Solar und Grün passen(d) aufs Dach

Für die fachgerechte Planung einer Solaranlage, die auf einem Flachdach idealerweise mit einer extensiven Dachbegrünung kombiniert wird, sind eine ganze Reihe unterschiedlicher Einflussfaktoren von Bedeutung.

Das betrifft zuallererst den Standort des Gebäudes, also Windzone, Meereshöhe und die sogenannte Geländekategorie. Diese reicht von Kategorie 1 „freistehend in flachem Land ohne Hindernisse“ bis Kategorie 4 „Stadtgebiete, bei denen mindestens 15% der Fläche mit Gebäuden bebaut sind, deren mittlere Höhe 15 m überschreitet“. Selbstredend treten bei einem exponierten Standort weit höhere Sog- und Druckkräfte durch Wind oder Sturm auf. Darüberhinaus spielen die Gebäudegeometrie, Gebäudegröße und Höhe eine Rolle sowie die Frage, wo genau auf dem Dach die Anlage installiert werden soll, also im Innen-, Rand- oder Eckbereich. Mit Blick auf die Anlage selbst ist jeweils ihr Außenbereich besonders windsoggefährdet.

Ausgelegt auf die objektspezifischen Gegebenheiten muss also die Solaranlage sturmsicher verankert werden, was beim ZinCo-Systemaufbau „SolarVert“ intelligenterweise nach dem Auflastprinzip geschieht. Diese Bauweise vermeidet hohe Punktlasten und heikle, schlecht kontrollierbare Dachdurchdringungen.

Lastenverteilung

Die prinzipielle Bauweise sieht so aus, dass die Solarmodule auf den sogenannten Solargrundrahmen SGR verschraubt sind, welche ihrerseits auf einer 1 x 2 Meter großen stabilen Solarbasis-Platte SB 200 montiert und per Windverband untereinander stabilisiert sind. Die nötige Auflast zur Lagesicherung erbringt die Substratschicht im Begrünungsaufbau oder alternativ eine Kiesschüttung. Für diese im statischen Nachweis zuvor ermittelte Mindestauflast ist selbstverständlich das Trockengewicht des Substrats entscheidend.
Auf der anderen Seite muss die Dachkonstruktion aber auch alle Lasten tragen können und bei dieser Berechnung gibt das Gewicht des Substrats im wassergesättigten Zustand den Ausschlag. Hinzu können Schneelasten kommen. Handelt es sich um einen Neubau, wird das Dach von Beginn an auf alle ständigen (Eigengewichtslasten) und veränderlichen Lasten (Windkräfte) ausgelegt. Möglich ist oft auch der nachträgliche Einbau einer Solaranlage plus Dachbegrünung, denn ZinCo bietet auch bei geringen statischen Lastreserven des Daches geeignete Lösungen durch die Kopplung der Solarbasisplatten mit Aluprofilen. Dabei werden die Basisplatten in einer Reihe auf Stoß verlegt, mit den Solar-Koppelungsprofilen KP 40/40 verbunden und in diesen Profilen die Solargrundrahmen befestigt. Diese excellente Lösung lässt sich gezielt auch einfach in windsoggefährdeten Bereichen anwenden, ohne ein Mehr an Substrat zur Lagesicherung aufbringen zu müssen.

