Verletzliche Dachhaut

Eine Dachbekiesung hat die Aufgabe, die Abdichtung vor UV-Strahlung oder Verwitterung zu schützen. Zugleich dient sie als Auflast zum Schutz bei lose verlegter Abdichtung gegen Windsog.

Aus Erfahrung werden hier gerne Wannensysteme oder Auflastsysteme eingesetzt, um Solarmodule zu installieren. Der auf der Standfläche des Photovoltaiksystems abgeräumte Kies wird gleichzeitig als Ballast für die Montagetechnik verwendet. Zu beachten ist jedoch, ob der zur Verfügung stehende Kies tatsächlich für die erforderliche Beschwerung ausreicht.

Beim Arbeiten auf bekiesten Flachdächern besteht leicht die Gefahr, dass durch das Auftreten auf einzelne Steinchen oder das Absetzen von Baumaterial die Dachabdichtung perforiert wird.

Unsachgemäßer Werkzeugeinsatz

Auch der unsachgemäße Einsatz von Werkzeug zum Abräumen des Kieses (Schaufel) kann die Dachhaut verletzen. Hier sollten unbedingt entsprechende Schutzmaßnahmen wie Laufwege und Abdeckungen sowie die sorgfältige Handhabung von Werkzeugen und Geräten vorgesehen und beachtet werden.

Begrünte Dächer sind genutzte Flachdächer. Hier wurde dem Nutzen des Daches bei den einzelnen Dachkonstruktionen bereits in der Planung und Ausführung entsprechend Rechnung getragen. Jedoch sollte aufgrund der zusätzlichen Belastung durch die Photovoltaik die Eignung der einzelnen Konstruktionsschichten des Dachaufbaues nochmals hinterfragt werden.

Eher für Neubauten geeignet

Auf dem Markt werden Installationssysteme angeboten, die direkt auf die Abdichtungsschicht, also unterhalb des Pflanzensubstrates, aufgebracht werden. Gleichzeitig wird das Pflanzensubstrat als Auflast genutzt. Diese Lösung ist eher für Neubauten geeignet, da ein nachträgliches Lösen des Pflanzensubstrats sehr aufwendig ist und zugleich zur weitgehenden Zerstörung der bereits vorhandenen Bepflanzung führt.

Es finden sich in der Ausführung auch konventionelle Systeme, die direkt mit Beschwerung auf das Pflanzensubstrat aufgebracht werden. In beiden Fällen gelten die bisherigen Ausführungen sowohl für Foliendächer als auch für bekieste Flachdächer.

Egal, welche konstruktiven Lösungen man wählt: Grundsätzlich sollten die Eignung und Verträglichkeit der vorhandenen Dachaufbauten sowie die Dachstatik immer geprüft werden.

Befestigung mittels Stützsystemen

Zu berücksichtigen ist weiterhin, dass durch relativ flache Aufstellvorrichtungen (zum Beispiel Spoilersysteme mit geringer Bodenfreiheit) die Gefahr der Schattenbildung bei begrünten Dächern gegeben ist. Grünpflanzen von Dachbegrünungen erreichen je nach Sortentyp mitunter eine Wuchshöhe bis zu 20 Zentimetern.

Die bisherigen Systembeschreibungen behandelten ausschließlich lose auf das Flachdach aufgestellte Systeme, welche entweder durch Ballastierung standsicher fixiert sind oder durch geringe oder ohne weitere Sicherungsmaßnahmen auf dem Dach aufgestellt werden können.

Eine sichere Befestigung von Photovoltaiksystemen auf Flachdächern bietet die direkte Montage der Gestelle auf die Dachtragkonstruktion. Dies setzt jedoch eine fachtechnisch korrekte Ausführung voraus.

Solche Konstruktionen scheitern meistens jedoch am Widerstand des Gebäudeeigentümers, was aufgrund der Erfordernis einer Vielzahl von Dachöffnungen zuerst mal verständlich erscheint.

Durchdringungen der Dachhaut

Dachdurchdringungen sind bei den meisten Flachdächern anzutreffen. Fertigungsstätten und Produktionsgebäude kommen nicht ohne Lüftung, Rauchabzüge (RWA), Kamine und zusätzliche Dachaufbauten aus.

Hier sind zwangsläufig bereits beim Neubau des Gebäudes die Dachdurchdringung und auch der Anschluss der Flachdachabdichtung an die Einbauteile und Randbereiche ein Thema. Solche Anschlüsse stellen nach den Schadensereignissen einen Schwachpunkt bei der Flachdachkonstruktion dar. Dies ist unstrittig, weil die Abdichtung oftmals auf Zug belastet wird und die Anschlüsse nicht sauber verarbeitet werden.

Zusätzliche Dachdurchdringungen können die Gefahr einer Undichtigkeit am Dach erhöhen, müssen aber nicht. Meist scheitern solche Konstruktionen, die unter Missachtung der einfachsten bauphysikalischen Grundsätze in Eigenkonstruktion durchgeführt werden.

