Georgensgmünd ist ein malerischer Ort in Mittelfranken, nur wenige Kilometer südlich von Nürnberg. Wie überall in Franken dominiert auch hier die evangelische Konfession. Erst seit 1932 gibt es auch ein Gotteshaus für die kleine katholische Gemeinde, benannt nach dem heiligen Wunibald.
Das ursprüngliche Gebäude wurde nach dem Zweiten Weltkrieg ersetzt, als die katholische Bevölkerung durch Neuankömmlinge aus Ostpreußen, Brandenburg und Schlesien schlagartig größer wurde. Die 120 Plätze der einstigen Kirche St. Wunibald reichten nicht mehr aus. Der Neubau wurde 1966 eingeweiht. Neben der hervorragenden Akustik bietet die Kirche jetzt Platz für 400 Gläubige.
Elektroheizung eingebaut
Die neue Kirche war ein architektonisches Kleinod im Ort. Mit dem frei stehenden Glockenturm und dem hohen, steilen Dach vereint sie den traditionellen Baustil der Region mit moderner Architektur. „Sie ist in einem typischen Stil errichtet, wie fränkische Bauernhäuser vor 250 Jahren gebaut wurden“, erklärt Johannes Wunram. Er hat von der Kirchenverwaltung als Architekt den Auftrag bekommen, das Betonbauwerk aus den 1960er-Jahren vollständig zu sanieren.
Zunächst war die Rekonstruktion des Inneren der Kirche an der Reihe. „Wir haben dabei auch die Heizung komplett erneuert“, erinnert sich Johannes Wunram. Die alte Umluftheizung wurde durch eine elektrische Heizung ersetzt, die unter den Kirchenbänken entlangläuft.
Aufdachanlage abgelehnt
Diese sogenannte Unterbankheizung war zwar energiesparender, aber eben eine Stromheizung. „Deshalb hat mich die Kirchenverwaltung gefragt, ob bei der ebenfalls anstehenden Dachsanierung eine Photovoltaikanlage eingeplant werden könnte“, sagt der Architekt.
Tatsächlich musste die Hülle der Kirche ebenfalls komplett runderneuert werden. Denn das gesamte Dach war mit den für die 1960er-Jahre durchaus gängigen Beton-Asbestfaserplatten gedeckt, die inzwischen aber als Sondermüll eingestuft werden und zu entsorgen sind.
Keine Kompromisse
Die Kirchenverwaltung hatte schon Erfahrungen mit der Photovoltaiktechnologie. Denn auf dem Pfarramt stromt schon seit 2009 eine Aufdachanlage. „Eine solche aufgesattelte Photovoltaikdachanlage für das Kirchendach kam für mich aber nicht infrage, das passte nicht zum Gebäude“, betont Wunram. „Prinzipiell habe ich die Idee einer Solaranlage tatkräftig unterstützt. Aber für mich kam nur eine Indachlösung infrage.“
Schließlich hat die Dachintegration gleich mehrere Vorteile. Sie ist die ästhetisch bessere Lösung, da sie optisch mit dem Dach verschmilzt. Vor allem wenn – wie auch in Georgensgmünd – monokristalline Glas-Glas-Module verwendet werden, verschwindet die Technologie aus der Wahrnehmung des Betrachters des Gebäudes. Da sie in der Regel einen schmalen schwarzen Rahmen haben, entsteht eine homogene Fläche auf dem Dach. Selbst wenn nur ein Teil mit Solarmodulen versehen und der Rest mit schwarzen Dachziegeln gedeckt ist, fügen sie sich nahezu perfekt in das Gesamtbild ein.
Dazu kommt noch, dass die Anlage die Dachhaut selbst ist und nicht mehr nur eine Technologie zur Stromerzeugung. Dieser Doppelnutzen ist vor allem für Dächer perfekt, die ohnehin saniert oder erneuert werden, wie hier in Georgensgmünd. Deshalb war die Idee einer Aufdachanlage schnell vom Tisch.
Homogene Dachfläche geschaffen
Auch die Idee, nur einen kleinen Teil des Daches mit Solarmodulen zu belegen und den Rest mit Betonfaserplatten zu decken, lehnten die Kirchenverwaltung und der Architekt rundweg ab. Das sollte dann so aussehen wie ein Briefmarke, die auf einem Kuvert klebt. „Diese Lösung wäre zum einen aber eine optische Katastrophe gewesen und zum anderen wäre der Ertrag einer solchen kleinen Anlage zu gering gewesen“, sagt Johannes Wunram.
Deshalb hat er sich auf die Suche nach einer Indachlösung gemacht. Einige Umwege über verschiedene Anbieter und Installationsunternehmen, die aber alle entweder nicht die richtige Lösung parat hatten oder sich gar nicht zurückmeldeten, waren notwendig, um fündig zu werden.
In Rothenburg ob der Tauber, etwa 70 Kilometer westlich von Georgensgmünd, hat er mit Oliver Hille, Abteilungsleiter Solartechnik bei Baumann, über das Projekt gesprochen. „Ich habe ihm das Easy-In-System von Solarwatt gezeigt“, erinnert sich der Solarfachmann. „Ein entsprechendes Muster des Systems kam auch bei der Kirchenverwaltung gut an“, ergänzt Johannes Wunram.
