Photovoltaikanlagen und Montagesysteme sind auf dem Dach erheblichen Belastungen ausgesetzt. Kräfte durch Witterungseinflüsse wie Wind, Schnee und Temperaturschwankungen wirken auf die Systeme. Befestigungsmittel greifen darüber hinaus in die Dachkonstruktion und Dachdeckung ein und beeinträchtigen diese bei unsachgemäßer Ausführung in ihrer Schutzfunktion.
Die fachgerechte Montage von Solarmodulen mit dem Dachtragwerk (zum Beispiel Sparren) erfolgt mit verschiedenen Befestigungslösungen. Die Flächenlasten aus der Anlage, die je nach Witterung unterschiedliche Größen und Richtungen haben, müssen in das Dachtragwerk eingeleitet werden. Diese Durchführung von Montagesystemen ist immer mit einem Eingriff in das System der Dachdeckung verbunden, berührt somit auch die Regensicherheit der Dachkonstruktion.
Eingriff in die Dachdeckung
Somit fällt sie in den Regelkreis des Zentralverbands des Deutschen Dachdeckerhandwerks (ZVDH). In der Praxis werden häufig Dachhaken oder Sparrenanker eingesetzt, die eine Bearbeitung von Dachpfannen erfordern. Dabei ist zu bedenken, dass die Regeneintragssicherheit und die Tragfähigkeit der Dachdeckung vermindert werden kann. Darüber hinaus kann die Schwächung von Dachpfannen auch zu einem Verlust von Gewährleistungsansprüchen führen. Bei der Befestigung von Montagesystemen an der Dachdeckung sind immer die Anforderungen und Freigaben der Dachhersteller zu beachten. Zu bedenken ist, dass der Eintrag und die Weiterleitung zusätzlicher Einwirkungen in beziehungsweise uber die Dachdeckung nicht geregelt sind. Wird die Biegetragfähigkeit von Dachziegeln und Dachsteinen zur Lastaufnahme in Anspruch genommen, kann dies zum Bruch führen. Diese Art der Lastübertragung ist zu vermeiden.
Zur Befestigung von Photovoltaikanlagen auf dem Schrägdach sind beispielsweise modellbezogene Dachsystemteile günstig, die, wie die Modulstütze, passend in Form und Farbe in die Deckung eingebunden werden. So erübrigt sich eine Anpassung der Deckung zum Beispiel durch Flexen und Schroten. Die Befestigung der Modulstütze erfolgt sparrenunabhängig auf Dachlatten und zusätzlichen Sog- und Stützlatten. Die Regeneintragssicherheit der Deckung wird nicht vermindert. Als Systemelement bleibt auch die volle Gewährleistung des Herstellers erhalten. Die Modulstütze wird mit einer Grundpfanne aus Aluminium sowie den erforderlichen Befestigungsmaterialien für Dachpfannen geliefert. Die Modulstütze wurde im Windkanal getestet und vom Technischen Überwachungsverein (TÜV) geprüft. Sie fügt sich in Form und Farbe harmonisch in die Dachdeckung ein.
Die Verlegung erfolgt mit einer Zusatzlatte, die unterhalb der Dachlatte angebracht wird. Dachlatte und Zusatzlatte werden auf dem Sparren zusätzlich gesichert. Eine zusätzliche Soglatte wird mit zwei mitgelieferten Edelstahlschrauben und Senkscheiben über den Sparren angebracht. Pro Trägereinheit werden mindestens vier Modulstützen montiert. Die zur Lastaufnahme und Montage erforderlichen Dach- und Soglatten müssen DIN 4074-1, Sortierklasse S 10 oder MS 10 entsprechen. Der Sparrenabstand beträgt maximal einen Meter. Andernfalls ist ein individueller statischer Nachweis erforderlich.
Die auf die Profilierung der Dachpfanne abgestimmte Aluminium-Grundpfanne wird aufgesetzt und mit Edelstahlschraube, Gummischeibe und Rosette auf der Soglatte befestigt. Danach kann die Modulstütze aufgeclipst werden. Die Modulstützen werden dabei so positioniert, dass ein möglichst kleiner Kragarm der Montageschienen an den Dachrändern entsteht und die Abstände der Grundschienen innerhalb der zulässigen Klemmbereiche der Module liegen. Anschließend werden ganze oder halbe Pfannen beigedeckt, um die Dachdeckung zu schließen.
