die Ästhetik zählt

Etwa 260 Architekten, Energieberater, Planer und Handwerker hatten sich zum Webinar über die Integration von Solarmodulen in die Dachhaut angemeldet. Schon diese Zahl zeigt, dass das Thema Bauwerkintegration von Photovoltaikanlagen (BIPV) immer stärker ins Blickfeld einer modernen und zukunftsorientierten Bauwirtschaft rückt.

Mit der Integration der Solaranlagen in die Dachhaut springen sowohl Architekten als auch Energieberater über die kleinere Hürde. Denn anders als an die Solarfassade hat sich der Blick an das Solardach schon gewöhnt.

Lösung für den Denkmalschutz

Doch um auch hier den höheren ästhetischen Ansprüchen zu genügen, bietet sich die Dachintegration an. Damit sind auch Photovoltaikanlagen auf denkmalgeschützten Gebäuden realisierbar, wie das Solarwatt jüngst anhand eines historischen Umgebindehauses gezeigt hat.

Hierbei handelt es sich um einen speziellen Gebäudetyp, der den Massivhausbau mit dem Blockhaus- und dem Fachwerkbau verbindet und vor allem im Länderdreieck zwischen Polen, Deutschland und der Tschechischen Republik weit verbreitet ist.

Das Dresdner Unternehmen hat sich zusammen mit dem Hauseigentümer, dem Installateur und dem Denkmalschutz an einen Tisch gesetzt und mit einer Indachanlage eine Lösung gefunden, die Dachhaut des Gebäudes durch die Sanierung energetisch zu aktivieren.

Ein wichtiger Präzedenzfall

Herausgekommen ist eine Kombination aus einer integrierten Photovoltaikanlage von Solarwatt mit einer Leistung von zehn Kilowatt und der für ein solches Gebäude üblichen Schiefereindeckung. „Für uns ist das eine wichtige Referenz und ein Präzendenzfall für weitere Projekte im Bereich der denkmalgeschützten Gebäude“, erklärt Peter Schumann, Produktmanager bei Solarwatt im Bereich Solarmodule mit Spezialgebiet Gebäudeintegration.

Im Webinar hat er nicht nur die Vorteile von Indachsolaranlagen benannt. Denn die gehen über die Versöhnung des Denkmalschutzes mit der Photovoltaik hinaus. „Mit einer Indachanlage kann auch die Schneelastreserve erhöht werden“, erklärt Peter Schumann. „Sie reduziert die Dachlast, da sie die Dachziegel ersetzt. Wir gehen davon aus, dass wir – je nach eingesetztem Dachziegel – die Last auf den Dachstuhl um bis zu 50 Prozent reduzieren.“

Den Bauablauf anpassen

Dadurch sind Indachanlagen nicht nur dort sinnvoll, wo die ästhetischen Ansprüche besonders hoch sind, sondern auch dort, wo eine Aufdachanlage vom Gewicht her überhaupt nicht möglich wäre.

Schumann hat auch erklärt, mit welchen Besonderheiten Architekten und Handwerker bei Bau eines Easy-In – so der Name des Indachsystems von Solarwatt – rechnen müssen. So muss in der Planung des Bauablaufes eingerechnet werden, dass mit dem Solarteur in der Regel ein zusätzliches Gewerk auf die Baustelle kommt.

Nur in seltenen Fällen kann der Dachdecker die Installation der Module selbst übernehmen, wenn er eine entsprechende Qualifikation im Elektrobereich hat. „Da ist eine gute Koordination erforderlich“, sagt Peter Schumann. Schließlich muss für die abschließende reine Modulinstallation der Dachstuhl samt befestigter Unterspannbahn und Lattung fertig vorbereitetet sein.

Für Hinterlüftung ist gesorgt

Als Unterspannmaterial sollte die Bahn genutzt werden, die Solarwatt mitliefert. „Denn da die Module wie alle anderen Glaselemente auf dem Dach einen Teil des Lichts durchlassen, muss die Bahn auch UV-beständig sein“, sagt Peter Schumann. „Sollte eine andere Unterspannbahn verwendet werden, werden wir diese anhand der Produktdaten überprüfen und gegebenenfalls eine Freigabe erteilen. Nur so können wir die Gewährleistung für ein langlebiges Dach geben.“

Der generelle Dachaufbau für die Easy-In-Installation unterscheidet sich nicht von einem herkömmlichen Sparrendach. Nach der Verlegung der Unterspannbahn auf Sparrenebene muss eine Konterlattung auf den Sparren befestigt werden.

Für eine hinreichend gute Hinterlüftung werden hier seitens des Systemherstellers Konterlatten mit einer Dimension von 40 mal 60 Millimeter vorgeschrieben. Anschließend erfolgt die Einlattung mit Dachlatten der Sortierklasse S10, die die identischen Dimensionen wie die Konterlatten aufweisen sollen.

