PV-Dachsanierung: Wenn Solarteure und Zimmerer zusammenarbeiten
Ein Industriebetrieb wollte für sein Casino ein neues Dach samt Photovoltaikanlage. Beauftragt wurde die Firma Holzbau Siedler aus Haigerloch. Die alte Dachdeckung sowie die alte Traglattung wurden bis zum Sparren abgerissen. Anschließend verlegten die Zimmerer als zweite wasserführende Ebene und als Behelfsdeckung unter der Dachdeckung eine diffusionsoffene, robuste Unterdeckbahn.
Die Divoroll Top RU ist als Unterdeckbahn für den Temperaturbereich von minus 40 Grad Celsius bis plus 80 Grad Celsius zugelassen. Sie kann auch bei zu erwartenden Temperaturen unter einer dachintegrierten Solaranlage funktionssicher bestehen. Der Hersteller gibt darauf eine 15-jährige Funktionsgarantie. Im Garantiefall wird nicht nur das Material ersetzt, sondern auch die durch den Aus- und Einbau entstandenen Lohn- und Materialkosten.
Besonders praxisgerecht ist, dass die Unterdeckbahn die Anforderungen der DIN 4426 als Einrichtung zum Schutz gegen Absturz auf Dächern erfüllt. So gelten Dächer als betretbar für Inspektions- und Wartungsarbeiten an der Dachdeckung (auch an einer Photovoltaikanlage), wenn sie einen lichten Abstand der Dachlatten von mehr als 0,40 Meter aufweisen und wenn diese zusätzlich mit dauerhaften Maßnahmen zur Durchsturzsicherheit ausgestattet sind. Diese Anforderung erfüllt die Divoroll Top RU mit einer Zugfestigkeit von mindestens 450 Newton pro 50 Millimeter.
Die Unterdeckbahn besteht aus einem vierlagigen Verbund mit Polyolefinfilm, -gitter und -spinnvliesen. Sie entspricht den Klassen UDB-A und USB-A der Produktdatenblätter im Regelwerk des Zentralverbands des Deutschen Dachdeckerhandwerks (ZVDH).
Feuchteschutz in der Bauphase
Für den Baustellenablauf ist es günstig, dass die Unterdeckbahn als Behelfsdeckung eingesetzt werden kann und während der Bauphase schon vor eindringender Feuchtigkeit schützt. Die innovative Doppelklebezone im Überlappungsbereich erleichtert die wasser- und winddichte Verklebung. Die Bahn gilt mit einem sd-Wert von 0,03 als diffusionsoffen.
So kann Feuchtigkeit nach außen diffundieren. Die Funktion der Wärmedämmung wird geschützt und eine dauerhaft trockene Dachkonstruktion ermöglicht. Die Lagesicherung erfolgt mit Konterlatten auf den Sparren.
Dachdeckung mit roten Ziegeln
Als Dachdeckung war der Einsatz eines Dachziegels von BMI Braas in mattem Kupferrot vorgesehen. Der Rubin 9V ist ein großformatiger Flachdachziegel, der mit einer Regeldachneigung von 16 Grad auch bei niedrigen Dachneigungen als besonders regensicher gilt.
Durchschnittlich werden nur circa neun Dachziegel pro Quadratmeter benötigt. Das macht den Einsatz des Dachziegels besonders wirtschaftlich. Mit seinem harmonischen Deckbild ergibt sich eine wertige Anmutung.
Aufgrund seines niedrigen Gewichts ist der Dachziegel Rubin 9V besonders handlich und leicht zu verlegen. Zur windsogsicheren Befestigung wurden entsprechende Sturmklammern eingesetzt. Bei der dachintegrierten Solaranlage entschied sich die Bauherrenschaft für eine rahmengebundene Lösung mit dem System BMI Braas PV Indax.
Statt Dachpfannen
Dachintegrierte Solarsysteme zeichnen sich gegenüber der Aufdachmontage durch vollständige Integration in die Dachdeckung aus. Die Module werden anstelle der Dachpfannen eingesetzt und ermöglichen so ein gut gestaltetes und harmonisches Deckbild. Dabei zeigen sich Vorteile für dachintegrierte Lösungen. Im Bereich der dachintegrierten Anlage erübrigt sich die Ziegel- oder Dachsteineindeckung.