Einbau mit Adapterwinkel
Die einfache Montage der Trägerschienen für die Standardelemente in der Photovoltaik erfolgt mit einem Adapterwinkel. Das System ist ein einfach aufgebautes, universelles und sicheres Gestellsystem fur die Befestigung von Solarmodulen auf dem geneigten Dach. Es besteht aus Aluminium-Grundschienen, Verbindern, Modulhaltern, den dazugehörigen Befestigungsmitteln und abgestimmten Schrauben. So werden mit diesem Montagesystem Modulfelder beliebiger Größe realisiert. Im System können mono- und polykristalline Solarmodule mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen aufmontiert werden.
Montage in der Dachhaut
Vorteile bieten Indachanlagen, da keine Kräfte durch die Dachdeckung selbst geführt werden müssen. Die in die Dachdeckung integrierte Anlage erfüllt neben der Energiegewinnung auch die Funktion einer Dachdeckung. Die auftretenden Kräfte aus Windsog und Schnee werden direkt in die Dachunterkonstruktion geleitet. Die Dachdeckung wird nicht durchdrungen. Verschiedene Systeme tragen dabei zu einer guten Dachoptik bei. Unterschieden werden dabei rahmengebundene Systeme mit vergleichbaren Anschlüssen wie Dachfenster und Module, die im Raster der Dachpfannen mit Verfalzung verlegt werden und so die Dachdeckung ersetzen. Die Module werden anstelle der Dachpfannen eingesetzt. Auf diese Weise ermöglichen sie ein geradliniges und harmonisches Deckbild. Sie genügen auch besonderen ästhetischen Ansprüchen.
Das Indachsystem PV Premium ist für die Dachsteinmodelle Tegalit, Frankfurter Pfanne, Doppel-S und Taunus-Pfanne erhältlich. Ein Modul ersetzt sechs Dachsteine in der Breite sowie einen Dachstein in der Höhe. Der Lieferumfang umfasst neben den Photovoltaikmodulen die passenden Wechselrichter und Verbindungskabel. Als besonderer Vorteil gilt die herausragende Ästhetik des Systems.
Die Module bilden in Verbindung mit einer speziellen Unterkonstruktion eine langlebige und regensichere Dacheindeckung. Die erforderliche Hinterluftung erfolgt über spezielle Luftungsschlitze in der Unterkonstruktion. Sie schützen die Module vor zu starker Erwärmung und möglichen Leistungsverlusten. Die Module aus monokristalinem Silizium haben einen Wirkungsgrad von 15 Prozent und eine Nennleistung von 90 Watt.
Für die Berechnung der Leistung einer Anlage ergibt sich folgender Ansatz: Elf Solarmodule sind erforderlich, um ein Kilowatt Generatorleistung zu erzeugen. Somit werden 66 Dachpfannen durch elf Solarmodule ersetzt. Das System ist im Windkanal geprüft und zählt mit einem allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnis als vollwertige Bedachung. Es sind keine weiteren Zusatzmaßnahmen (zum Beispiel wasserdichtes Unterdach) zur Deckung erforderlich. Das Indachsystem Braas PV Premium erhielt die höchste Würdigung des Red Dot Design Awards als „Best of the Best“ in der Kategorie „Product Design“.
Als modular aufgebautes System sind auch gestufte Modulfelder möglich, die sich der Dachgeometrie anpassen lassen. Analog zur Deckung mit Dachsteinen erfolgt die Verlegung von rechts nach links und von unten nach oben. Die Modulfelder werden für einen regensicheren Anschluss an allen Seiten in die Dachdeckung mit mindestens einer Dachsteinreihe an allen Seiten eingebunden. Die Anschlussleitungen liegen verdeckt unter den Modulen in der Konterlattenebene und sind so gegen Scheuern und Bewitterung geschützt. In dieser verdeckten Ebene erfolgt auch die Verbindung der Modulleitungen untereinander. Die Strangleitungen zum Wechselrichter durch die weiteren Funktionsschichten der Dachkonstruktion (Zusatzmaßnahme zur Deckung) werden fachgerecht mit einer Divoroll Solar-Dichtmanschette hergestellt.
