneinander liegende Bürstenköpfe oder andere Reinigungseinrichtungen oder eine durchlaufende Bürstenwalze vorzusehen und so eine großflächige Reinigung in einem Arbeitsgang zu realisieren.
Bei gegeneinander geneigten Überdachungsflächen können diese jeweils mit einer solchen Reinigungseinrichtung versehen sein. Eine weitere erfindungsgemäße Möglichkeit sieht eine gemeinsame Reinigungsanordnung für zwei gegeneinander geneigte Überdachungsflächen vor, beispielsweise derart, dass längs der Traufen der Überdachungsflächen jeweils eine Führungsbahn gegeben und eine den über Giebel überspannende Reinigungsbrücke vorgesehen ist. Eine solche Reinigungsbrücke kann auch aus zwei voneinander unabhängigen und im Giebelbereich gegeneinander, oder auf einer längs des Giebels verlaufenden Führungsbahn abgestützten Brückenteilen aufgebaut sein.
Als Führungsbahnen kommen im Rahmen der Erfindung nicht nur Profile wie Schienen oder dergleichen in Frage, sondern auch Trag- und Laufseile oder Kabel, wobei in bekannter Weise zum Vorschub der jeweiligen Reinigungsbrücke längs der Tragseile an der Reinigungsbrücke angreifende Zugmittel oder insbesondere mit der Reinigungsbrücke verbundene Antriebsmittel vorgesehen sein können. Als kombinierte Trag- und Führungsseile kommen insbesondere auch gegensinnig antreibbare Seile oder Kabel, auch in ringförmig geschlossener Form, in Frage. Auch ein Antrieb über Zahnriemen oder Ketten ist erfindungsgemäß fallweise zweckmäßig.
Eine erfindungsgemäß ausgestaltete Reinigungsvorrichtung für Überdachungen, die durch mehrere giebeldachförmig gestaltete, nebeneinander liegende Teilflächen gebildet ist und bei der somit jeweils zwei gegensinnig geneigte Dachschrägen in benachbart zueinander liegenden, parallelen Traufkanten auslaufen, unterhalb derer üblicherweise eine Kehlrinne verläuft, weist zweckmäßigerweise für die gegensinnig geneigten Dachflächen zweier giebeldachförmig gestalteter Teilflächen eine gemeinsame Reinigungsvorrichtung auf, die zumindest längs einer zwischen den Traufkanten im Bereich der Kehlrinne verlaufenden Führungseinrichtung verfahrbar geführt und gehalten ist. Hierbei kann die Führungseinrichtung zwei quasi V-förmig zueinander stehende, längs der jeweiligen Dachschräge verfahrbare Reinigungsteile aufweisen, so dass ein zur Führungsvorrichtung symmetrisch gegabelter Aufbau der Reinigungseinrichtung gegeben ist. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, mit der Führungseinrichtung lediglich einen Reinigungsteil zu verbinden und diesen Reinigungsteil quer zur Führungseinrichtung zu verschwenken und an der einen oder an der anderen Dachfläche zweier nebeneinander liegender, giebeldachförmig gestalteter Teilflächen zum Einsatz zu bringen.
Als Reinigungsvorrichtung kann weiter ein Reinigungsroboter eingesetzt werden, der bevorzugt aufsitzend auf den die Dachhaut bildenden Photovoltaikelemente über diese verfahrbar ist, und zwar bevorzugt fern- und/oder sensorgesteuert längs vorgegebener Fahrwege. Der Reinigungsroboter bildet eine bevorzugt autarke Arbeitseinheit, der neben den erforderlichen Reinigungswerkzeugen und Reinigungseinrichtungen, wie Bürsten, Blaseinrichtungen, Spritzeinrichtungen und dergleichen zumindest ein Tankbehälter für Reinigungsflüssigkeiten, insbesondere kalkarmes Wasser sowie Energiespeicherelemente, bevorzugt Batterien für die Betriebs- und Fahreinrichtungen aufweist. Bevorzugt ist im Randbereich zu den zu bearbeitenden Teilflächen des Aufdaches, insbesondere außerhalb der Photovoltaikelemente eine Abstellzone für den Reinigungsroboter mit entsprechenden Versorgungsanschlüssen zum Aufladen und Füllen der roboterseitigen Speichereinheiten vorgesehen.
Insbesondere bei giebeldachförmigen Überdachungen mit winklig zueinander stehenden Teilflächen des Aufdaches erweist es sich als zweckmäßig, Fahrübergänge zwischen den Teilflächen vorzusehen, um so zu ermöglichen, dass mit einem Reinigungsroboter mehrere Teilflächen, insbesondere mehrere benachbart nebeneinander liegende giebeldachförmige Dachteile, die im Verbund zur als Aufdach ausgebildeten Überdachung zusammengefasst sind, gemeinsam zu reinigen ist. Hierzu kann es erfindungsgemäß auch zweckmäßig sein, bei mehreren eine Überdachung bildenden giebeldachförmigen Aufdächern einen längs deren Stirnseiten insbesondere durchlaufend verlaufenden Verfahrweg für den Reinigungsroboter vorzusehen, wobei dieser Fahrweg zumindest bereichsweise von der giebeldachförmigen Kontur abweichend verläuft und insbesondere in einem solchen abweichenden Bereich auch als Abstellzone für den Reinigungsroboter ausgebildet ist und die erforderlichen Andockeinrichtungen für den Reinigungsroboter aufweist.
Die Reinigungsvorrichtung ist jeweils erfindungsgemäß mit Reinigungseinrichtungen wie Bürsten oder dergleichen, aber auch mit Benetzungseinrichtungen, wie Sprühköpfen oder dergleichen, versehen, wobei zur Benetzung im Regelfall entkalktes Wasser verwendet wird, um Rückstandsbildungen auf den zu reinigenden Flächen zu verhindern.
In Verbindung mit einer Überwachung des Verschmutzungsgrades erweist es sich als zweckmäßig, die Reinigungsvorrichtungen in Abhängigkeit von der jeweils festgestellten Verschmutzung oder Belegung, beispielsweise mit Schnee, und/oder zeitabhängig automatisiert in Betrieb zu nehmen, wobei bevorzugt ein Betrieb der Reinigungsvorrichtung in unterschiedlichen Einsatzformen erfindungsgemäß möglich und vorgesehen ist, so dass beispielsweise bei mit einer Blasvorrichtung versehener Reinigungsvorrichtung auch die Blasvorrichtung allein oder vorab zur Bürstenreinigung eingesetzt werden kann, um Ablagerungen wie Blätter, aber auch Schnee wegzublasen. Insbesondere bei einer Schneebelegung kommt gegebenenfalls ein paralleler Bürsteneinsatz in Frage, und dies ohne Benetzung der jeweiligen zu reinigenden Fläche. Es kann sich aber auch als zweckmäßig erweisen, die Steuerung so auszulegen, dass die Reinigungsvorrichtung insbesondere in Berücksichtung der jeweiligen Witterungsverhältnisse aktiviert wird, so beispielsweise diese nutzend bei Regen, wobei auch insoweit eine Erfassung dieser Verhältnisse über eine Sensorik automatisiert erfolgen kann, so dass insgesamt ein sehr ökonomischer Betrieb möglich ist.