Stockschrauben und Gewindestäbe

Hierzu gehören zum Beispiel das Durchstoßen der Dachhaut mit Stockschrauben oder Gewindestäben, deren Anschluss an die Dachhaut lediglich mit Dichtungsmasse verspachtelt wird. Diese Abdichtung der Durchdringung ist weder DIN-konform, noch entspricht sie auch nur annähernd den Regeln der Technik. Sie kann nicht von funktioneller Dauer sein.

Bei der korrekten Montage werden Stützen ausgebildet, die mittels Dachdurchdringung in der Regel auf die vorhandenen Dachbinder zugfest verbunden werden. Hierbei wird die Dachhaut im Stützenfußbereich auf einer Fläche, die etwas größer als die Fußplatte der Stütze ist, geöffnet.

Ab- oder herausgenommen werden die Dachhaut, die darunter liegende Dämmung und die Tragschicht des Daches, in der Regel Trapezblech, um den Stützenfuß direkt auf der darunter befindlichen Tragkonstruktion (zumeist Binder aus Stahl oder Beton) zu befestigen.

Wichtig ist das saubere Heraustrennen der einzelnen Dachaufbauschichten und das saubere Wiederverschließen mit Dampfsperre, Wärmedämmung und natürlich der Dachhaut mit Anschluss an die Durchdringung. Für letztere wird eine vorgefertigte Manschette mit einer ausreichend großen Belegfläche zum Verschweißen mit der Dachhaut verwendet.

Hochgezogene Manschetten

Sie weist einen ausreichend hohen Anschluss (mindestens 15 Zentimeter) an der dachdurchdringenden Stütze auf. Die Verbindung der hochgezogenen Manschette an der Stütze erfolgt meist durch Klemmen, die zusätzliche Eindichtung mit Kleber. Wichtig ist die Materialverträglichkeit der Dichtmanschette mit der vorhandenen Dichtungsbahn.

Zu beachten ist, dass die Stütze selbst im Dämmbereich des Daches thermisch getrennt oder ausreichend wärmegedämmt ist, um eine Kältebrücke und Kondensatbildung zu vermeiden. Die Durchdringung selbst ist technisch beherrschbar. Sie bietet gegenüber konventionellen, ballastierten Aufstellsystemen folgende Vorteile:

• Die Dichtungsfolie sowie die darunter befindliche Dämmung bleiben lastfrei. Somit können alle Flachdächer mit diesem System ausgerüstet werden, welche ursprünglich als nicht benutzbare Flachdächer konzipiert wurden.
• Durch einen ausreichenden Abstand zwischen der Oberseite der Abdichtung und der Unterseite des Modultischs ist die Abdichtung des Flachdaches an jeder Stelle frei zugänglich. Es kann dementsprechend gewartet und instand gesetzt werden, ohne dass die Photovoltaikanlage zurückgebaut werden muss. Demzufolge sind die zusätzlichen Durchdringungen jederzeit kontrollierbar. Der durch die Photovoltaikkonstruktion bedingte Freiraum erfüllt die Anforderung der Flachdachrichtlinie hinsichtlich der Wartung.
• Die Module stehen frei und sind vollständig hinterlüftet, was ihrem Ertrag bei heißen Temperaturen zugutekommt.

Zusätzliche Überlegungen

In die Planungen für eine solche Photovoltaikanlage sollten auch die folgenden Überlegungen einfließen:

Der Generator ist relativ starr, was seine Ausrichtung betrifft. Die Generatorneigung kann variieren, jedoch ist die Ausrichtung am Azimut in der Regel durch den Trägerverlauf des Daches vorgegeben. Nehmen wir das Beispiel eines mit dem Gebäudegiebel nach Süden ausgerichteten Daches, dessen Träger in Ost-West-Ausrichtung liegen.

Dann lässt der Abstand der Träger meist nur eine Ausrichtung der Solaranlage nach Osten und Westen zu. Will man die Anlage nach Süden drehen, braucht man eine aufwendigere Stahlkonstruktion, welche meist zulasten der vorhandenen Gebäudestatik und der Wirtschaftlichkeit der Anlage geht.

Dachaufbauten beachten

Auch Dachaufbauten wie RWA, Kamine und Oberlichter haben einen relativ großen Einfluss auf die Modulaufteilung, da in der Regel unmittelbar an die Einbauten verlaufende Binder nicht als Standfläche für die Modultische verwendet werden können.

Gleiches gilt für die Randbinder, über die in der Regel die Attika verläuft. Das Aufstellen von Stützen außerhalb der Binderebene direkt auf die Tragschale ist nur in seltenen Fällen statisch möglich.

Bei dem Stützensystem werden konzentrierte Punktlasten in die Dachtragkonstruktion abgeleitet. Hier sind gegenüber einer betrachteten reinen Flächenlast genauere statische Untersuchungen und Nachrechnungen erforderlich, inwieweit die Tragkonstruktion des Daches solche Punktlasten noch sicher aufnehmen kann.

