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. Darüber hinaus 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“ nach dem Auflastprinzip geschieht. Diese Bauweise vermeidet hohe Punktlasten und heikle, schlecht kontrollierbare Dachdurchdringungen.
Bild: ZinCo GmbH
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Lastenverteilung
Die prinzipielle Bauweise sieht so aus, dass die Solarmodule auf den sogenannten Solargrundrahmen SGR verschraubt sind, welche ihrerseits auf einer 1 × 2 m großen stabilen Solar-Basisplatte SB 200 montiert sind. Ein Windverband stabilisiert die Elemente untereinander. 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.
In vielen Fällen gelingt 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 Lösung eignet sich auch gezielt für windsoggefährdete Bereiche, ohne ein Mehr an Substrat zur Lagesicherung aufbringen zu müssen.
Bild: ZinCo GmbH
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Flexibel in der Anordnung
Die beschriebene Variante zur Kopplung der Solarbasisplatten bringt einen weiteren Vorteil mit sich: Sie erlaubt nämlich Alternativen, wenn die Reihenabstände der Module in einer anderen Weise gewünscht sind, als es die Solarbasisplatten mit ihren 1 × 2 m 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 sich die Solarmodule nicht gegenseitig verschatten 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 weitgehend 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 tröpfelt übrigens auch mehr Regenwasser unter die Module, und auch mehr Sonnenstrahlen erreichen die Begrünung, was die Pflanzen mit üppigem Wuchs zu danken wissen.
Eine Ost-West-Ausrichtung verspricht zudem im Gegensatz zur Süd-Ausrichtung eine gleichmäßigere Stromgewinnung über den Tag (in Anlehnung an den Eigenstromverbrauch tagsüber und zur generellen Netzentlastung). Ganz nebenbei ist der Ertrag größer, da sich bei Sattel- oder Schmetterlingsbauweise mehr Modulfläche auf dem Dach generieren lässt. Es passen im Übrigen immer genau zwei Solargrundrahmen auf eine Solarbasisplatte.
Bild: Garten Moser
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. Die geschlossene und somit sehr stabile Aluminiumkonstruktion des Rahmenträgers ist statisch geprüft und standardmäßig in 5°-Schritten von 5° bis 45° Neigung erhältlich. Die Vorlochung passt für alle gängigen Module und Kollektoren, für sehr lange Module sind Adapterprofile vorgesehen. Auch für unebene Dächer hat ZinCo mit dem zusätzlichen Solargrundrahmen SGR-HV eine passende Lösung im Programm, die eine stufenlose Höhenverstellung bis zu 21 cm erlaubt.
Integrierte Absturzsicherung
Ein Zusatznutzen der Solarbasisplatten ist die implementierbare Absturzsicherung. Eine solche 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 für alle Arbeiten im Randbereich bestens gesichert.
Und was bringt das Gründach?
Was die Vorteile eines Gründaches angeht, lässt sich so einiges aufzählen: Schutz der Dachabdichtung und Wärmedämmung des Gebäudes, dazu Regenwasserrückhalt und Klimaverbesserung sowie Lebensraum für Pflanzen und Tiere. Auch in Bezug auf eine Photovoltaikanlage gibt es diesen Mehrwert: Während sich ein Kiesdach im Hochsommer schnell bis zu 90 °C aufheizt, bewirkt die Bepflanzung eine vergleichsweise moderate Umgebungstemperatur von nur 30 °C bis 35 °C. Da die Leistungsfähigkeit von Photovoltaikmodulen – je nach Produkteigenschaft – mit jedem Kelvin um 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 G 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.
ZinCo GmbH
72622 Nürtingen
Tel. (0 70 22) 6 00 30
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Bild: ZinCo GmbH
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