Arbeitet die Reinigungsvorrichtung mit Reinigungsbrücken, die in auf Führungsbahnen längs der jeweils überspannten Teildachflächen verfahrbar sind und dementsprechend angetrieben sowie auch mit den jeweiligen Reinigungssubstanzen, wie Luft und/oder Wasser versorgt werden müssen, so kann die im Betrieb notwendige Luft- und/oder Wasserversorgung auch für den Antrieb der Führungsbrücken längs der Führungsbahnen und/oder etwaiger anzutreibenden Reinigungseinrichtungen wie Bürsten und dergleichen genutzt werden. Die Zuführung der Reinigungssubstanzen wie auch eine etwaige sonstige Energieversorgung erfolgt zweckmäßigerweise längs der Führungsbahnen über mitlaufende oder nachgeführte Versorgungsleitungen, die beispielsweise entsprechend dem Verfahrweg von einer mit der Führungsbrücke getragenen Speicherrolle abgewickelt oder auf dieser aufgewickelt werden. Finden Reinigungsfluide Verwendung, die auch für den Antrieb der Führungsbrücke und/oder der Reinigungswerkzeuge nutzbar sind, so kann für die Reinigungsvorrichtung gegebenenfalls auch auf eine Elektrizitätsversorgung verzichtet werden, so beispielsweise insbesondere bei Verwendung robuster und temperaturunempfindlicher Druckluftantriebe.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Zeichnungsbeschreibung und den Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung eines Aufdaches zu einem bestehenden Giebeldach bei Ausbildung der regendichten Überdachungsflächen des Aufdaches durch Photovoltaikelemente,
2 eine Schnittdarstellung einer Abdichtung, wie sie für quer zur Neigungsrichtung der jeweiligen Dachfläche verlaufende Stoßspalte zwischen aufeinander folgenden Photovoltaikelementen vorgesehen ist,
3 eine überdeckende Abdichtung von in Neigungsrichtung der jeweiligen Dachfläche verlaufenden Stoßspalten benachbarter Photovoltaikelemente, über die bevorzugt auch die Befestigung der Photovoltaikelemente zu den darunter liegenden Dachsparren erfolgt,
4 bezogen auf einen Unterbau, insbesondere ein Gebäude, ein durch eine Überdachung gemäß der Erfindung gebildetes, giebelförmiges Dach, wobei eine derartige Überdachung gegebenenfalls auch überspannend zu einem bestehenden Flachdach als Aufdach vorgesehen sein kann,
5 bezogen auf ein Flachdach die Überdeckung von dessen regendicht abzudichtender Überdachungsfläche durch mehrere giebeldachförmige Aufdächer und die diesen zugehörige und mit diesen verbundene Unterkonstruktion,
6 und 7 schematische Detaildarstellungen zur Überdachung gemäß 5, wobei 6 die Verbindung des in die Überdachung integrierten giebelförmigen Aufdaches über Kehlrinnen und 7 die Verbindung im Giebelbereich dieser Aufdächer veranschaulicht,
8 schematisiert eine Überdachung gemäß 5 bis 7 mit einer umschließend zu den giebelförmigen Aufdächern liegenden Rinnenanordnung zur Wasserabführung,
9 eine stark schematisierte Darstellung des Giebelbereiches eines Aufdaches mit einer Abdeckung des giebelseitigen Spaltes zwischen den gegeneinander geneigten Dachflächen, wobei die Abdeckung des Spaltes zumindest gegenüber einer der den Spalt begrenzenden Dachfläche beabstandet ausläuft und einen Belüftungsspalt freilässt.
10 eine der 1 im Wesentlichen entsprechende Darstellung eines die regendichte Überdachungsfläche bildenden Aufdaches mit zugeordneter Reinigungsvorrichtung,
11 eine schematisierte Beispielsdarstellung eines Aufdaches gemäß 10 in Draufsicht, bei der das Aufdach Dachfelder aufweist, die jeweils mit einer Reinigungsvorrichtung versehen sind,
12 bezogen auf eine Überdachungsfläche mit giebeldachförmigen Aufdächern, wie sie prinzipiell aus 8 ersichtlich sind, bei der die Kehlrinnen, zu denen die einander benachbarten Dachtraufen zweier einander benachbarter giebelförmiger Aufdächer in Überdeckung liegen, untergreifend zur Unterkonstruktion der Aufdächer zwischen der Unterkonstruktion und der diese tragenden Decken- oder Dachfläche des mit der Überdachung überdeckten Gebäudes liegen,
13 bis 16 verschiedene Ausgestaltungen von die Photovoltaikelemente tragenden Dachsparren in Verbindung mit einer jeweiligen Befestigungsart für die überdeckenden Photovoltaikelemente zu den Dachsparren,
17 und 18 eine weitere, im Grundprinzip zur 12 ähnliche Ausgestaltung mit einer doppelspurigen Führung für die Reinigungsteile, 19 und 20 den 10 und 11 entsprechende Darstellungen einer weiteren Ausgestaltungsform der Reinigungsvorrichtung,
21 eine weitere Befestigungsart für die Photovoltaikelemente auf den Dachsparren,
22 eine der 5 weitgehend entsprechende Darstellung eines durch giebeldachförmige Dachzonen im Wesentlichen gebildeten Aufdaches, das – wie beispielsweise in den 26 und 27 veranschaulicht, als Überdachung eines Flachdaches durch einen Verbund solcher giebeldachförmiger Dachzonen gebildet ist, die entsprechend der dreieckförmiger Querschnittskontur der giebeldachförmigen Dachzone eine Unterkonstruktion aufweisen, deren Dachsparren durch die Schenkel ungleichseitiger Stützdreiecke gebildet sind, welche in Längsrichtung des Daches beispielsweise über Längsträger und/oder auf die Dachhaut aufgebrachten Photovoltaikelemente verbunden sind,
23 den Übergang zwischen zwei giebelförmigen Dachzonen gemäß 22 mit der entsprechenden, zwischen den Aufdächern liegenden Kehlrinne unter Veranschaulichung des Höhenversatzes der auf die Kehlrinne auslaufenden Photovoltaikelemente der benachbarten Dachzonen,
24 eine weitere erfindungsgemäße Befestigungsart für die Photovoltaikelemente auf den Dachsparren oder der Unterkonstruktion, wobei die Photovoltaikelemente rückseitig mit Befestigungsprofilen versehen sind, die für aneinander anschließende Photovoltaikelemente fluchtend verlaufen und die im Bereich des Übergangs zwischen den Photovoltaikelementen über Überbrückungselemente verbunden sind, welche im Spaltbereich zwischen den aufeinander folgenden Photovoltaikelemente, insbesondere Schrauben mit der Unterkonstruktion der jeweiligen Dachzone, beispielsweise den Längsträgern oder auch den Dachsparren verbunden sind,
25 eine schematisierte Schnittdarstellung gemäß Linie, 25-25 in 24, wobei die Befestigungsprofile in stirnseitiger Ansicht erscheinen und die Überbrückungselemente gegen die Längsträger der Unterkonstruktion befestigt, insbesondere verschraubt oder verspannt sind, und
26 und 27 Darstellungen einer erfindungsgemäßen Überdachung für Flachdächer, wobei die Überdachung mit einer Vielzahl giebeldachförmiger Dachzonen gebildet ist.
1 zeigt schematisiert in Seitenansicht ein bestehendes Gebäude 1, zum Beispiel in Form einer Lagerhalle, das ein insbesondere auf seinen Seitenwänden 2, 3 abgestütztes, giebelförmiges Dach 4 trägt, welches beispielsweise durch eine nicht dargestellte Unterkonstruktion mit in Neigungsrichtung der Dachschrägen 5 und 6 verlaufenden Sparren gebildet ist, welche im Bereich der Seitenwände 2 und 3 auf diesen, oder einem auf diese nach oben abschließenden Ringanker abgestützt sind.