Flexibel in der Anordnung

Die beschriebene Variante zur Kopplung der Solarbasisplatten bietet einen weiteren Vorteil, wenn nämlich die Reihenabstände der Module in einer anderen Weise gewünscht sind, als es die Solarbasisplatten mit ihren 1 x 2 Metern Grundfläche zunächst ermöglichen. Die Detailplanung des Solateurs umfasst diese Reihenabstände sowie Neigungswinkel und Verlegerichtungen der Solarmodule (hochkant oder liegend) abhängig von ihrer Größe. Reihenabstände und Neigungswinkel werden grundsätzlich so geplant, dass eine gegenseitige Verschattung der Solarmodule vermieden wird und die Anlage für Wartung und Pflege zugänglich bleibt. Empfehlenswert sind zwecks Zugänglichkeit auch mindestens 35 cm Abstand von der Bepflanzung bzw. Bekiesung zum unteren Ende des Solarmoduls. Nicht alle marktüblichen Systeme ermöglichen diese Bauweise.
Bei der heute zunehmend üblichen Anordnung einer Solaranlage in Ost-West-Ausrichtung sind jeweils zwei Modulreihen dicht an dicht verlegt und nur von der jeweiligen Außenkante zugänglich. Eine Solaraufständerung in „Sattelbauweise“ weist in der Mitte ihren Hochpunkt auf und die „Schmetterlingsbauweise“ vice versa den Tiefpunkt. Folgerichtig sind im letzteren Fall die Außenkanten hoch (circa 70 cm Abstand zum Boden) und damit der Bereich unter den Modulen besser zugänglich. In diesem Fall gelangt übrigens auch mehr Regenwasser sowie Sonne unter die Module und lässt eine Begrünung dort üppiger wachsen.
Eine Ost-West-Ausrichtung ermöglicht im Gegensatz zur Süd-Ausrichtung eine gleichmäßigere Stromgewinnung über den Tag (in Anlehnung an den Eigenstromverbrauch tagsüber und zur generellen Netzentlastung). Zudem ist der Ertrag größer, da mehr Modulfläche realisierbar ist. Es passen im Übrigen immer genau zwei Solargrundrahmen auf eine Solarbasisplatte.

Durchdacht im Detail

Die Typenstatik des Solargrundrahmens SGR ist so bemessen, dass zusätzlich zum Winddruck die Rahmen für Photovoltaik (Eigengewicht ca. 18 kg/m²) und für Solarthermie (ca. 50 kg/m²) gleichermaßen passen. Ihre geschlossene Aluminiumkonstruktion erzielt hohe Festigkeit und Steifigkeit. Die statisch geprüften Rahmenträger sind standardmäßig in 5°-Schritten von 5° bis 45° Neigung erhältlich und durch Vorlochung für alle gängigen Module und Kollektoren einsetzbar. Speziell für lange Module sind Adapterprofile vorgesehen. Selbst für ein unebenes Dach bietet ZinCo eine passende Lösung, und zwar mit dem zusätzlichen  Solargrundrahmen SGR-HV, der eine stufenlose Höhenverstellung bis zu 21 cm erlaubt.

Integrierte Absturzsicherung

Einen weiteren Zusatznutzen bietet ZinCo dadurch, dass die Solarbasisplatten gleichzeitig eine Absturzsicherung implementieren können. Diese ist bei Arbeiten auf Dächern mit einer Absturzhöhe von mehr als zwei Metern gesetzlich vorgeschrieben. Da Solaranlagen bis nahe an den Dachrand gebaut werden, um eine möglichst große Fläche auszunutzen, ist der Randbereich zwingend zu sichern. Ideal ist die benutzerfreundliche Schienenlösung Fallnet SB 200-Rail. Wer sich mit seiner persönlichen Schutzausrüstung an dem auf der Schiene beweglichen Läufer einhängt, ist gesichert für alle Arbeiten im Randbereich.

Und was bringt das Gründach?

Grundsätzlich aufzuzählen ist vieles: Schutz der Dachabdichtung und Wärmedämmung des Gebäudes, dazu Regenwasserrückhalt und Klimaverbesserung sowie Lebensraum für Pflanzen und Tiere. Und in Bezug auf eine Photovoltaikanlage gibt es diesen Mehrwert: während sich ein Kiesdach im Hochsommer schnell bis zu 90° aufheizt, bewirkt die Bepflanzung eine vergleichsweise moderate Umgebungstemperatur von nur 30° bis 35°C. Da die Leistungsfähigkeit von Photovoltaikmodulen mit jedem Kelvin um (produktabhängig) bis zu 0,5 % abnimmt, steigert eine Dachbegrünung messbar den Gewinn der Anlage.

Gebaut wird die Dachbegrünung im Systemaufbau „SolarVert“ auf Basis der vollflächig verlegten Dränage- und Wasserspeicherbahn Fixodrain^® XD 20 mit bereits aufkaschiertem Filtervlies. Dies ermöglicht die freie Platzierung der Solarbasisplatten nach Vorgabe des Solateurs. Dank des vollflächigen Unterbaus kann vor Ort auch problemlos nachjustiert werden. Sind die Solargrundrahmen montiert, folgen Systemerde „Sedumteppich“ und die passende Bepflanzung.

So passen Solar und Grün wunderbar gemeinsam aufs Dach.

Autor: Martin Holland, Leiter Anwendungstechnik ZinCo