Ausgewogenes Deckbild erreicht

Die Abstände der Latten zueinander orientieren sich dabei an Werten üblicher Ziegeleindeckungen, um einen Anschluss an das reguläre Dach zu gewährleisten, und sind der Montageanleitung zu entnehmen. Durch den beschriebenen Aufbau wird ein hinreichend großer Hinterlüftungsraum im Dach geschaffen. Zusätzlich dazu sorgen Löcher im Modulrahmen für ausreichende Kühlung der Paneele. Dadurch ist der Ertrag einer Indachanlage vergleichbar mit dem einer Aufdachanlage.

Abweichend vom herkömmlichen Dachaufbau verlegt der Handwerker – Dachdecker oder Solarteur – je Modulreihe zusätzlich eine Aluminiumschiene parallel zu den Dachlatten. Diese dient der homogenen Ausrichtung der Module und sorgt im Vergleich zu einer Holzlatte für ein ausgewogeneres Deckbild.

Sie erfüllt zusätzlich den Zweck einer einfachen und effektiven Erdung und der wirksamen Einleitung der Schneelast in den Dachaufbau. Das Material zur Befestigung der Aluminiumlatte ist im Systemumfang enthalten. Ebenfalls zum Produkt gehören sogenannte Sogsicherungen – Modulhalter, mit denen das Paneel direkt auf den herkömmlichen Dachlatten verschraubt wird. Auf diese Weise wird der reguläre Dachaufbau in die Installation der Solarmodule integriert.

Die Verschaltung der Module in Einzelstrings erfolgt während der Installation, entsprechend den örtlichen Einstrahlungscharakteristika. Wenn etwa Teile des Daches zeitweise verschattet sind, etwa durch einen Schornstein oder eine Gaube, ist es sinnvoll, die dort installierten Module zu einem String zusammenzufassen, während unverschattete Module ebenfalls gemeinsam verkabelt werden. Dadurch kann die Auswirkung des Schattenwurfs auf die Gesamtanlage minimiert werden.

Strings nach Sonnenverlauf auslegen

Nur in ganz speziellen Fällen rät Peter Schumann zum Einsatz von Moduloptimierern, um eventuelle Verschattungen auszugleichen. „Denn wir geben für unsere Module 30 Jahre Produkt- und Leistungsgarantie“, erklärt Schumann. „Das entspricht auch der Lebensdauer üblicher Dachziegel.“

Allerdings ist fraglich, ob eventuell installierte Moduloptimierer 30 Jahre durchhalten. „Dann stellt sich die Frage, wo man die Optimierer auf dem Dach platziert, damit ein Handwerker sie gegebenenfalls leicht auswechseln kann“, ergänzt Schumann. Denn der Tausch von Modulen ist mit einigem Aufwand verbunden. Der Handwerker muss dann, von der Seite des Modulfelds angefangen, die entsprechende Modulreihe abbauen, bis er sich zum Modul mit dem defekten Optimierer durchgearbeitet hat. „Bei vielen Anlagen kann man mit einer guten Stringverschaltung gut gegen Verschattungen arbeiten“, weiß Peter Schumann. Erst wenn die Module installiert und verkabelt sind, montiert der Dachdecker oder der Spengler die Anbindung an die Dachumgebung und eventuell eine ergänzende Ziegeleindeckung um das Modulfeld.

Toleranzen werden ausgeglichen

Dabei kann das System Toleranzen von einem Zentimeter pro Meter Ortganglänge ausgleichen, die im Dachdeckerhandwerk üblich sind. Außerdem ist in dem System eine Wärmeausdehnung einkalkuliert. Die Module werden seitlich zueinander mit vormontierten Abstandshaltern installiert. Diese werden danach entfernt. Außerdem werden sie vom First zur Traufe hin überlappend montiert, sodass sie auch in dieser Richtung flexibel sind.

Auf diese Weise können auch die Holzsparren und die Holzlatten des Dachstuhls arbeiten, ohne dass die Solarmodule Schaden nehmen. „Das System gleicht bis zu einem gewissen Grade sogar Wölbungen aus“, erklärt Peter Schumann.

Bis Windlastzone 3 zugelassen

Grundsätzlich beginnt der gesamte Bauablauf aber mit der Interessenbekundung des Bauherren oder Architekten. Dabei kann er sich direkt an Solarwatt oder einen Montagepartner des Dresdner Unternehmens wenden. Um zu sehen, ob das Dach auch geeignet ist, schickt Solarwatt einen Fragebogen, der die entscheidenden Punkte abfragt. „Nur so können wir auch ein verlässliches Angebot erstellen“, sagt Schumann.

Dabei sind neben dem eigentlichen Dachaufbau auch der genaue Standort, die Gebäudehöhe und die Dachneigung von Bedeutung. Denn das Easy-In ist für Dächer mit einer Neigung zwischen 22 und 65 Grad ausgelegt. „Unterhalb von 22 Grad Dachneigung haben wir keine Regenschlagtests durchgeführt, sodass wir hier keine Aussage zur Regensicherheit der Dacheindeckung machen können“, sagt Schumann. Deshalb muss in solchen seltenen Fällen vorher ein zusätzliches wasserdichtes Unterdach installiert werden. Außerdem ist das Easy-In bis Windlastzone 3 freigegeben.