Überdeckend zu dem bereits bestehenden Dach 4 ist erfindungsgemäß ein Aufdach 7 vorgesehen, veranschaulicht durch in Richtung der Dachschrägen 5 und 6 verlaufende Dachsparren 8, 9, die giebeldachförmig unter einem flachen Winkel geneigt zueinander stehen und im Giebelbereich miteinander zu einer freitragenden Stützkonstruktion verbunden sind, welche im Bereich der Seitenwände 2, 3 gegen diese abgestützt ist. Diese Abstützung ist veranschaulicht als eine zum bestehenden Dach 4 seitlich übergreifende Stützkonstruktion 10, beispielsweise in Form von Stützbügeln, die im Bereich der Seitenwände 2, 3 mit den jeweiligen Dachsparren 8 und 9 verbunden sind und die gegen die Seitenwände, insbesondere in deren Ringankerbereich, abgestützt sind.
Das Aufdach 7 liegt somit freitragend oberhalb und überdeckend zum bestehenden Dach 4, so dass dieses zumindest im Wesentlichen, insbesondere ganz erhalten bleibt, bezogen auf die Regenabdichtung für das Gebäude aber aufgrund des Aufdaches 7 funktionslos wird.
Das Aufdach 7 ist erfindungsgemäß bezüglich seiner regendichten Überdachungsflächen 11 aus großflächigen Photovoltaikelementen 12 aufgebaut, so dass sich ein bezüglich der Dachhaut aus Photovoltaikelementen 12 bestehendes Dach ergibt. Die Photovoltaikelemente 12, die bei der erfindungsgemäßen Lösung bevorzugt die gesamte Dachfläche bilden, sind bevorzugt lediglich auf den Dachsparren 8 und 9 abgestützt, wobei ein Photovoltaikelement 12 jeweils den Bereich zwischen zwei längs der Seitenwände 2, 3 verlaufenden Dachsparren 8 bzw. 9 überdeckt, so dass sich in Richtung der Dachschrägen 5, 6 verlaufende Stoßspalte 13 zwischen benachbarten Photovoltaikelementen 12 ergeben. Diese Stoßspalte sind – in der schematisierten Schnittdarstellung gemäß 3 – bei 13 angedeutet und beispielsweise, sowie auch bevorzugt, ober- und unterseitig von Spannschienen 14, 15 überdeckt, die gegeneinander und unter Zwischenlage von Dichtungen 16 übergreifend zu den Stoßrändern der Photovoltaikelemente 12 verspannt sind. Bevorzugt kann, unabhängig von dieser Verspannung, gegebenenfalls aber auch kombiniert mit dieser Verspannung eine Festlegung der jeweiligen Spannschienen 14, 15 gegen die jeweiligen Dachsparren 8, 9 erfolgen, wobei als unterseitige Spannschienen auch die Dachsparren dienen können.
2 zeigt schematisiert die Abdichtung eines quer zu der jeweiligen Dachschräge verlaufenden Stoßspaltes 18 zwischen in Richtung der Dachschräge aufeinander folgenden Photovoltaikelementen 12. Der Stoßspalt 18 ist in diesem Fall flächenbündig zur Oberfläche 19 der Photovoltaikelemente 12 abgedichtet und die Abdichtung erfolgt über einen T-förmigen Dichtstreifen 20, der mit seinem Steg 17 in den Stoßspalt 18 eingreift. Bevorzugt ist der Dichtstreifen 20 durch ein Elastomer gebildet, das bevorzugt durch Verspannung im Stoßspalt 18 fixiert, gegebenenfalls auch durch Verklebung zur Unterseite des oder der Photovoltaikelemente 12 festgelegt ist.
Im Giebelbereich sind die Dachsparren 8 und 9 insbesondere über Laschen 21 verbunden und der zwischen den gegeneinander geneigten Dachschrägen zugeordneten Photovoltaikelementen 12 verbleibende, längs des Giebels verlaufende Spalt ist mit einer über die Sparren 8, 9 getragenen Abdeckung 22 versehen, wobei der zwischen dem Aufdach 7 und dem ursprünglichen Dach 4 verbleibende Raum, wie über die Pfeile angedeutet, durchlüftet ist.
Erfindungsgemäß ist somit eine Überdachung geschaffen, die die bisherige Dachkonstruktion zumindest im Wesentlichen unberührt lässt und bei der über das Aufdach 7, ohne Belastung des bisherigen Daches, zum bisherigen Dach eine Photovoltaik vorgesehen ist, über die gleichzeitig die regendichte Abschirmung des bisherigen Daches 4 erreicht wird, so dass sich eine insbesondere auch für Sanierungszwecke geeignete Konstruktion ergibt. In gleicher Weise kann, wie in 4 angedeutet, anstelle eines giebelförmigen Daches gemäß 1 ein Flachdach 23 überdacht werden, wobei ein entsprechend dem Aufdach 7 gemäß 1 ausgebildetes Aufdach beispielsweise aufgesetzt auf den umschließenden Sockel des Gebäudes zur vom Flachdach überdeckten Fläche angeordnet sein kann.
Eine weitere erfindungsgemäße, eigenständige Lösung zur aufdachartigen Überdachung von insbesondere großflächigen Flachdächern veranschaulicht 5, wobei die gezeigte Lösung in gleicher Weise für die Überdachung eines Gebäudes geeignet ist, das für eine Flachbedachung vorbereitet ist, als auch für die Überdachung eines Gebäudes, das bereits mit einem Flachdach versehen ist.
5 zeigt insoweit die für die Aufbringung eines Flachdaches vorbereitete gebäudeseitige Deckenfläche 24, die nach außen in einem für die Umgrenzung der Flachdachfläche vorgesehenen Sockel 25 einläuft. Auf der Deckenfläche 24 – und in analoger Weise auf einer bereits gegebenen Dachhaut eines bestehenden Flachdaches – sitzt die Unterkonstruktion 26 eines erfindungsgemäßen Überdaches 27 auf, das nach Art eines Giebeldaches zwei unter einem flachen Winkel zueinander verlaufende Dachschrägen 5, 6 aufweist. Diese sind, wie anhand der 1 bis 3 erläutert, mit Photovoltaikelementen 12 belegt und bilden eine regendichte Überdachungsfläche, welche über die Dachsparren 8 und 9 auf der Unterkonstruktion 26 abgestützt ist. Diese umfasst die ein Rinnensystem, welches längs der Traufen der Dachschrägen 5, 6 verlaufende Kehlrinnen 28 und diese endseitig verbindende, in 5 nicht dargestellte Ablaufrinnen umfasst, wie auch die schematisierte Darstellung gemäß 8 erkennen lässt, in der das Rinnensystem kreuzschraffiert veranschaulicht ist.
8 veranschaulicht schematisiert einen solchen Rinnenverlauf bezogen auf eine Dachabdeckung, die für ein Flachdach durch mehrere Überdachungen 27 gebildet ist, die jeweils von entsprechenden Rinnen umgrenzt sind, womit sich für großflächige Flachdächer eine aus erfindungsgemäßen Überdachungen aufgebaute Abdeckung der gesamten Dachfläche erreichen lässt und somit auch große ebene Dachflächen in erfindungsgemäßer Weise über Überdachungen zu schützen sind, bei denen die Photovoltaikelemente 12 Teile der regendichten Überdachungsfläche bilden.