Das System des Dresdner Herstellers erfüllte nämlich genau die Vorgaben, die sowohl der Architekt als auch die Kirchenverwaltung an die Solaranlage hatten. Die monokristallinen, vollkommen schwarzen Module verstecken die Solartechnologie gut.
Auf die Dachlattung geschraubt
Sie haben nur einen schmalen Aluminiumrahmen, der schwarz eloxiert ist. Damit erreicht der Architekt die gewünschte homogene Dachfläche. „Außerdem lässt sich das System gut handhaben und schnell installieren“, weiß Oliver Hille.
Denn das eigentliche Montagesystem ist gleich auf der Rückseite des Moduls angebracht. Damit spart sich der Installateur den Aufbau einer separaten Unterkonstruktion. Die Module werden einfach mit speziellen Winkeln auf die Dachlattung geschraubt.
Dabei überlappen die Paneele jeweils das darunterliegende Modul. Diese Installationsweise, die auch von Dachziegeln her bekannt und seit Jahrhunderten bewährt ist, sorgt dafür, dass Regen- und Schmelzwasser vom First bis zur Traufe abfließen kann, ohne in das Dach einzudringen. Ein Gummidichtband, das bei der Installation über die obere Kante der Module gezogen wird, sorgt dafür, dass das Dach auch sicher dicht bleibt.
Module bis zum First
Auf diese Weise wurde auch die Anlage in Georgensgmünd aufgebaut. „Wir haben die Anlage für das komplette Dach ausgelegt, vom First bis zur Traufe“, sagt Oliver Hille.
Doch am Ende blieben an der Traufe etwa 1,20 Meter übrig. Da die Module von Solarwatt aber fast 1,63 Meter hoch sind, hätte der Dresdner Hersteller entweder Sonderanfertigungen oder Dummymodule herstellen müssen. „Da das nicht ging, haben wir für den Reststreifen des Daches bis zur Traufe die normalen Faserzementplatten installiert, mit denen auch die nach Nordwesten ausgerichtete Dachhälfte gedeckt ist. Erst darüber beginnt die Solaranlage“, erklärt der Architekt. „Selbst damit ist die Photovoltaik in die gesamte Dachoptik gut integriert und die Module stellen im Verbund mit den Zementfaserplatten keinen Fremdkörper dar.“
Anschlüsse angepasst
Die Höhe der Faserplatten ist so berechnet, dass die darüberliegende Solaranlage bündig am Dachfirst abschließt. Damit diese Integration perfekt gelingt, mussten auch die Anschlüsse zwischen Solaranlage und dem First, den Ortgängen sowie den Faserzementplatten am unteren Rand des Daches neu geplant werden.
Denn da die Module mit einem Aluminiumrahmen versehen sind, konnten die Spengler diese Anschlüsse nicht wie geplant mit Kupferblech realisieren. Stattdessen griff der Architekt auf schwarz pulverisierte Edelstahlbleche zurück, damit es nicht zur elektrochemischen Korrosion kommt.
Sparren zusätzlich verschraubt
Zudem lag unter den alten Asbestfaserplatten keinerlei Wärmedämmung. Das neue Dach sollte aber dem heutigen energetischen Standard entsprechen. Deshalb wurde bei der Sanierung des Dachstuhls eine komplette Wärmedämmung eingebracht. Beim Abnehmen der alten Dachhaut gab es aber eine Überraschung.
Denn entgegen der ursprünglichen Statik haben die Planer festgestellt, dass alle Sparren zwischen den Betonbindern am jeweiligen Auflager ausgeklinkt waren. Mit diesen statisch geschwächten Sparren sank die mögliche Last, die das Dach tragen konnte. Deshalb mussten die ausgeklinkten Sparren zusätzlich verschraubt und die gesamte Dachkonstruktion statisch neu berechnet werden.
Da das Dach mit seinen 54 Grad sehr steil ist, sind auch die Ortgänge an den beiden Seiten des Gebäudes mit 18 Metern extrem lang. Dadurch entsteht eine riesige Fläche, die komplett hinterlüftet werden muss, damit sich die Wärme hinter den Modulen nicht staut.
Das ist nicht nur für die Leistung wichtig, denn gerade kristalline Solarmodule verlieren viel davon, wenn sie warm werden. Auch zum Schutz der Wärmedämmung sowie für den Brandschutz muss die Abwärme weg.
Gut hinterlüftet
Zwar ist die Hinterlüftung in die Module integriert, damit die Problematik des Wärmestaus gar nicht erst aufkommt. Zusätzlich wurde die Konterlattung aber von ursprünglich 40 bis 60 auf 80 bis 100 Millimeter erhöht, damit hinter den Modulen genug Platz für die Hinterlüftung ist. Dadurch entsteht an der Traufe und am First ein Spalt von jeweils acht Zentimetern. Unten strömt kalte Luft ein und nach oben. Am First wird die Hinterlüftung mit der anderen Dachseite zusammengefasst. Die Abluft strömt unter einer Firstabdeckung in südöstliche Richtung aus.
