Dachbegrünung und Solar
Aktualisiert: 9. Jan. 2022
Gründach und Solaranlage
Eine Kombination beider Systeme ist sehr gut möglich und bewirkt sogar positive Synergieeffekte. So kann die Effektivität der Photovoltaikmodule durch eine Dachbegrünung messbar gesteigert werden. Voraussetzung dafür: Die Solaranlage ist objekt- und fachgerecht eingeplant und umgesetzt.
1. GRÜNDÄCHER UND SOLARANLAGEN EINZELN BETRACHTET
Sowohl Gründächer als auch Solaranlagen bringen bereits als eigenständige Systeme viele Vorteile mit sich.
Vorteile von Gründächern:
schützen die Dachabdichtung vor Witterungseinflüssen, UV-Belastung und Temperaturextremen
speichern Regenwasser, das sonst die Kanalisation belasten würde
wirken wie eine natürliche Klimaanlage für das Gebäude; so kann das Regenwasser verdunsten und damit insbesondere im Sommer die Umgebung kühlen
zugleich sind sie gut fürs Stadtklima
gleichen die Ökologie aus, beziehungsweise fördern die Artenvielfalt, indem sie Pflanzen und Tieren wertvollen Lebensraum bieten
Exkurs:Viel abgeleitetes Niederschlagswasser ist insbesondere bei Mischwassersystemen, die noch immer rund die Hälfte aller Kanalsysteme in Deutschland ausmachen, ein Problem. Denn bei diesen Systemen landet auch das Regenwasser in der Kläranlage und belastet diese zusätzlich.
Hinweis:Jeder Privathaushalt und jedes Unternehmen in Deutschland muss für das Ableiten von Regenwasser in die Kanalisation sogenannte Niederschlagswassergebühren bezahlen. Das bedeutet, je mehr Regenwasser auf dem Grundstück zurückgehalten werden kann, desto günstiger fallen diese Gebühren aus.
Vorteile von Solaranlagen:
nutzen die Sonnenenergie zur CO2-freien Stromerzeugung (Photovoltaik)
oder nutzen die Sonnenenergie für die Warmwasseraufbereitung beziehungsweise unterstützen die Heizung (Solarthermie) – ebenfalls CO2-frei
2. KOMBINATION VON GRÜNDÄCHERN UND SOLARANLAGEN – SYNERGIEEFFEKTE
Lange Zeit war in vielen kommunalen Begrünungs-Vorschriften festgehalten, dass auf eine Begrünung verzichtet werden kann, wenn dafür eine Solaranlage zum Einsatz kommt – das Dach also zur solaren Energiegewinnung genutzt wird. Das hat sich jedoch inzwischen geändert: Heute ist bekannt, dass die Kombination von Gründach und Solarnutzung durchaus sinnvoll ist, denn es ergeben sich zahlreiche Synergieeffekte:
a) Gründachaufbau als Auflast für die Solaranlage
Eine Solaranlage auf einem Dach muss gegen Windsog gesichert werden. Bei unbegrünten Dächern geschieht das durch eine Verankerung, die durch die Dachhaut dringt und Undichtigkeiten verursachen kann. Wird eine Solaranlage jedoch in Kombination mit einem Gründach aufgebaut, so dient der Begrünungsaufbau sowohl als Schutz fürs Dach als auch als Auflast für die Solaranlage. Diese Auflast sichert die Solaranlage so gut vor Windsog, dass eine dachhautdurchdringende Befestigung überflüssig wird.
b) Der Wirkungsgrad von Photovoltaikmodulen ist abhängig von deren Temperatur.
Es gilt die Faustregel: Je wärmer das Modul, desto geringer der Wirkungsgrad. Die Temperatur der sogenannten „Standard Test Conditions“, bei denen Module gemessen werden, liegt bei 25 Grad Celsius. In der Praxis heizen sich Module durch die Sonneneinstrahlung aber stark auf. Eine heiße Oberfläche des Daches, wie zum Beispiel bei dunklen Abdichtungsbahnen oder Kiesdächern, verstärkt die Aufheizung zusätzlich. Dadurch werden Temperaturen von bis zu 90 Grad Celsius erreicht.
Ein Gründach hingegen bleibt auch an heißen Tagen moderat temperiert, die Oberflächentemperatur übersteigt hier kaum 30 bis 35 Grad Celsius.
Die Veränderung der Leistungsfähigkeit der Module in Abhängigkeit der Temperatur wird Temperatur-Koeffizient genannt. Dieser ist produktabhängig und beträgt bei üblichen Solarmodulen bis zu 0,5 Prozent pro Kelvin (K).
c) Gründach plus Solaranlage fördern Artenvielfalt
Bereits begrünte Dächer ohne Solaranlage fördern die Artenvielfalt von Flora und Fauna. Sie bilden einen wichtigen Lebensraum für Insekten und andere Kleinlebewesen und bieten ein zusätzliches Nahrungsangebot. Durch eine Solaranlage, die auf einem Gründach installiert ist, kann die Artenvielfalt noch stärker gefördert werden, da die Solarmodule unterschiedliche Verhältnisse von Licht, Schatten und Feuchtigkeit schaffen. So entstehen unterschiedlichste Standortbedingungen.
d) Gründach plus Solaranlage sorgen für besseren Gebäudeschutz
Das Auflast-Prinzip macht Durchdringungen der Dachhaut überflüssig, die sonst zur Verankerung der Solaranlage notwendig wären. Ebenfalls günstig für den Gebäudeschutz ist, dass sich die Substratschicht gleichmäßig über das Dach verteilt. Dadurch entstehen keine hohen Punktlasten, wie es bei einer Verankerung mit schweren Betonplatten geschehen würde. Zudem bergen solche Betonplatten die Gefahr, dass sie die Dachhaut beschädigen und Wasser ins Gebäude dringt. Eine Auflast dagegen bietet einen zusätzlichen Schutz für das Dach.