Die 6 und 7 zeigen, wie für die Kehlrinne 28 zwischen zwei nebeneinander liegenden Überdachungen in 6 dargestellt und in 5 angedeutet, eine Verbundkonstruktion als Unterkonstruktion 26, bei der zusätzlich zu den Ablaufrinnen auch noch Querversteifungen 30 zwischen den Kehlrinnen 28 vorgesehen sein können, die ihrerseits wiederum zur Aufnahme von Ballast im regensicher abgeschirmten Bereich dienen können. Die 6 und 7 zeigen auch die verspannende Verbindung der Dachsparren 8 und 9 gegen die Kehlrinnen 28 sowie gegeneinander im Giebelbereich, in dem die Dachsparren 8 und 9 über ein Spannelement 31 in Hochrichtung gegeneinander verspannt sind, wobei die Art der Verspannung auch die insbesondere im Hinblick auf die Witterungs- und/oder Temperaturbedingungen notwendigen Toleranzen ermöglicht und bevorzugt auch Lüftungsquerschnitte freilässt.
Angedeutet ist in 5 des Weiteren, dass der zwischen der Deckenfläche 24, oder einem etwa bestehenden Flachdach, und einem jeweiligen Aufdach, veranschaulicht durch ein Überdach 27, gegebene Raum in Bezug auf insbesondere temperaturbedingt auftretende Luftdruckschwankungen für den Antrieb von Windgeneratoren 32 genutzt werden kann, wie sie insbesondere stirnseitig zur jeweiligen Überdachung 27 vorgesehen sein können und die durch einen Ventilatorflügel als Antriebselement für einen Generator veranschaulicht sind.
9 veranschaulicht schematisiert eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung des Giebelbereiches eines Überdaches, insbesondere Aufdaches, bei dem die im Giebelbereich zusammenlaufenden Dachschrägen, deren regendichte Dachflächen eine durch Photovoltaikelemente gebildete Dachhaut aufweisen, wobei die Photovoltaikelemente 12 zur Süd- und Nordseite unterschiedliche Neigung aufweisen können und wobei das den Giebelspalt 33 überdeckende Schirmblech 34 bevorzugt zur flacher geneigten Südseite hin im Überdeckungsbereich zur Dachschräge 6 einen sich insbesondere düsenartig erweiternden Abströmspalt 35 freilässt, so dass sich eine durch die Pfeile 36 angedeutete Luftströmung ergibt. Die Neigung der Dachschrägen liegt bevorzugt im Bereich von etwa 5 bis 25°. Das Schirmblech 34 ist über eine Stützhülse 37 auf der Verbindungskonstruktion für die Dachsparren 8, 9 im Bereich des Giebels abgestützt und so gestaltet, dass es keine nutzbaren Flächen der Photovoltaikelemente beschattet.
Bevorzugt finden für Süd- und Nordseite, also für unterschiedliche Dachschrägen unterschiedliche Photovoltaikelemente 12 Verwendung, wobei bevorzugt südseitig kristalline Photovoltaikelemente 12 und nordseitig Photovoltaikelemente 12 in Dünnschichtbauweise Verwendung finden. Durch die Integration der Photovoltaikelemente 12 in das Aufdach bzw. die Dachschrägen des Aufdaches bestehen für die Photovoltaikelemente keine anderen, insbesondere keine höheren Belastungen als für herkömmliche Dachabdeckungen, insbesondere sind die Photovoltaikelemente 12 nicht mehr besonders wind- oder sturmanfällig angeordnet.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 10 und 11, aber auch gemäß 19 und 20, veranschaulicht, bezogen auf eine Ausgangslage, die jener gemäß 1 vergleichbar ist, eine erfindungsgemäße als Aufdach 7 gestaltete Überdachung, bei der den gegeneinander geneigten Überdachungsflächen gesonderte Reinigungsvorrichtungen 38 zugeordnet sind und bei der über die in Längsrichtung verlaufende Länge des Aufdaches 7 gegebenenfalls mehrere aneinander anschließende Teilbereiche 39 mit jeweils einer zugeordneten Reinigungsvorrichtung vorgesehen sind.
Die Reinigungsvorrichtungen 38 sind beispielsweise veranschaulicht durch in Richtung der Dachschrägen, also in Y-Richtung verlaufende und in Längsrichtung, also X-Richtung beabstandete Führungsschienen 40, längs derer eine überspannende Führungsbrücke 41 für einen Reinigungskopf 42 vorgesehen ist. Die auf den Führungsschienen 40 zum Beispiel über Gleitführungen 43 abgestützte Führungsbrücke 41 kann durch ein Schienenprofil gebildet sein, aber auch bei entsprechender Querabstützung der Führungsschienen 40 durch Tragseile oder dergleichen, längs derer der Reinigungskopf 42 verfahrbar ist, wobei der entsprechende Antrieb bevorzugt den Gleitführungen 43 zugeordnet ist und im Rahmen der Erfindung den Gleitführungen 43 zugeordnete Antriebsanordnungen bevorzugt derartig gestaltet sind, dass über diese auch der Antrieb des oder der Reinigungsköpfe 42 in Y-Richtung erfolgen kann.
Im Rahmen der Erfindung liegt selbstverständlich auch eine Ausgestaltung, bei der – siehe 19 und 20 – in X-Richtung verlaufende Führungsschienen 40 vorgesehen sind, auf denen eine in Y-Richtung sich erstreckende Führungsbrücke 41 abgestützt ist. In Abhängigkeit von den jeweiligen Dimensionen kann anstelle einer Führungsbrücke über auf den Führungsschienen laufende Gleitführungen auch eine Bürsten- oder Walzenanordnung gelagert sein, über die die Photovoltaikelemente gereinigt werden. Auf der Führungsbrücke können – feststehend oder verfahrbar – eine Vielzahl von Reinigungsköpfen, insbesondere mit Sprüheinrichtungen, Blaseinrichtungen oder dergleichen vorgesehen sein.
Für den Reinigungskopf 42 sind im Rahmen der Erfindung generell unterschiedliche Ausgestaltungen möglich, so insbesondere auch Kombinationen zwischen Bürstenkopf, Sprühkopf und Blaskopf, so dass mit der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtungen Reinigungsarbeiten unterschiedlicher Art durchgeführt werden können.
Nicht dargestellt ist in den 11 und 12, dass für die beiden, gegeneinander geneigten Überdachungsflächen eine gemeinsame Abstützung im Giebelbereich des Aufdaches vorgesehen sein kann. Ausgehend von einer solchen gemeinsamen Abstützung kann auch eine Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung in der Weise vorgenommen werden, dass diese, insbesondere durch Verschwenkung um eine in X-Richtung verlaufende Achse, an jeder der zueinander geneigten Überdachungsflächen zum Einsatz gebracht werden kann. Ferner ist es auch möglich, bei einer gemeinsamen Abstützung im Giebelbereich eine gemeinsame Brückenanordnung zu schaffen, so dass sich eine Brücke mit entsprechend der Neigung der Überdachungsflächen zueinander geneigten Brückenabschnitten ergibt. Eine solche Brücke kann im Rahmen der Erfindung auch im Bereich der jeweils zueinander beabstandeten Dachtraufen gegen die Unterkonstruktion der Überdachung oder das vom Aufdach überdeckte Gebäude oder Bauwerk abgestützt sein, wobei entsprechend der Ausgestaltung einer solchen Abstützung auch sehr lang gestreckte Überdachungsflächen über eine Reinigungsvorrichtung erfasst werden können.