Die traufseitigen Dachsteine werden vor Montage der Modulfelder mit einer Profilschiene befestigt. Am Modul selbst wird ein zum Dachsteinmodell passendes Traufanschlussprofil befestigt. Die untersten Module können nun von rechts nach links eingehängt werden. Dabei werden sie so weit nach unten geschoben, dass sie an der Dachlatte anliegen. Die Befestigung der Module auf der Dachlatte erfolgt mit jeweils vier beiliegenden Spenglerschrauben mit Dichtscheibe (Edelstahl). Die Module werden entsprechend dem Verschaltplan miteinander verbunden. Nach dem Verlegen aller Modulreihen werden die Dachpfannen beigedeckt.
Montage mit Eindeckrahmen
Für den firstseitigen Anschluss an profilierte Dachsteinmodelle werden die Module durch Umbiegen der Metallkantung und Aufkleben eines Schaumstoffstreifens vorbereitet. Spezielle Anschlussbleche ermöglichen auch die Einbindung bei profilierten Dachsteinen. Für den flachen Dachstein Tegalit sind keine weiteren Anpassungen erforderlich.
Diese Lösung wird mit Eindeckrahmen universell in die Dachdeckung integriert und gilt ebenfalls als vollwertiges Bedachungsmaterial. Es ist für hinterluftete Dachkonstruktionen mit kleinformatigen Bedachungsmaterialien (Dachziegel oder Dachsteine) auf Lattung für Dachneigungsbereiche von 22 Grad bis 65 Grad ausgelegt. Das System ist modular aufgebaut und ermöglicht beliebig große Modulfelder. Durch die Rahmenkonstruktion kann die Anlage auch an die Gegebenheiten eines Daches mit Belichtungselementen und sonstigen Ein- und Aufbauten angepasst werden. Die Solarmodule sind circa ein Meter mal wahlweise 1,40 Meter oder 1,70 Meter groß. Sie werden auf der vorhandenen Dachlattenebene sowie auf Zusatzbohlen in der vorhandenen Dachlattenstärke befestigt. Die Einbindung in die umgebende Dachdeckung erfolgt mit separaten, modular aufgebauten Eindecksets (Eindeckrahmen).
Zur Festlegung der Modulpositionen wird das Dach von links nach rechts eingeteilt. Dabei ist die Position der Modulfelder so zu vermitteln, dass links und rechts vom Modulfeld mindestens zwei Pfannenbreiten zum sicheren Eindecken zur Verfügung stehen. Zur Aufnahme des oberen Eindeckbleches wird eine weitere Hilfslatte mit den beiliegenden Schrauben firstseitig montiert. Zusätzlich zur Dachlattung werden Hilfsbohlen der Holzqualität NH C30, abgestimmt auf die Modullänge, auf den Sparren sowie die Konterlattung geschraubt. Auf diesen Bohlen werden die Module aufgelegt und befestigt. Nachfolgend kann der Rasterabstand für die Einteilung abgeschnürt werden.
Kabel in der Unterkonstruktion
Vor der Montage erfolgt die Verlegung der Strangleitungen zum Wechselrichter, die fachgerecht durch die Unterkonstruktion geführt werden. Die seitlichen Eindeckbleche werden von unten nach oben am Schnurschlag ausgerichtet, mit einer Überdeckung von 150 Millimetern regensicher ineinandergeführt und mit Haften gesichert. In ähnlicher Weise erfolgt die Montage der Drainageschienen.
In den fertigen Rahmen können die Modulreihen von oben nach unten eingesetzt und durch jeweils vier Befestigungslöcher sicher mit der Hilfsbohle verschraubt werden. Die Verbindung der Module untereinander erfolgt mit speziellen, verpolungssicheren Steckern.
Langfristige Sicherheit gewährleisten
Vor dem Einbau der unteren Modulreihen werden die traufseitigen Eindeckbleche von rechts nach links überlappend montiert. Die flexible Anschlussschürze wird an das Profil der Dachpfanne angeformt und fixiert.
Photovoltaikanlagen auf dem Dach müssen langfristig funktionssicher sein. Dies gilt für den Betrieb und Ertrag einer Anlage, aber auch für die Standsicherheit sowie die Sicherheit der Dachdeckung selbst.
Grundsätzlich sind dabei auch immer die Fachregeln des ZVDH, die Herstellerverarbeitungsvorschriften für die Dachdeckung sowie weitere Vorschriften und Merkblätter zu beachten. Für den Unternehmer ist es wichtig, mängelfreie Arbeiten auf dem Dach abzuliefern. Dies ist grundsätzlich nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik (zum Beispiel ZVDH-Richtlinien) möglich. Derzeit wird eine VDI-Richtlinie erarbeitet (VDI-Richtlinie: Regenerative und dezentrale Energiesysteme fur Gebäude – Befestigung von Solarmodulen und Solarkollektoren auf Gebäuden). Diese Richtlinie befasst sich auch mit den Risiken der Befestigung und verweist zu Recht darauf, dass modellbezogene Dachsystemteile im Interesse der Sicherheit zu bevorzugen sind.