Bei scheibenförmigen Tragschichten (Betondecke oder Trapezblech) kann man dies in der Regel ausschließen. Es kommen deshalb nur Pfetten und Binderkonstruktionen in Betracht.

Geklebte Verbindungen

Das Tragsystem hat auch höhere Anschaffungskosten als konventionelle Systeme. Die Mehrkosten werden je nach Modultechnik (Dünnschicht, kristallines Silizium) zwischen 100 und 250 Euro je Kilowatt liegen. Demgegenüber stehen jedoch die wirtschaftlichen Vorteile der jederzeit für Wartung und Instandsetzung zugänglichen Dachabdichtung.

Klebeverbindungen sind höchst problematisch, ob auf Kunststoffbahnen oder auf Bitumendächern. Ungeachtet dessen, dass eine Dichtungsbahn kaum eine Lastabtragung in die eigentliche tragende Dachkonstruktion übernehmen kann, scheitert eine Klebeverbindung am statischen Nachweis dieser Lastabtragung.

Solche Befestigungen sind als nicht dauerhaft zu bezeichnen. Dies gilt für den Befestigungspunkt als auch für die vorhandene Dichtungsbahn des Daches. Grundsätzlich muss man die Standsicherheit solcher Anlagenkonstruktionen anzweifeln.

Wichtige Details zum Brandschutz

Neben dem allgemein zu beachtenden baulichen Brandschutz werden oft Detailregelungen übersehen. Das führt nicht selten zur erheblichen Beeinträchtigung des Brandschutzes.

So gilt gemäß DIN 18234: An allen Durchdringungen, Anschlüssen und Abschlüssen sind Maßnahmen gegen die Brandweiterleitung zu ergreifen. Insbesondere an den Anschlussstellen von Durchdringung von profilierten flächigen Baustoffen und zweischaligen Dächern gilt es, den Eintritt von Flammen und Gasen in den Profil- oder Dachhohlraum zu verhindern.

Formstücke gemäß DIN 18165-1

Bei profilierten flächigen Baustoffen und zweischaligen Dächern sind, um die Durchdringungsstelle der Profilform folgend, Formstücke aus nichtbrennbaren Baustoffen (zum Beispiel Mineralfaser nach DIN 18165-1) anzuordnen.

Bei der Errichtung von Photovoltaikanlagen sind davon insbesondere Dachdurchdringungen zur Leitungsführung betroffen. In den meisten Fällen entsprechen diese nicht den brandschutztechnischen Ausführungen. Das hat im Brandfall unter Umständen verheerende Folgen.

Fachbuch über Inspektion,Prüfung und Instandhaltung

Wolfgang Schröder ist als Autor und Experte für verschiedene Verlage tätig. So ist er Herausgeber und Mitautor des „Ausführungshandbuchs für Photovoltaikanlagen“, das im Forum Verlag erschienen ist. Er publizierte in verschiedenen Fachzeitschriften, beispielsweise in „Der Bausachverständige“ des Fraunhofer IRB Verlags.

Kürzlich erschien sein neues Fachbuch „Inspektion, Prüfung und Instandhaltung von Photovoltaik-Anlagen“ beim Fraunhofer IRB Verlag.

Experten geben Tipps für Flachdächer

Gewerbliche und Industriebauten verfügen oft über leichttragende Flachdächer. Auf den ersten Blick erscheint die Installation von Photovoltaikanlagen auf diesen Gebäuden sehr einfach.

Doch die Praxis beweist: Im Detail werden diese Dächer und ihre Konstruktionen oft unterschätzt. Bauvorschriften und Regelwerke werden in grob fahrlässiger Weise ignoriert. Deshalb stellten wir unseren Lesern in den vergangenen Ausgaben Fachwissen aus erster Hand zur Verfügung:

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www.photovoltaik.eu

Wolfgang Schröder

ist Sachverständiger für Photovoltaikanlagen und Fachkundiger für baulichen Brandschutz. Nach dem Studium zum staatlich geprüften Bautechniker (Hochbau und Tiefbau) war er in einem mittelständischen Ingenieurbüro mit Bauüberwachung und Bauplanung betraut. Später qualifizierte er sich zum Projektmanager. Danach wechselte er als Bausachverständiger zum TÜV Süd sowie zu einem Systemanbieter in der Solarbranche, für den er als Projektmanager tätig war. 2008 absolvierte er die Prüfung als Sachverständiger für Photovoltaikanlagen beim Bundesverband Deutscher Sachverständiger und Fachgutachter. 2011 wurde er beim TÜV Rheinland als Sachverständiger für Photovoltaikanlagen zertifiziert. Seitdem ist er freiberuflich tätig, auch als Sachverständiger für Dachkonstruktionen, Dacheindeckungen, Dachabdichtungen und baulichen Brandschutz.

www.sv-photovoltaik-ws.de