Darüber hinaus lassen sich die Photovoltaikelemente besonders schnell und wirtschaftlich verlegen. Die Module der dachintegrierten Systeme sind hinterlüftet: einmal in der Konterlattenebene und zum anderen durch spezielle Lüftungsöffnungen in den Modulen.
Vorhandene Dachlatten nutzbar
So werden mögliche Leistungsverluste durch stärkere Erwärmung der Elemente verhindert. Die Systemlösung PV Indax kann durch ihren auf den vorhandenen Dachlatten aufliegenden Rahmen universell bei allen Dachdeckungen eingesetzt werden und übernimmt die Schutzfunktion einer Dachdeckung bei ansprechender Optik. Alle Anforderungen an Dachdeckungen zum Brandschutz, zur Regensicherheit und Hinterlüftung werden erfüllt.
Vorteilhaft ist, dass dabei die Dachdeckung nicht mit Dachhaken durchdrungen wird und so ihre regensichernde Funktion behält, da die Überdeckungsbereiche der Dachziegel nicht mit Flex oder Hammer bearbeitet werden müssen. Die entstehenden Kräfte aus Windsog und Schneelast werden wie beim Dachziegel direkt in die Tragkonstruktion des Dachstuhls über Lattung und Konterlattung eingeleitet.
Keine zusätzlichen Lasten
Es entstehen keine zusätzlichen Lasten zur eigentlichen Dachdeckung. Das Dach ist in Summe leichter als vor der Sanierung. Dagegen können bei solarer Nachrüstung mit Aufdachsystemen die zusätzlichen Lasten die vorhandene Statik überfordern. Auch müssen keine Leitungen durch die Dachdeckung geführt werden.
Der Einsatz bei einer Aufdachdämmung ist unproblematisch, da keine zusätzlichen Befestigungselemente wie Dachhaken durch das Schichtenpaket geführt werden müssen. Die Module mit einer Nennleistung von 300 Watt und einem Wirkungsgrad von 18,44 Prozent haben eine Decklänge von rund 170 Zentimetern und eine Breite von etwa 100 Zentimetern.
300 Watt je Modul
Das Grundset zum Einbau von zwei Modulen übereinander und zwei Modulen nebeneinander in einem Eindeckrahmen kann zu größeren Einheiten sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung beliebig erweitert werden.
Für die genaue und optisch ansprechende Integration in die Dachdeckung kann das System auch mit Wohnraum-Dachfenstern im Modulraster kombiniert werden. Hilfreich ist, dass die genaue Anlagenprojektierung im konkreten Fall durch die BMI Braas Solarberatung übernommen wird.
Das System ist für hinterlüftete Dachkonstruktionen mit kleinformatigen Bedachungsmaterialien (Dachziegeln oder Dachsteinen) auf Lattung mit Lüftungsebene ausgelegt. Der zulässige Dachneigungsbereich für das Photovoltaiksystem beträgt 16 bis 65 Grad.
Die Solaranlage gilt als vollwertiges Bedachungsmaterial im Sinne einer „harten Bedachung“ nach den Vorgaben der deutschen Landesbauordnungen. Die Regensicherheit und langfristige Funktionssicherheit wurde bei diesem universell einsetzbaren Indachsystem im Windkanal getestet und nachgewiesen.
Einfluss der Verschattung
Durch die niedrige Dachneigung von rund 20 Grad konnten auf dem Casino-Dach neben der Süddachfläche auch die langen Ost- und Westflächen in die Planung der Solaranlage miteinbezogen werden. Die Planung ermittelte nur für die östliche Dachfläche eine Verschattung von zwei Prozent. Die anderen Dachflächen wurden ohne Verschattung geplant.
Der modulare Aufbau des Systems erlaubt den Einbau auch bei gewalmten Dachflächen und in Stufungen. So wird die Dachfläche optimal ausgenutzt. Die Stufungen lassen sich mit sogenannten Sonderecken-Sets realisieren.
Knapp 400 Quadratmeter installiert
Die einzelnen Solarstrommodule werden mit den entsprechenden Eindeckrahmen zu beliebig gestaltbaren Feldern zusammengesetzt. Zur Verschaltung besitzen die Module zwei Solarkabel (eine Plus- und eine Minusleitung) mit Steckern, die verpolungssicher mit den Nachbarmodulen sowie der Anschlussleitung zum Wechselrichter verbunden werden.
