Solaranlage auf dem Flachdach

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Heutige Flachdächer werden immer seltener im ursprünglichen Zustand belassen. Viele Hausbauer setzen auf Begrünung oder versuchen, die Fläche durch Photovoltaik möglichst sinnvoll zu nutzen. Wir erklären, was man in diesen Fällen beachten muss und wie sich beide Varianten kombinieren lassen.

Vorteile einer Solaranlage auf dem Flachdach

Eine Photovoltaikanlage wird völlig anders auf einem Flachdach montiert als auf einem herkömmlichen Dach. Während auf Schrägdächern der Neigungswinkel durch die Dachneigung vorgegeben ist und die Photovoltaik-Module direkt auf dem Dach befestigt werden, benötigt man auf einem Flachdach ein spezielles Gestell (die horizontale Anbringung unmittelbar auf dem Dach wäre sehr ineffizient). Dadurch können Neigungswinkel und Ausrichtung optimal gewählt werden.

Bei der Aufstellung muss, um die gegenseitige Verschattung zu verringern, ein bestimmter Abstand zwischen den Modulen eingehalten werden. Nach der Montage sorgt dieser Abstand dafür, dass die Solarmodule von allen Seiten zugänglich sind, was die Wartung erleichtert. Zudem sind Flachdächer im Gegensatz zu Schrägdächern meist ohne weiteres begehbar. Auch das vereinfacht Installation, Reinigung und Reparatur.

Die Montage auf einem Ständer sorgt außerdem dafür, dass die Solaranlage von allen Seiten frei belüftet wird, was die Kühlung der Module und damit den Wirkungsgrad der Photovoltaik-Anlage verbessert.

Solaranlage und Flachdach – das müssen Sie beachten

Das größte Problem bei der Aufstellung einer Solaranlage auf Flachdächern ist die Befestigung. Während Schrägdächer die Windlast prinzipbedingt problemlos aufnehmen, müssen Gestelle auf Flachdächern speziell gesichert werden. Die naheliegende Variante, das Gestell dafür einfach am Flachdach festzudübeln, ist sehr ungünstig. Dabei müssten nämlich Löcher in die Abdichtungsschicht des Dachs gebohrt werden, was viele potenziell undichte Stellen bedeuten würde. Dieses Verfahren wird daher nur angewendet, wenn das Flachdach nicht über genügend Tragfähigkeit für die Lagesicherung durch Auflast verfügt.

Bei diesem Verfahren werden schwere Gewichte auf dem Flachdach ausgelegt und die Solaranlage daran befestigt. Die genaue Art des Gewichts hängt vom Verfahren ab – möglich ist z. B. das Gießen eines Fundaments, die Verlegung von Betonplatten oder die Aufstellung von mit Kies gefüllten Wannen. Zudem existieren Zwischenformen, bei denen die Konstruktion auf die Dachhaut geklebt wird, ohne sie zu durchstoßen.

Dachbegrünung und Gründach

Bei einem Gründach wird die Dachfläche mit einem speziellen Substrat bedeckt, das das Wachstum verschiedener Pflanzenarten ermöglicht. Bei der sogenannten intensiven Dachbegrünung werden Stauden oder sogar Bäume angepflanzt, während man sich bei extensiver Dachbegrünung mit Gräsern, Moosen und ähnlich niedrig wachsenden Pflanzen begnügt. Die Bepflanzung wirkt als Isolierschicht und hilft, das Haus im Sommer kühl zu halten. Zudem schützt sie die Dachabdichtung vor physikalischen und chemischen Beanspruchungen und verlängert dadurch die Lebensdauer der Abdichtung.

Auch ökologisch betrachtet ist ein Gründach sehr vorteilhaft, da es dem Klimaschutz dient und der einheimischen Fauna zusätzlichen Lebensraum bietet. Immer mehr Gemeinden und Bundesländer schreiben deshalb die Dachbegrünung in bestimmten Situationen (z. B. wenn kein Garten vorhanden ist) vor oder arbeiten an entsprechenden Regelungen.

Flachdach richtig begrünen

Um Schäden am Gebäude zu vermeiden, ist ein sorgfältiges Vorgehen bei der Dachbegrünung unerlässlich. Zu Beginn der Planung sollte geklärt werden, wie tragfähig die Dachkonstruktion ist.

Die Tragfähigkeit bestimmt nicht nur, ob die Begrünung überhaupt möglich ist, sondern auch die möglichen Arten.

So benötigen etwa intensive Begrünungen eine viel dickere und schwerere Erdschicht als extensive Varianten, die mit einem dünnen Substrat auskommen. Ist ein Wärmedämmstoff auf dem Dach verlegt, muss auch seine Druckfestigkeit geprüft werden. Zudem muss man klären, ob Dachhaut und Wärmedämmung auch dem Windsog, der auf sie einwirkt, standhalten können.