Mit 280 Paneelen eingedeckt
Damit erübrigt sich die Entlüftung der nordwestlichen Dachseite, was vor eindringendem Schlagregen aus dieser Richtung schützt. Dann wurden die Faserzementplatten auf dieser Seite bis unters Firstblech verlegt. Danach konnten die Solarteure die Module auf die Lattung schrauben und verkabeln.
Mit 280 Paneelen hat Baumann Solartechnik das Dach eingedeckt. Sie leisten 78,4 Kilowatt. Den Solarstrom wandeln vier Symo-Wechselrichter von Fronius mit jeweils 20 Kilowatt Leistung in Wechselstrom um.
Da es kaum Verschattungen zu beachten galt, war auch die Verschaltung der einzelnen Strings eher Routine. Einzig eine Linde vor der Kirche könnte in den frühen Morgenstunden stören. Doch sie wurde schon etwas gestutzt.
Welchen Einfluss das auf den Ertrag hat, wird sich zeigen. Der wird aber auch so ausreichen, um den Strombedarf in der Kirche zu decken, vor allem für die elektrische Unterbankheizung.
Eigenverbrauch hochtreiben
Den Überschuss speist die Kirchengemeinde in allgemeine Netz ein und bekommt dafür eine Vergütung. „Die ist aber nur mäßig attraktiv und spielt die höheren Kosten für eine Indachanlage im Vergleich zu einer Aufdachanlage kaum ein“, erklärt Johannes Wunram. „Deshalb sehen wir zu, dass wir den Eigenverbrauch noch weiter nach oben treiben.“
Ein Speicher ist bisher noch zu kostspielig – zumindest in der Größenordnung, wie ihn die Kirche bräuchte. „Neben der Kirche stehen zwei Mehrfamilienhäuser mit sechs Wohneinheiten“, sagt der Architekt. „Wenn der Kirchenvorplatz erneuert ist, wollen wir diese Wohnhäuser mit dem Solarstrom vom Kirchendach versorgen.“
Damit im Falle eines Schadens auf dem Kirchendach Ersatzmodule vorhanden sind, kauft der Kirchenvorstand von Solarwatt 20 weitere Easy-In-Module. Sie werden aber nicht einfach nur eingelagert, sondern produzieren in der Zwischenzeit gleichfalls sauberen Strom.
Deshalb werden sie ins Dach eines Nebengebäudes installiert. Der Vorteil ist, dass sie die gleiche Alterung durchlaufen wie die Module auf dem Kirchendach. So lassen sie sich dort später unproblematisch und vor allem unsichtbar integrieren.
Tipp der Redaktion
Dachsanierung mit Modulen
Wenn eine Dachsanierung ansteht, ist es gut, die Solaranlage gleich mit zu planen. Dann ist es sinnvoll, den Generator ins Dach zu integrieren. Dabei spart man sich die eigentliche Dacheindeckung und hat schon einen Teil der Mehrkosten im Vergleich zur Aufdachanlage herausgeholt. Diese Mehrkosten spielt die Stromproduktion locker wieder ein, wenn der Strom im Gebäude selbst verbraucht wird. Mit Einspeisevergütung wird das enger.
Sven Ullrich, Redakteur für BIPV und Montagesysteme
Tipp der Redaktion
Aktuelle Marktübersicht für Indachsysteme
Die meisten Systeme sind ausgereift und seit mehreren Jahren erhältlich. Unsere aktualisierte Marktübersicht erfasst 25 Systeme von 20 Anbietern aus Deutschland, Österreich, der Schweiz und Frankreich.
Alle Marktübersichten finden Sie online unter dem Menüpunkt „Themen“. Der Download ist exklusiv für unsere Abonnenten.
Redakteurin Petra Franke
Tipp der Redaktion
Größe ist kein Problem
Ein komplettes Solardach kann sehr groß ausfallen. Es rechnet sich vor allem mit hohem Eigenverbrauch. Deshalb ist es sinnvoll, die Wärmeversorgung und die E-Mobilität mit Solarstrom abzudecken. Dadurch steigt zwar der Strombedarf im Gebäude. Aber der Verbrauch an fossilen Brennstoffen fällt weg, was enorme Kosten spart.
Sven Ullrich, Redakteur für BIPVund Montagesysteme
Die katholische Kirche in Georgensgmünd mit ihrem frei stehenden Glockenturm ist ganz frisch saniert.
Die Module werden direkt auf die Lattung geschraubt. Vorher wurden noch höhere Konterlatten verlegt, damit es auch sicher nicht zum Stau der Abwärme kommt.
Die Kirche ist eine Symbiose aus dem alten Bauernhausstil der Franken und moderner Solararchitektur.
Die Module sind wie Schindeln überlappend verlegt, sodass das Regen- und Schmelzwasser ungehindert abläuft.
Die Blechanschlüsse mussten mit schwarzem Edelstahl realisiert werden.
Die letzten 1,2 Meter bis zur Traufe sind mit Zementfaserplatten gedeckt.