Auf dem Dach des Casinos wurden insgesamt 230 Photovoltaikmodule BMI Braas PV Indax 280 mit einer Generatorfläche von rund 392 Quadratmetern und einer Generatorleistung von über 64,4 Kilowatt geplant.
Ablauf der Montage
Die Anlage wurde, abgestimmt auf die Walmdachflächen, auf vier Generatorflächen verteilt. Hier zeigte sich die Flexibilität der dachintegrierten Solaranlage, die sowohl an die Walmdächer wie auch an die großen Lüftungsdurchgänge angepasst werden konnte. Mit dem modular aufgebauten Eindeckrahmen ist die sichere Einbindung in die umgebende Dachdeckung mit dem Dachziegel Rubin 9V möglich.
Zur Festlegung der Modulpositionen teilten die Zimmerer die Dachflächen ein und vermittelten die Position der Modulfelder. Die oberen Eindeckbleche wurden firstseitig auf einer Hilfslatte befestigt. Die Zimmerer befestigten eine Zusatzbohle in der entsprechenden Dachlattenstärke. So ist die praxisgerechte Verlegung und Befestigung der Solarstrommodule in der Dachlattenebene möglich.
Die Hilfsbohlen wurden ergänzend zur Dachlattung auf die Sparren geschraubt. Dabei achteten die Zimmerer auf die exakten Abstände untereinander, damit hier die Module aufgelegt und befestigt werden können.
Sorgfältig abgeschnürt
Entsprechend der Modulbreite, den seitlichen Rahmenelementen sowie den zwischen den Modulen liegenden Drainageschienen wurde das Dach sorgfältig abgeschnürt. Eine Kontrolle auf Rechtwinkligkeit über die Diagonalen der Rahmenschenkel ist dabei sinnvoll.
Sechs Wechselrichter eingebaut
Vor dem Einbau der Module wurden die Strangleitungen zu den insgesamt sechs Wechselrichtern verlegt, die jeweils auf die angeschlossene Leistung der Modulanzahl abgestimmt sind. Die regensichere und winddichte Durchführung der Strangleitungen durch die Dachkonstruktion beziehungsweise die Unterdeckbahn erfolgte fachgerecht mit einer Divoroll Solar-Dichtmanschette.
Auch die vertikale Einteilung des Modulfeldes wurde abgeschnürt. Im vorgegebenen Abstand zur untersten Hilfsbohle legten die Zimmerer die Position der unteren Modulreihe rechtwinklig zu den seitlichen Rahmenteilen fest. Danach konnten die seitlichen Eindeckbleche an den Schnurstrichen ausgerichtet und mit Haften gesichert werden.
Montage des Rahmens
Die Montage des Eindeckrahmens erfolgt bei diesem System vor der Modulmontage von unten nach oben. Das macht es möglich, dass nach der Modulmontage das umliegende Dach nicht mehr begangen werden muss.
Die einzelnen Elemente wurden dabei mit einer Überdeckung regensicher ineinandergeführt. Damit Wasser sicher ablaufen kann, werden dabei die jeweils oberen Drainageschienen in die darunterliegenden gesteckt und mit Drahtstiften im Firstbereich fixiert.
Die beiliegenden Schaumkeile wurden von den Dachhandwerkern direkt hinter der Firstbefestigung der Drainageschiene zur Vermeidung von eindringendem Wasser aufgeklebt.
Verlegung der Module
Anschließend erfolgte die Montage der firstseitigen Eindeckbleche von links nach rechts. In den fertiggestellten Eindeckrahmen wurden die Photovoltaikmodule eingelegt. Dabei erfolgt die Verlegung von oben nach unten.
Für den Einbau in die nächste darunterliegende Reihe wird das Modul in den Rahmen des darüberliegenden Moduls eingeschoben.
Sicher gegen Windsog und Schubkräfte
Anschließend werden die Module durch die Befestigungslöcher auf der Hilfsbohle windsogsicher und gegen Schubkräfte gesichert verschraubt.