In 20 ist des Weiteren noch eine Reinigungsvorrichtung 74 schematisch angedeutet, die auf den jeweils zu reinigenden Teilbereich 39 der Überdachung mit durch Photovoltaikelemente 12 gebildeter Dachhaut aufzusetzen ist und die als Reinigungsroboter 75 ausgebildet ist, der über ein Fahrwerk mit Laufrädern 76, Laufrollen oder dergleichen längs der Dachhaut, und damit abgestützt auf den Photovoltaikelementen 12 verfahrbar ist. Über die zumindest teilweise lenkbaren und angetriebenen Laufräder 76 – oder in entsprechender Weise über Laufräder, die, voneinander unabhängig angetrieben, durch unterschiedliche Antriebsdrehzahl und/oder Antriebsrichtung auch eine punktbezogene Drehung des Reinigungsroboters ermöglichen – ist der Reinigungsroboter, wie angedeutet, in X- und Y-Richtung verfahrbar, wobei der jeweilige Fahrweg vorgegeben und sensorgesteuert überwacht wird, so dass eine automatisierte Führung des Reinigungsroboters 75 gegeben und damit ein automatisiertes Arbeiten desselben möglich ist. Für die entsprechenden Reinigungsarbeiten ist der Reinigungsroboter mit Reinigungseinrichtungen der vorgenannten Art, wie Bürsten, Blaseinrichtungen, Benetzungseinrichtungen oder dergleichen versehen. Ferner ist der Reinigungsroboter 75 mit Speicherelementen für die Energieversorgung sowohl seines Antriebs wie auch seiner Reinigungseinrichtungen versehen, wobei solche Speicherelemente durch Batterien, Speicherbehälter und dergleichen gebildet sind.
Im Verfahrbereich des Reinigungsroboters 75 sind insbesondere angrenzend zur durch die Photovoltaikelemente 12 gebildeten Dachhaut eine Andockstation 77 mit dem Reinigungsroboter 75 entsprechenden Versorgungsanschlüssen 78 sowie auch ein Abstellplatz für den Reinigungsroboter 75 vorgesehen, dem bevorzugt auch die Andockstation 77 zugehört. Der Roboter 75 und die Andockstation 77 sind bezüglich ihrer Lage und Ausgestaltung in 20 nur symbolisch dargestellt.
Soweit die jeweilige Überdachung in Teilflächen unterteilt ist, die jeweils einen Teil der durch die Photovoltaikelemente 12 gebildeten Dachhaut bilden, sind im Rahmen der Erfindung bevorzugt Übergangswege zwischen den Teilflächen vorgesehen, so dass mit einem Reinigungsroboter 75 eine Vielzahl von Teilflächen, insbesondere eine gesamte Überdachung gereinigt werden können. Eine in 20 angedeutete Lösung für einen Verbindungsweg 79, über den mehrere Teilflächen einer durch giebeldachförmige Aufdächer gebildeten Überdachung verbunden werden können, sieht für den Verbindungsweg 79 einen Verlauf und eine Anordnung stirnseitig zu den Aufdächern vor, und zwar derart, dass im Bereich jeder der Teilflächen zumindest eine etwa höhengleiche Übergangszone zwischen der Teilfläche und dem Verbindungsweg 79 gegeben ist, so dass der Reinigungsroboter 75 auf den Verbindungsweg 79 aufgefahren werden kann und längs des Verbindungsweges über eine entsprechende weitere Verbindungszone auf die nächste Teilfläche auffahren kann. Ein solcher Verbindungsweg 79 ist in 19 in seinem Verlauf strichliert angedeutet, wobei aus 19 auch ersichtlich ist, dass der Verbindungsweg 79 im Giebelbereich bevorzugt beabstandet unterhalb desselben zwischen den jeweiligen Teilflächen verläuft, so dass dieser Bereich als zumindest teilgeschützte Abstellfläche für den Reinigungsroboter 75 genutzt werden kann.
12 veranschaulicht ein Aufdach, bei dem mehrere giebeldachförmige Überdachungsteile in paralleler Lage zueinander angeordnet sind und sich somit gegeneinander geneigte, auf eine Kehlrinne 28 zulaufende und mit ihren Dachtraufen überdeckend zur Kehlrinne 28 endende Teilflächen ergeben, wie auch in den 17 und 18 dargestellt. Im Bereich der Kehlrinnen sind die Unterkonstruktionen der jeweils giebeldachförmigen Überdachungsflächen verbunden, was in den 12, 17 und 18 dadurch veranschaulicht ist, dass die auf die Kehlrinne 28 auslaufenden, gegeneinander geneigten Teilflächen 44 insbesondere im Bereich ihrer Dachsparren 45 über eine insbesondere tragende Querabstützung 46 verbunden sind. Die Querabstützung 46 liegt innerhalb der jeweiligen Kehlrinne 28, die auf einer Decken- oder Dachfläche aufliegt, wobei die Kehlrinne 28 bevorzugt Teil eines Rinnensystems ist, über das die Wasserabführung vom Aufdach erfolgt. Bei einer solchen Konstruktion bildet bevorzugt das Aufdach mit den zugehörigen giebeldachförmigen Teildächern eine Baueinheit, und zweckmäßigerweise das Rinnensystem eine hiervon unabhängige Baueinheit, die zwischen dem Aufdach und der vom Aufdach regendicht abzuschirmende Dach- oder Deckenfläche als Zwischenglied liegt. Damit ist es möglich, die Kehlrinne bzw. das Rinnensystem sehr leicht aufzubauen, da es bezogen auf das Aufdach keine Tragfunktion hat, zweckmäßigerweise aber zumindest einen Teil des Gewichtes des Aufdaches auf die mit dem Aufdach überdeckende Dach- oder Deckenfläche überträgt und dadurch auch lagefixiert ist.
Bezogen auf eine derartige Gestaltung eines Aufdaches mit giebeldachförmig gestalteten Überdachungsteilen ist es in vorteilhafter Weise möglich, im von der Kehlrinne 28 überspannten Bereich beispielsweise auf der Querabstützung 46 eine Führung 47 für eine Reinigungsvorrichtung 48 vorzusehen, wobei die Führung 47 beispielsweise als Führungsschiene gestaltet sein kann, auf der die Reinigungsvorrichtung 48 über eine Abstützung 49 längsverschieblich verlagerbar ist. Die Abstützung 49 ist in 12 der Einfachheit halber als Gleitführung veranschaulicht, kann insbesondere aber auch über Rollen oder dergleichen folgen, wobei die Längsversschiebung der Abstützung 49 gegebenenfalls über einen integrierten Antrieb erfolgen kann.
In 17 und 18 ist eine zweispurige Führung für die Abstützung 49 gezeigt und so mit einfachen Mitteln eine sehr kippstabile Abstützung geschaffen, bevorzugt mit jeweils beidseitigem Übergriff durch Führungsrollen oder Gleitstücke zur jeweiligen Führungsschiene. Erfindungsgemäß ist das jeweilige Aufdach auch höhenverstellbar zur jeweiligen Aufstellfläche abgestützt, und zwar derart, dass ausgehend von einer bei der Montage erreichten Grundausrichtung insbesondere auch im Nachhinein noch eine Justierung der jeweiligen Teilflächen der Dachhaut vorgenommen werden kann, um Unebenheiten, Setzungen oder dergleichen auszugleichen und eine sichere Abstützung der die Teilflächen überdeckenden Photovoltaikelemente bei ebenengleichem Verlauf ihrer Oberflächen zu erreichen. Die Höhenverstellbarkeit ist in 18 dadurch veranschaulicht, dass die Querabstützung 46 einen U-förmigen Querbügel 80 aufweist, der in der Kehlrinne 28 in Richtung auf die jeweilige tragende Dachfläche abgestützt ist und dessen Schenkel in Überlappung zu Schenkeln von Tragwinkeln 81 liegen, die als Teile der Querabstützung 46 an den jeweiligen Dachsparren 8, 9 angebracht sind. Durch die Verstellung der Schenkel des Querbügels 80 zu den Schenkeln der Tragwinkel 81 lässt sich individuell die jeweilige Höhenlage der entsprechenden Teilfläche des Aufdaches erreichen.
