Czy zielony dach można połączyć z fotowoltaiką i pompą ciepła w jednym budynku?

W dyskusjach o adaptacji budynków do zmian klimatu dach często staje się przedmiotem sporu. Jedni chcą na nim roślinności, która zatrzymuje wodę opadową i chłodzi otoczenie, drudzy modułów fotowoltaicznych, które produkują energię. Do tego dochodzi pytanie, czym budynek ogrzewać, kiedy z kotłowni znikają paliwa kopalne, a pompa ciepła staje się rozwiązaniem domyślnym.

Te trzy elementy nie muszą ze sobą konkurować. W dobrze zaprojektowanym budynku mogą się wzajemnie wspierać, choć wymaga to decyzji podjętych na wczesnym etapie projektu i współpracy specjalistów, którzy zwykle pracują osobno: projektanta zieleni, instalatora PV i projektanta instalacji grzewczej.

Dach biosolarny, czyli rośliny i moduły na jednej powierzchni

Dach biosolarny łączy ekstensywną roślinność z modułami fotowoltaicznymi ustawionymi na konstrukcji ponad warstwą substratu. Konstrukcja często jest dociążana samym substratem, co ogranicza liczbę przebić hydroizolacji. Rośliny rosną między rzędami modułów i pod nimi, a moduły dają im częściowy cień, który na płaskim dachu latem bywa korzystny dla niektórych gatunków.

Korzyść działa też w drugą stronę. Moduły fotowoltaiczne tracą sprawność, gdy się nagrzewają, a powierzchnia dachu pokrytego roślinnością jest latem zwykle wyraźnie chłodniejsza od czarnej papy czy membrany. Niższa temperatura otoczenia modułów to lepsza praca w upalne dni, kiedy zapotrzebowanie na energię do chłodzenia budynku jest największe. Warunkiem jest dobór roślin niskich, które nie zacienią modułów, i zachowanie dostępu serwisowego do każdego rzędu.

Na co patrzeć przy doborze modułów na zielony dach

Moduły na zielonym dachu pracują w innych warunkach niż na dachówce. Wyższa wilgotność, ryzyko porastania dolnej krawędzi i konieczność wyższego posadowienia nad substratem wpływają na wybór. Lepiej sprawdzają się moduły dwuszybowe, odporniejsze na wilgoć, i konstrukcje z odpowiednim prześwitem nad roślinnością. Dopuszczalne obciążenie śniegiem i wiatrem dobiera się do lokalizacji i wysokości budynku.

Inwestorzy porównujący oferty natrafiają często na określenie kolektory fotowoltaiczne, choć poprawnie mówi się o modułach fotowoltaicznych, a kolektorami nazywa się urządzenia do podgrzewania wody. Przy wyborze sprzętu na dach biosolarny ważniejsze od samej mocy są wymiary i masa, decydujące o rozstawie rzędów i o tym, ile miejsca zostanie dla roślin, współczynnik temperaturowy, a także warunki gwarancji przy montażu na konstrukcji balastowej. Warto sprawdzić, czy producent dopuszcza taki sposób mocowania w dokumentacji.

Pompa ciepła w budynku z zieloną infrastrukturą

Budynek z zielonym dachem ma zwykle nieco mniejsze straty ciepła przez stropodach zimą i wyraźnie mniejsze zyski ciepła latem. To przekłada się na mniejsze zapotrzebowanie na moc grzewczą i chłodniczą. Dla dobrze ocieplonego domu jednorodzinnego albo niewielkiego budynku usługowego wystarcza często pompa ciepła średniej mocy, a precyzyjny dobór powinien wynikać z obliczeń projektowego obciążenia cieplnego, nie z powierzchni podanej w metrach kwadratowych.

W zapytaniach inwestorów często pojawia się pompa ciepła 8kw jako punkt wyjścia do rozmowy o domu o powierzchni typowej dla nowego budownictwa. Taka moc ma sens tylko wtedy, gdy potwierdzają ją obliczenia. Przewymiarowana pompa częściej się włącza i wyłącza, co skraca życie sprężarki, a niedowymiarowana zimą korzysta z grzałki elektrycznej.

W wersji gruntowej dochodzi jeszcze dolne źródło: sondy pionowe albo kolektor poziomy, który na działce z zieloną infrastrukturą trzeba zaplanować razem z ogrodem deszczowym, drzewami i miejscami retencji, żeby się wzajemnie nie wykluczały.

Woda opadowa, ciepło i energia jako jeden system

Zielony dach zatrzymuje część opadu i oddaje go stopniowo przez parowanie, co obniża temperaturę otoczenia i odciąża kanalizację deszczową. Nadmiar wody można kierować do zbiornika retencyjnego i wykorzystywać do podlewania. Pompy do nawadniania i sterowanie mogą pracować w godzinach największej produkcji z fotowoltaiki, co zwiększa autokonsumpcję energii bez dodatkowych magazynów.

Element	Co daje budynkowi	Co trzeba uzgodnić
zielony dach	retencja, chłodzenie, ochrona hydroizolacji	nośność stropu, dostęp serwisowy
fotowoltaika	energia na potrzeby budynku i pompy ciepła	sposób mocowania, rozstaw rzędów
pompa ciepła	ogrzewanie, ciepła woda, chłodzenie latem	moc z obliczeń, miejsce na jednostkę lub dolne źródło

Jednostka zewnętrzna powietrznej pompy ciepła potrzebuje przewiewu i miejsca na odpływ skroplin. Ustawiona w zieleni, z żwirową opaską wokół i bez krzewów tuż przy wymienniku, pracuje cicho i nie przeszkadza w odbiorze przestrzeni wokół budynku.

Kolejność decyzji w projekcie

Najczęstszy błąd to dokładanie elementów po kolei: najpierw pompa ciepła, potem fotowoltaika, a na końcu pomysł na zielony dach, którego strop nie uniesie. Kolejność powinna być odwrotna. Najpierw nośność i układ dachu, potem decyzja o udziale roślinności i modułów, następnie obliczenie zapotrzebowania na ciepło i dobór pompy, a na końcu bilans energii z uwzględnieniem autokonsumpcji.

Instalatorzy kompletują moduły, konstrukcje, pompy ciepła i osprzęt w hurtowniach instalacyjnych. W oddziałach Onninen można dopytać o dobór pompy ciepła do obliczonego zapotrzebowania i o moduły do nietypowych sposobów montażu, co przy dachach biosolarnych ma praktyczne znaczenie.

Zielony dach, fotowoltaika i pompa ciepła lepiej pracują razem, gdy zaplanuje się je od początku jako jeden system. Parametry modułów fotowoltaicznych i pomp ciepła sprawdzisz na www.onninen.pl

Artykuł sponsorowany