Vor dem Verlegen der untersten Modulreihe wurden die traufseitigen Eindeckbleche überlappend von rechts nach links verlegt. Die unterste Reihe der Module wurde auf diesen traufseitigen Eindeckblechen verschraubt. Nach dem Beidecken der Dachziegel konnte die flexible Schürze angeformt und auf den Dachziegeln fixiert werden.
Den Schnee abfangen
Zur Verkehrssicherung wurde ein abgestimmtes Schneesicherungssystem mit einer auf die Dachdeckung abgestimmten Schneefangpfanne und Schneefanggitter eingebaut. Um die Dachfläche effektiv als Generatorfläche nutzen zu können, wurde das Schneesicherungssystem in der ersten Traufreihe eingebaut. So werden die Besucher des Casinos gegen abrutschende Schneemassen geschützt.
Die energetische Bilanz
Die Kalkulation der Anlage wird getragen vom Eigenverbrauch. Die Ergebnisse einer Modellrechnung sehen dabei vor, dass der Solargenerator 56.745 Kilowattstunden pro Jahr an elektrischer Energie produziert.
Der Sonnenstrom wird im Betrieb selbst verbraucht. Dies ist an dem Produktionsstandort kein Problem. Durch die Produktion von umweltfreundlichem Sonnenstrom werden etwa 34.000 Kilogramm Emissionen von Kohlendioxid vermieden. Zudem macht sich der Betreiber von der Entwicklung der Strompreise am Markt unabhängig.
Bei einer kalkulierten Gesamtkapitalrendite liegt der Amortisationszeitraum bei 13,7 Jahren. Die Stromgestehungskosten liegen bei elf Cent je Kilowattstunde und damit weit unter dem Preis des örtlichen Energieversorgers.
Sauberer Solarstrom vom Dach
Solarer und somit sauberer Strom vom Dach ist nicht nur ökologisch sinnvoll, vielmehr ist er auch eine wirtschaftliche Alternative. Inklusive der gelungenen Integration in die Dachfläche ist die Photovoltaikanlage ein Beitrag zur guten Dachgestaltung sowie zur nachhaltig regensicheren Funktionsfähigkeit der gesamten Dachdeckung.
In Kooperation mit einem Dachdecker oder Zimmerer kann so auch der Solarteur mit dachintegrierten Anlagen bei seiner Kundschaft mit gelungener Dachgestaltung punkten. Die Partnerschaft der Gewerke am Gebäude eröffnet dem Kunden neue Möglichkeiten, qualitativ hochwertige Solarsysteme zu nutzen.
www.braas.de/produkte/solarsysteme/photovoltaik--solarstrom-vom-dach/br…
ZVDH
Neues Merkblatt für Schneeschutzsysteme
Mit den aktualisierten „Hinweisen zur Lastenermittlung“ und dem neuen „Merkblatt für Einbauteile bei Dachdeckungen“ des ZVDH werden die Anforderungen an Schneeschutzsysteme für das geneigte Dach formuliert. Sie schützen Passanten unter anderem vor abrutschenden Schneelawinen, die vor allem im Frühjahr gefährlich werden können.
Für den Einsatz von Schneefangsystemen ergibt sich eine generelle statische Nachweispflicht. Schneefangsysteme werden dabei als „Widerstandsseite“ und die Schneelast als „Belastungsseite“ betrachtet. Diese Betrachtung erfolgt objektspezifisch und berücksichtigt die jeweilige systembezogene Tragfähigkeit nach Angabe durch den Hersteller des Schneefangsystems. Sie ist dem Datenblatt des Systems zu entnehmen.
Für eine Berechnung sind als Parameter die Schneelastzone (entsprechend der Schneelastkarte DIN EN 1991-1-3), die Geländehöhe über NN, die Dachneigung sowie die Sparrenlänge erforderlich. Die Planung wird mit einem Onlinetool des Herstellers unterstützt.
www.braas.de/services-fuer-profis/programme-fuer-profis/schneefang
Dieser Beitrag von Horst Pavel und Matthias Willinger ist zuerst erschienen in photovoltaik 03/2020. Horst Pavel leitet die Anwendungstechnik Steildach bei BMI in Deutschland und Matthias Willinger ist Produktmanager Solar bei BMI in Deutschland.