Im Rahmen der Erfindung liegen entsprechende weitere Möglichkeiten der höhenverstellbaren, insbesondere nachjustierbaren Abstützung von Aufdächern, insbesondere auch der Teilflächen von Aufdächern zur jeweiligen Aufstellfläche.
Im Rahmen der Erfindung kann der Antrieb insbesondere auch als Zahnantrieb ausgebildet sein. Die Abstützung 49 trägt im auf der Darstellung gemäß 12 sich längs der Teilflächen erstreckende Reinigungswalzen 50, oder – siehe 17 und 18 – entsprechende Reinigungseinrichtungen, die gegebenenfalls auch relativ zur Abstützung 49 zwischen den gegeneinander geneigten Teilflächen verschwenkbar sind, so dass sich ein verringerter apparativer Aufbau ergibt.
In den 13 bis 16 und 21 sind weitere, unterschiedliche Befestigungsformen für die Photovoltaikelemente 12 gezeigt, und zwar in Verbindung mit unterschiedlichen Ausgestaltungen von die Photovoltaikelemente 12 tragenden Dachsparren 51, die jeweils als Hohlprofile ausgestaltet sind und bevorzugt durch gezogene oder gefaltete Blechprofile gebildet sind, wobei diese Profile geschlossen oder auch offen ausgebildet sind.
Erläutert sind die jeweiligen Profilformen in Verbindung mit unterschiedlichen Befestigungsarten für die Photovoltaikelemente 12 an den Dachsparren 51, wobei in 13 ein Dachsparren 52 mit gegenüberliegend zu seinem Tragsteg 53 U-förmig geöffnetem, oder geschlossenem Profil veranschaulicht ist. Gegen den Tragsteg 53 sind die Photovoltaikelemente 12 im Bereich ihrer überdeckenden Randbereiche über eine Verklebung 54 verbunden. Randseitig zum die Verklebung tragenden Stegbereich des Dachsparrens 52 ist dieser gestuft ausgebildet und im Bereich der randseitig vorgesehenen Stufen 55 sind bevorzugt elastische Stützelemente 56 zwischen dem Dachsparren 52 und den überdeckenden Photovoltaikelementen 12 vorgesehen, die auch eine seitliche Begrenzung für den Bereich der Verklebung 54 bilden. Im Bereich der Verklebung 54 liegt der Stoßspalt 13, der erfindungsgemäß in einer ersten Darstellung zumindest im Wesentlichen mit einer elastischen Dichtmasse aufgefüllt ist.
Angedeutet ist in 13 in Überdeckung zum Stoßspalt 13 ein U-förmiges Profil 57, das in den Stoßspalt 13 eingreifend eingesetzt werden kann und das seinerseits, auch durch entsprechende, beispielsweise gestufte Ausbildung seiner Flanken Dicht- und Abstandshaltefunktion übernehmen kann, wobei auch das Profil 57, in den Stoßspalt 13 eingesetzt und bevorzugt auch gegen den Dachsparren 52 über die Verklebung 54 festgelegt, mit Dichtmasse aufgefüllt werden kann, so dass eine insgesamt labyrinthartige Abdichtung realisiert ist.
In der Ausgestaltung gemäß 14 ist ein als Hohlprofil ausgebildete Dachsparren 58 gezeigt, bei dem der Tragsteg 52 in Überdeckung zum Stoßspalt 13 geschlitzt ausgeführt ist und bei dem zwischen dem Dachsparren 58 und den auf diesem aufliegenden Photovoltaikelementen 13 ein Dichtungsprofil 59 angeordnet ist, und zwar insbesondere und bevorzugt durch Verklebung mit dem Dachsparren 58 und den Photovoltaikelementen 12 verbunden. Das Dichtungsprofil 59 weist in der gezeigten Ausgestaltung Kreuzquerschnitt auf und erstreckt sich mit einander gegenüberliegenden, quer zur Fläche des Tragsteges 53 verlaufenden Ansätzen 60 einerseits in den Stoßspalt 13 und andererseits in den Schlitz des Tragsteges 53, wodurch eine Ausrichtung der Photovoltaikelemente 12 zu den Dachsparren 58 vorgegeben ist, die entsprechend der Elastizität des Dichtungsprofiles 59 auch entsprechendes Spiel zulässt. Bevorzugt können bei dieser Ausgestaltung, insbesondere ergänzend zur Verklebung, durch Formgebung des Dichtungsprofiles, insbesondere seiner einander gegenüberliegenden Ansätze 60, Formschlusseffekte erreicht werden, die nahezu labyrinthartige Dichtgrenzen ermöglichen, so dass ungeachtet des flächigen Übergangs zwischen den Photovoltaikelementen 12 eine sichere und regendichte Verbindung zwischen den Photovoltaikelementen 12 und den jeweiligen Dachsparren 51 erreicht ist.
Eine weitere im Profil offene Ausbildung eines Dachsparrens 51 ist mit dessen Ausgestaltung gemäß 15 gegeben, wobei der dort gezeigte Dachsparren 61 aufragend zu seinem Tragsteg 53 zueinander beabstandet verlaufende parallele Stegwände 62 aufweist, die einen Schlitz 63 begrenzen und einen Steg 64 bilden, der bei auf dem Dachsparren 61 aufliegenden Photovoltaikelementen 12 in den zwischen diesen liegenden Stoßspalt 13 eingreift. Der Dachsparren 61 ist im Bereich seines Steges 64 und des Tragsteges 53 insbesondere elastisch dichtend und gegebenenfalls auch verklebt über eine Zwischenlage 65 gegen die Photovoltaikelemente 12 abgestützt, und es ist bei dieser Ausgestaltung bevorzugt zusätzlich eine schienenförmige Abdeckung 66 für den Stoßspalt 13 vorgesehen, die über ein Verbindungselement 67 zum Dachsparren 61 festgelegt ist, das eingreifend in den Schlitz 64 bevorzugt form- und/oder kraftschlüssig gegen den Dachsparren 61 fixiert ist, wobei die schienenförmige Abdeckung bevorzugt auch axial zum Dachsparren 61 durch Auflage an dessen Steg 64 festgelegt ist, womit in Verbindung mit einer elastischen Zwischenlage zwischen der Abdeckung 66 und dem Photovoltaikelement 12 eine toleranzausgleichende Befestigung geschaffen ist.
Am Ausführungsbeispiel gemäß 16 wird ein ähnlicher Effekt dadurch erreicht, dass als Dachsparren 51 ein als Hohlprofil gestalteter Dachsparren 68 vorgesehen ist, der im Bereich seines Tragsteges 53 geschlitzt oder auch geschlossen ausgebildet sein kann und auf dessen Tragsteg 53, und zu diesem Tragsteg 53 insbesondere durch Verklebung fixiert, ein Dichtungsprofil 69 aufgebracht ist, das einen zu seinem mit dem Tragsteg 53 verbundenen Fußteil 70 aufragenden Steg 71 aufweist, der den Stoßspalt 13 zwischen den auf dem Dachsparren 68 abgestützten Photovoltaikelementen 12 ausfüllt und der von einer leistenförmigen Abdeckung 72 überdeckt ist, die über in den Steg einpressbare und den Steg gegen die Photovoltaikelemente 12 verspannende Schaftteile 73 zu fixieren ist, die gegebenenfalls auch den Tragsteg 53 durchstoßen.