Hinweis: Grundsätzlich ist für jedes Dach die konkret erforderliche Auflast im Rahmen einer objektspezifischen Windsogberechnung zu ermitteln. Dabei spielen unter anderem der Standort des Gebäudes (Windzone), die Gebäudehöhe, die Höhe der aufgeständerten Solarmodule und die Nähe zum Dachrand eine wichtige Rolle.
3. WELCHE DACHBEGRÜNUNG EIGNET SICH IN KOMBINATION MIT EINER SOLARANLAGE?
Extensive Dachbegrünung und Solaranlage – Um ihre volle Leistung erbringen zu können, sollten Solaranlagen nicht verschattet werden. Deshalb ist eine extensive Dachbegrünung mit niedrigen Pflanzen wie Moosen, Sedumpflanzen und Sukkulenten am besten für die Kombination geeignet.
Intensive Dachbegrünung und Solaranlage – Eine intensive Dachbegrünung mit höheren Pflanzen bedeutet, dass die Kollektoren höher aufgeständert werden müssen, um nicht verschattet zu werden. Dadurch werden sie jedoch dem Wind stärker ausgesetzt und das kann gefährlich werden.
Retentionsdach und Solaranlage – Diese Kombination ist kein Problem, solange oberhalb des Retentionssystems eine extensive Dachbegrünung erfolgt. Wird eine intensive Dachbegrünung darauf geplant, muss die Solaranlage wieder höher aufgeständert werden, was zu Instabilität bei starkem Wind führen kann.
Hinweis: Achten Sie darauf, dass die Pflanzen den Schatten, der durch die Solarmodule entsteht, gut vertragen.
4. KÖNNEN SOLARANLAGE UND GRÜNDACH AUCH AUF EINEM BESTEHENDEN GEBÄUDE KOMBINIERT WERDEN?
Eine Kombination von Solaranlage und Gründach ist sowohl bei Neubauten als auch im Bestand möglich. Allerdings muss beim Bestand geprüft werden, ob die Statik der Änderung standhält. Dies ist auch der Fall, wenn eine Solaranlage nachträglich auf einem extensiv begrünten Dach installiert wird.
Richtwert: Die Dachfläche muss für eine Last von 100 bis 150 Kilogramm pro Quadratmeter ausgelegt sein.
5. FACHGERECHTE PLANUNG EINER SOLARANLAGE
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.
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 Prozent 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.
Gebäudegeometrie, Gebäudegröße und Höhe
Installationsort der Anlage auf dem Dach; 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 am besten nach dem Auflast-Prinzip geschehen sollte – im Fall eines begrünten Dachs durch den Gründachaufbau. Damit werden hohe Punktlasten und heikle, schlecht kontrollierbare Dachdurchdringungen vermieden.
6. DIE RICHTIGE ANORDNUNG VON SOLARMODULEN AUF EINEM GRÜNDACH
Die Reihenabstände und Neigungswinkel der Module 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 und Verschattungreduzierung ein ausreichender Abstand von der Bepflanzung beziehungsweise Bekiesung zum unteren Ende des Solarmoduls.
Achtung! Nicht alle marktüblichen Systeme ermöglichen diese Bauweise. Die Ausrichtung der Solarmodule ist heute in Richtung Ost-West üblich. Denn im Gegensatz zur Süd-Ausrichtung ermöglicht sie eine gleichmäßigere Stromgewinnung über den Tag (in Anlehnung an den Eigenstromverbrauch tagsüber und zur generellen Netzentlastung). Eine Solaraufständerung in „Sattelbauweise“ weist in der Mitte ihren Hochpunkt, die „Schmetterlingsbauweise“ hingegen hat in der Mitte ihren Tiefpunkt. Dadurch sind die Außenkanten der Module höher und die Bepflanzung darunter besser zugänglich – sowohl für die Pflege als auch für das Regenwasser und die Sonne. Die Begrünung kann so üppiger wachsen als bei der Sattelbauweise.
7. MONTAGE VON SOLARANLAGE UND DACHBEGRÜNUNG: WIE IST DIE REIHENFOLGE?
Vollflächige Verlegung einer Schutz-, Dränage- und Wasserspeicherbahn mit bereits aufkaschiertem Filtervlies oder einer Schutzmatte.
Freie Platzierung der Solarbasisplatten nach Vorgabe des Solateurs – der Fachkraft für den Bau und die Instandhaltung von Solaranlagen.
Sind die Solargrundrahmen montiert, folgen Substrat und die passende Bepflanzung.