In der Praxis gilt es, das Fachverständnis unterschiedlicher Gewerke im Interesse der Anlagen- und Dachsicherheit zusammenzuführen. So können Dachhandwerk und Photovoltaikspezialisten gemeinsam und nachhaltig einen Beitrag zur Energiewende leisten.
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Mehr Praxis: Arbeitsschutz
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Wichtige Regelwerke
Die Merkblätter des ZVDH
Solartechnik für Dach und Wand
1.4(1) Solaranlagen und Montagesysteme sowie deren Einbindung in Dachdeckungen, Dachabdichtungen und Fassaden sollten aufeinander abgestimmt sein....
2.1(1) Alle Teile einer Solaranlage müssen aufeinander abgestimmt und die Werkstoffe untereinander verträglich sein.
(2) Auf- oder Indachsysteme stellen eine erhöhte Anforderung dar und erfordern auch bei Einhaltung der Regeldachneigung geeignete Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit („ Merkblatt Unterdächer, Unterdeckungen und Unterspannungen“).
Einbauteile bei Dachdeckungen
2.2 Anschlüsse(1) Der Anschluss der Einbauteile an die Dachdeckung hat mindestens den Anforderungen der Dachdeckung zu entsprechen und muss mindestens regensicher sein. Vorgefertigte Zubehörteile passend für die jeweilige Dachdeckung haben sich bewährt. Systemteile sind Bauteile oder Elemente, die in ihrer Formgebung, Farbe und ihren Eigenschaften auf die jeweiligen Hauptmerkmale eines Werkstoffes abgestimmt sind.
Eine umfangreiche Übersicht über die Fachregeln desDachdeckerhandwerks finden Sie hier:
Lesen Sie weiter
Tipps zur Arbeitssicherheit
Auf Seite 90 dieser Ausgabe finden Sie einen ausführlichen Report zur Arbeitssicherheit auf dem Dach. Auch dazu hat der ZVDH zahlreiche Publikationen veröffentlicht.
Themendossier
Mehr Praxis: Schrägdächer
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Der Autor
Horst Pavel
leitet den Geschäftsbereich für Anwendungstechnik bei der Monier Braas GmbH in Oberursel. Er studierte Management an der European Business School in Oestrich-Winkel sowie Architektur an der Fachhochschule in Frankfurt am Main.
Montage der Solarmodule auf klassischer Eindeckung: Meist werden die Montageschienen über Dachhaken an die Lattung angebunden.
Die Ableitung der Kräfte über die Dachpfannen sollte vermieden werden. Denn sie führt zum Bruch.
Nach Befestigung der Grundpfanne kann die Modulstütze aufgeclipst werden.
Um die Standardanlage zu montieren, wird das Schienensystem für die Module auf die Modulstützen montiert. Die Stütze wiederum wird mit der Grundpfanne verbunden.
Die Grundpfanne aus Aluminium wird prinzipiell auf einer zusätzlichen Stütz- oder Soglatte befestigt.
A, D: vorhandene Dachlattung, B: Zusatzlatte, C: zusätzliche Soglatte. 1-5: Schrauben und Verbindungsteile.
Für das Indachsystem PV Indax werden zusätzliche Stützbohlen und ein Eindeckrahmen montiert. Bei diesem Montagesystem gewährleisten die Solarmodule auch die Regensicherheit.
Damit die Niederschläge wie auf einer konventionellen Eindeckung abfließen können, werden die installierten Premium-Module wie Dachsteine aufgelegt.
Die Solarmodule werden von oben nach unten montiert. Im Ergebnis entsteht eine geschlossene, regensichere Fläche, die sich gut in die Eindeckung einfügt.
Spalte sorgen für ausreichend Hinterlüftung. Die Einbindung des Rahmens in die Dachdeckung erfolgt durch Anschlussbleche und Anschlussschürzen.
Für die nahezu perfekte Integration in die Dachdeckung wurde das Solardach PV Premium von Braas mit dem Red Dot Design Award ausgezeichnet, in der Kategorie: Best of the Best.