Abdichtung

Eine wichtige Rolle nimmt auch die Abdichtung des Daches ein. Sie muss wurzelfest sein, mechanische Beanspruchungen bei der Begrünung unbeschadet überstehen und stehende Feuchtigkeit zuverlässig zurückhalten. Letzteres ist insbesondere bei lose verlegten Dichtbahnen kritisch – hier muss sichergestellt sein, dass Wasser nicht unter die Bahnen laufen kann. Diffusionssperren sollten über einen besonders hohen Sperrwert verfügen, intelligente Dampfsperren oder Klimamembranen sind in der Regel ungeeignet.

Entwässerung

Zum Schutz der Begrünung vor Wurzelfäule durch stehendes Wasser muss für eine ausreichende Entwässerung gesorgt werden. Hierfür wird unter dem Substrat eine Drainageschicht verlegt.

Damit das Wasser vom Dach abfließen kann, müssen Regenrinnen und Dachabläufe regelmäßig kontrolliert und ggf. gereinigt werden.

Pflege

Zuletzt darf nicht vergessen werden, dass es sich um Pflanzen handelt von denen die Rede ist. Sie bedürfen regelmäßiger Pflege. Dazu zählen das Mähen oder Zurückschneiden sowie die Bewässerung bei längeren Trockenperioden. Wenn von vornherein klar ist, dass die Pflege nur sehr sporadisch oder gar nicht erfolgen wird, sollte man auf besonders robuste und pflegeleichte Pflanzenarten zurückgreifen.

Wichtig auch: bei von Laien ausgeführten Arbeiten ist eine Absturzsicherung unerlässlich. Die sicherste Variante bildet ein Geländer mit ausreichender Höhe, alternativ können Schienen zur Befestigung von Absturzsicherungen montiert werden.

Gründach mit Solaranlage

Gründach und Photovoltaikanlage schließen sich keineswegs gegenseitig aus, sondern können meist ohne weiteres kombiniert werden.

Diese Möglichkeit wird manchmal übersehen, u. a. weil kommunale Begrünungsordnungen oft Befreiungen von der Begrünungspflicht enthalten, falls stattdessen eine Solaranlage auf dem Dach installiert wird. In Wahrheit jedoch ist die Kombination beider Varianten der Dachgestaltung äußerst vorteilhaft.

In Kombination günstiger

Der erste Vorteil ergibt sich daraus, dass die Begrünung durch ihr Eigengewicht als Auflast für die Lagesicherung dienen kann. Dadurch fallen die Kosten für die Kombination geringer aus als die Summe der Kosten für Solaranlage und Begrünung. Im Vergleich zu herkömmlichen Befestigungssystemen ist zudem vorteilhaft, dass die Last auf die gesamte Dachfläche verteilt wird, statt z. B. mit Betonklötzen punktförmige Lasten zu erzeugen.

Für eine besonders bequeme und kostengünstige Installation gibt es Kombisysteme auf dem Markt. Diese bestehen meist aus Kunststoffplatten und Aluminiumprofilen, ermöglichen die Verschraubung des Gestells und dienen gleichzeitig als Drainageschicht für die Begrünung. Wesentlich bedeutsamer als die Kosteneinsparungen bei gleichzeitiger Anbringung ist jedoch die Effizienzsteigerung der Photovoltaikmodule.

Mehr Effizienz

Der Wirkungsgrad von Solarzellen sinkt bei höheren Temperaturen um etwa 0,5 % je Kelvin. Bei der Installation auf einem nackten Flachdach wird ein erheblicher Teil der Sonnenwärme von unten auf das Modul reflektiert oder vom aufgeheizten Dach wieder abgestrahlt. Im Extremfall sind dadurch Leistungsverluste von bis zu 20 % möglich.

Die Begrünung absorbiert die Wärmestrahlung, statt sie zu reflektieren, und heizt sich dabei selbst wesentlich weniger auf als eine nackte Dachfläche (35°C verglichen mit 80°C und mehr bei freiliegender Bitumenabdichtung). Dadurch bleiben die Solarmodule deutlich kühler und ihr Wirkungsgrad steigt.

Versuchsreihen eines Herstellers für Dachbegrünungen haben im Jahresdurchschnitt einen Temperaturunterschied von ca. 8 Grad ergeben, woraus eine Leistungssteigerung von ca. 4 % resultiert. Zusammen mit den allgemeinen Vorteilen einer Dachbegrünung macht das die Kombination aus Gründach und Solaranlage zu einer ausgezeichneten Möglichkeit, zum Klimaschutz beizutragen.