Auch beim Ausführungsbeispiel gemäß 21 ist wiederum ein Dachsparren 51 verwendet, der als in Form eines Hohlträgers ausgebildeter Dachsparren 82 einen Tragsteg 53 aufweist, der randseitig verlaufende, im Querschnitt U-förmige Aufnahmerinnen 83 aufweist, in die Fußteile 84 eines auf dem Steg 53 aufliegenden Dichtungsprofiles 85 aufgreifen, das seinerseits in den zu den Fußteilen 84 überdeckenden Bereichen verdickt ausgeführt ist und einen diese verbindenden dünneren, auf dem Tragsteg 53 aufliegenden Verbindungssteg 86 aufweisen. Die verdickten Randbereiche 87 des Dichtungsprofiles 85 dienen als Auflage für auf dem Dachsparren 57 einander gegenüberliegend aufliegende Photovoltaikelemente 12, zwischen denen der Stoßspalt 13 verbleibt, der von einer streifenförmigen Abdeckung 88 überdeckt ist, welche über ihre Randbereiche randseitig zum Stoßspalt 13 auf den gegenüberliegenden Randbereichen der Photovoltaikelemente 12 aufliegt, und zwar über dazwischen liegende Dichtungsstreifen 89. Die Abdeckung 88 weist im Überdeckungsbereich zu den Photovoltaikelementen 12 randseitig verlaufende hinterschnittene Aufnahmerinnen 90 für an den Dichtungsstreifen 89 vorgesehene Befestigungsrippen 91 auf, die in den Aufnahmerinnen 90 hinterschnitten gehalten sind und gegen die Photovoltaikelemente 12 über eine Anzahl angeformter Dichtlippen 92 auslaufen. Die den Stoßspalt 13 stegartig überbrückende, streifenförmige Abdeckung 88 ist gegen den Dachsparren 82 im Bereich von dessen Tragsteg 53 über Spannelemente 93 festgelegt, die insbesondere als Spannschrauben ausgebildet sind und den Stoßspalt durchsetzen, wobei ein Mindestabstand zwischen dem Tragsteg 53 und der Abdeckung 88 über eine Stützhülse 94 festgelegt ist, so dass über die Dichtungsprofile 85 und die Dichtstreifen 98 eine elastische Abstützung und Verspannung der Photovoltaikelemente 12 gewährleistet ist.
Die Erfindung bietet somit vielfältige Lösungen zur Fixierung der Photovoltaikelemente 12 gegenüber tragenden Dachsparren 57, wobei eine regendichte Abdichtung der Stoßspalte 13 zwischen zueinander benachbarten Photovoltaikelementen 12 mit oder ohne dem jeweiligen Stoßspalt 13 übergreifender Abdeckung zu erreichen ist.
Die 26 und 27 veranschaulichen in Perspektive und Draufsicht eine Überdachung der vorstehend angesprochenen Art, wie sie für großflächige Flachdächer bevorzugt aufgebaut ist, wobei nebeneinander und in Flucht hintereinander liegende, giebeldachförmige Dachzonen 101 mit insbesondere stirnseitig dazwischen liegenden, gegebenenfalls aber auch in nicht gezeigter Weise längsseitig dazwischen liegenden Gängen 102 vorgesehen sind. Sind auch längsseitig dazwischen liegende Gänge angeordnet, so sind diese üblicherweise schmaler als die stirnseitig dazwischen liegenden Gänge 102. Insbesondere bilden die Gänge, wie vorstehend angesprochen, Bestandteile eines Rinnensystems, das bei regendichter Ausbildung der mit Photovoltaikelementen 12 belegten Überdachungsfläche diese zu einer regendichten Überdachung für das gesamte Flachdach 105, oder zumindest wesentliche Teile des Flachdaches ergänzt, wobei insbesondere jeweils durch zumindest ein Photovoltaikelement 12 gebildete Felder der Überdachungsfläche auch als von Kaminen oder sonstigen Dachaufbauten durchsetzte Bereiche dichtend in die Überdachungsfläche eingebunden sein können. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit auch im Bereich der Gänge.
Insbesondere in der Perspektive gemäß 26 ist erkennbar, dass die Dachschrägen 103 der giebeldachförmigen Dachzonen 101, die mit den Photovoltaikelementen 12 belegt sind, bezogen auf eine Horizontalebene 104 unterschiedlich geneigt angeordnet sind, und zwar bei steilerer Anstellung der der Sonnenseite zugewandten Dachschräge. Die Winkelabweichungen können vergleichsweise klein sein und liegen bei im Bereich um etwa 12° zur Horizontalen geneigter, der Süd- oder Sonnenseite zugewandter Dachschräge im Bereich von etwa 5°. Damit ergibt sich für die der Sonnenseite abgewandte Dachschräge 103 zur Horizontalen ein Winkel in der Größenordnung von etwa 9°. Dieses Winkelverhältnis wird auch bei steilerer oder flacherer Anstellung der Dachschrägen 103 in der Größenordnung etwa beibehalten.
22 zeigt im Schema einen Querschnitt durch eine giebelförmige Dachzone, die aufgesetzt auf ein Flachdach 105 dargestellt ist, wobei die Unterkonstruktion 106 der Dachzone 101 in Längs richtung derselben hintereinander liegende Stützdreiecke 107 aufweist, welche eine zur Breite der Dachzone 101 überspannende Basis 108 aufweisen, an die endseitig die Schenkel des Stützdreiecks 107 bildende Dachsparren 109 angeschlossen sind. Die Stützdreiecke 107 sind jeweils endseitig zur Basis 108 höhenverstellbar zur durch das Flachdach 105 gebildeten Aufstellfläche angeordnet, wobei die höhenverstellbaren Abstützungen bei 110 und 111 angedeutet sind. In 22 sind die Abstützungen 110 und 111, bezogen auf eine regendichte Überdachung, analog zur 6, jeweils im Bereich von Kehlrinnen 28 vorgesehen, die Abstützung kann insbesondere aber bei nicht regendicht ausgebildeten Überdachungen auch unmittelbar gegen das Flachdach 105 erfolgen.
22 veranschaulicht im Schema quer zu den Dachsparren 109 verlaufende Längsträger 112, über die in Längsrichtung der Dachzonen 101 aufeinander folgende Stützdreiecke 107 aussteifend verbunden sein können, auf denen insbesondere die Photovoltaikelemente 12 aufsitzen, gegebenenfalls unter Vermittlung von rückseitig zu den Photovoltaikelementen 12 vorgesehenen Befestigungsprofilen 113.
Der geschilderte Aufbau der Dachzonen 101 mit der unterschiedlichen Neigung der Dachschrägen 103 zu einer horizontalen Ebene 104, also beispielsweise dem Flachdach 105 ermöglicht eine optimierte Ausnutzung der Sonneneinstrahlung unter Vermeidung von Beschattungsverlusten, einmal im Giebelbereich der Dachzonen 101, wie schon in Verbindung mit 9 veranschaulicht, die ein Schirmblech 34 zur Überdeckung des Giebelbereiches vorsieht, das bezüglich der der Sonnenseite zugewandten Dachschräge 6 diese vollflächig für die Sonneneinstrahlung freilässt. Dies gilt bei entsprechender Bemessung der Breite der Kehlrinne 28, wie 23 erkennen lässt, auch bezüglich der von der Sonnenseite abgewandten Dachschräge 103 angrenzend an die Kehlrinne 28 trotz der insgesamt zur Sonnenseite hin gegebenen Neigung der Dachzone 101, soweit der Höhenunterschied der, auf die Kehlrinne 28 auslaufend, einander gegenüberliegenden Dachschrägen 103 bezogen auf die Breite der Kehlrinne 28 und den Einfallswinkel der Sonnenstrahlung, nicht zu einer wechselseitigen Abschattung führt.
23 veranschaulicht abweichend von 22 die Abstützung der Photovoltaikelemente 12 auf auf den Dachsparren 109 aufliegenden Längsträgern 112 über Befestigungsprofile 113, die rückseitig an den Photovoltaikelementen 12 vorgesehen sind und die überdeckend zu den quer zu den Dachsparren 109 verlaufenden Längsträgern 112 angeordnet sind. Den diesbezüglich in 23 veranschaulichten Aufbau zeigt 24 in einer schematisierten Draufsicht auf zwei in Querrichtung zu den Dachsparren 109, also in Richtung der Längsträger 112 aufeinander folgende Photovoltaikelemente 12. Die Verbindung zwischen den stirnseitig mit Abstand zueinander liegenden Photovoltaikelementen 12 erfolgt über in die stirnseitig offenen Befestigungsprofile 113 eingreifende Überbrückungselemente 115, die als Einsteckglieder ausgebildet sein können und die bevorzugt zu den Längsträgern 112 festzulegen sind, wobei die Längsträger 112 in Bezug auf eine derartige Konstruktion bevorzugt als Tragprofile ausgebildet sind.
25 zeigt für die Befestigungsprofile 113 und die Tragprofile 114 jeweils eine im Rahmen der Erfindung besonders zweckmäßige Ausführungsform, bei der diese Profile 113 und 114 als Hohlkammerprofile ausgebildet sind, die in ihren einander zugewandten Profilseiten 117, 118 in Längsrichtung geschlitzt ausgebildet sind, derart, dass über eine die Schlitze durchgreifende Spannvorrichtung 119 eine wechselseitige Fixierung mit einfachen Mitteln zu erreichen ist. Die Spannvorrichtung 119 nutzt das Überbrückungselement 115 zur Abstützung gegenüber dem Befestigungsprofil 113 und eine entsprechende, in das Tragprofil 114 eingesetzte Gegenabstützung 120. Die Verspannung erfolgt insbesondere über eine Schraubverbindung 121.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, seitens des Befestigungsprofils 113 oder des Tragprofils 114 zum jeweiligen Schlitz eine randseitige Verstärkung vorzusehen, so dass auch eine unmittelbar materialeingreifende Verschraubung möglich ist. Weiter liegt es im Rahmen der Erfindung, zu einem der Schlitze eine Anordnung desselben in einer über die jeweilige Profilseite 117 bzw. 118 vorstehenden Rippe vorzusehen, so dass über diese Rippe bei Abstimmung der Breite des dem gegenüberliegenden Profiles zugehörigen Schlitzes auf die Breite der Rippe eine wechselseitige Ausrichtung von Befestigungsprofil 113 und Tragprofil 114 zu erreichen ist, die in besonders einfacher Weise die zusätzliche Spannung ermöglicht.
Die Spannungsvorrichtung 119 liegt bei einer solchen Lösung bevorzugt im Übergangsbereich zwischen den Stirnseiten aufeinander folgender Photovoltaikelemente 12, wie in 24 angedeutet, so dass auch montagemäßig eine gute Zugangsmöglichkeit gegeben ist.
Da, wie 24 zeigt, die Befestigungsprofile 114 bevorzugt mit Abstand zur Stirnseite des jeweiligen Photovoltaikelementes 12 enden und sich im Übergangsbereich, wie aus 24 und 25 ersichtlich, ein entsprechender Freiraum zwischen dem Tragprofil 114 und dem überdeckenden Photovoltaikelement 12 ergibt, bietet eine solche Lösung auch besonders günstige Voraussetzungen für den Einsatz von einzusteckenden oder einzuschiebenden Dichtungen, wie sie in 25 in einer isolierten Darstellung schematisch angedeutet sind. Solche Dichtungen 122 weisen bevorzugt einen H-förmigen Querschnitt mit zum Rand des jeweiligen Photovoltaikelementes übergreifenden Schenkeln und zwischen den Stirnseiten der Photovoltaikelemente liegendem, insbesondere auch quer elastischem Steg auf und können bei entsprechender Elastizität sowohl auf die Photovoltaikelemente 12 seitlich aufgeschoben wie auch in den Spalt zwischen den Photovoltaikelementen eingesteckt werden.

Claims

Überdachung, insbesondere Dachabdeckung, mit einer, insbesondere regendichten, Überdachungsfläche, die eine Belegung mit geneigt angeordneten Photovoltaikelementen (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikelemente (12) zumindest Teile der, insbesondere regendichten Überdachungsfläche (11) bilden.
Überdachung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikelemente (12) zumindest Teile der Überdachungsfläche (11) eines Aufdaches (7) zu einem bestehenden Dach bilden.
Überdachung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bestehende Dach durch ein Flachdach gebildet ist und dass das zum Flachdach vorgesehene Aufdach (7) einen in giebelförmige Dachzonen unterteilten Aufbau aufweist.
Überdachung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die giebelförmigen Dachzonen (101) insbesondere gleichgerichtet nebeneinander und/oder hintereinander liegend in Überdeckung zum Flachdach liegen.
Überdachung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine giebeldachförmige Dachzone (101) im Querschnitt als stumpfwinkliges, insbesondere ungleichseitiges Dreieck ausgebildet ist.
Überdachung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine giebeldachförmige Dachzone (101) bezogen auf eine Horizontalebene als Aufstellfläche eine geneigt horizontal verlaufende Basis (108) aufweist und insbesondere mit einer Unterkonstruktion (106) versehen ist in Dachlängsrichtung beabstandete Stützelemente aufweist, deren Schenkel Dachsparren (109) bilden.
Überdachung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine giebeldachförmige Dachzone bezüglich zumindest einer der einander gegenüberliegenden, längsseitig vorgesehenen Abstützungen (110, 111) ihrer gegeneinander geneigten Dachschrägen zur Aufstellfläche höhenverstellbar ist.
Überdachung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufdach eine regendichte Überdachung zu einem bestehenden Flachdach bildet, bei der umschließend zu den giebeldachförmigen Dachzonen des Aufdaches überdeckend und abdichtend zum bestehenden Flachdach, oder einer entsprechenden Aufstellebene, ein Rinnensystem vorgesehen ist, das längs benachbarter Aufkanten nebeneinander liegender, giebelförmiger Dachzonen verlaufende Kehlrinnen aufweist.
Überdachung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fläche der Überdachung bildende Photovoltaikelemente ebenengleich zueinander liegen und über rückseitig vorgesehene Befestigungsprofile (113) mit einer jeweiligen Unterkonstruktion (106) zu verbinden sind, wobei die gleichgerichtet verlaufenden Befestigungsprofile (113) von in der jeweiligen Dachfläche nebeneinander liegenden Photovoltaikelementen (12) insbesondere über gleichgerichtet verlaufende Überbrückungselemente (115) kraft- und/oder kraftschlüssig verbunden sind und wobei die Überbrückungselemente (115) insbesondere durch stirnseitig in die Befestigungsprofile (113) einzusteckende Einsteckglieder gebildet sind.
Überdachung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungselemente (115) Teile von Spannverbindungen bilden, über die die Befestigungsprofile (113) gegen der Unterkonstruktion zugehörige Tragprofile (114) zu verspannen sind und wobei die Spannverbindungen im Spaltbereich zwischen nebeneinander angeordneten und aneinander angrenzenden Photovoltaikelementen (12) liegen und insbesondere über den Spalt zugängliche Spannelemente, insbesondere Spannschrauben, aufweisen.