Bis dahin reicht die Befestigung der Module mit jeweils vier Sogsicherungen an einer Längsseite aus, wobei die zweite Modullängsseite durch das Nut-Feder-System gesichert wird, mit dem die Module bei der Installation ineinandergeschoben werden. Steigt die Windlast, müssen weitere Latten auf dem Dachstuhl und zusätzliche Windsicherungen angebracht werden.

Sind die Rahmenbedingungen auf dem Dach geklärt, bekommt der Kunde ein konkretes Angebot von Solarwatt und es geht in die Feinplanung. Hier wird die konkrete Zahl der Module, deren Verschaltung und die Anbindung an sogenannte Störflächen wie Gauben, Schornsteine oder Dachfenster bestimmt und ausgelegt. Die Module sind mit allen Dachfenstern kombinierbar, da sie die gleiche Anbindung an die Umgebung auf dem Dach mit Blechen haben.

Abschlussbleche werden mitgeliefert

Allerdings sollte der Planer darauf achten, dass das Rastermaß der Dachfenster ähnlich dem der Module mit einer Höhe von 1,67 Metern und einer Breite von 1,03 Metern ist. Die Anschlussbleche kann Solarwatt mitliefern. Allerdings nur für quadratische oder rechteckige Flächen. Sind Schrägen zu überbrücken, wird die Verblechung in der Regel vor Ort zurechtgeschnitten, wobei im Sinne eines absolut einheitlichen Farbbildes das Rohmaterial durch den Systemanbieter bereitgestellt werden kann.

Auf diese Weise fügen sich die monokristallinen Module perfekt in die Dachhaut ein – entweder als vollflächige Belegung oder als Teil neben farblich passenden Dachziegeln. Allerdings hat Solarwatt derzeit aufgrund der geringen Nachfrage keine farbigen Module im Portfolio. Auch die Größen und Formen sind standardisiert. Denn alle Sondergrößen und Sonderanfertigungen kosten viel Geld.

Das würde den Kostenrahmen sprengen, der in der Regel für Dacheindeckungen zur Verfügung steht. Dabei sind die Indachanlagen durchaus konkurrenzfähig zu einer konventionellen Dacheindeckung, wenn ohnehin die Installation einer Solaranlage vorgesehen ist. Denn dann spart sich der Bauherr eine Solaranlage zusätzlich zu den Dachziegeln.

Kostenvorteile nutzen

Die Systeme sind an den gängigen Sparren-Latten-Aufbau eines herkömmlichen Daches angepasst. Das Montagesystem bringen die Module zudem gleich mit, indem sie auf die Lattung geschraubt werden. Außerdem gehört die Unterspannbahn zum System dazu, die andernfalls separat angeschafft werden müsste. Die Module einer Indachanlage sparen sogar noch die eigentlichen Dachziegel, sodass sich weitere Kostenvorteile gegenüber der Kombination aus Dachziegel und Aufdachanlage ergeben.

Insgesamt geht Schumann davon aus, dass die Indachanlage für ähnliche Kosten zu haben ist wie eine Aufdachanlage – zumindest im Neubau oder im Zuge einer Dachsanierung. Denn dann rechnen sie sich. Sie sind ein vollwertiger Ersatz einer Dacheindeckung mit Ziegeln – mit dem Unterschied, dass sie zusätzlich zum Witterungsschutz noch Strom produzieren.

Brandschutz gewährleistet

Die Module haben zwar keine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung. Da sie ausschließlich für den Schrägdachbereich konzipiert sind, reicht jedoch die Zulassung nach Bauregelliste. Das Gesamtsystem aus Modulen und Verblechung kann als harte Bedachung angesehen werden. Das heißt, dass es gegen Flugfeuer resistent sein muss.

Die Glas-Glas-Module selbst zeichnen sich durch ein geringeres Brandrisiko aus als vergleichbare Produkte mit Folienaufbau. Das kommt durch den Ersatz der Kunststoffrückseite durch nicht brennbares Glas. Auch das Risiko, dass sie einen Brand auslösen, ist nicht höher als bei einer Aufdachanlage. Zudem kann die Feuerwehr entsprechend den Vorgaben einer Broschüre zur Brandbekämpfung an Solaranlagen im Brandfalle löschen. Die Broschüre wurde vom Bundesverband Solarwirtschaft zusammen mit verschiedenen Feuerwehrverbänden und Versicherungen entwickelt.

www.solarwatt.de

Webinaraufzeichnung anfordern

Peter Schumann, Produktmanager bei Solarwatt im Bereich Solarmodule mit Spezialgebiet Gebäudeintegration, hat im Rahmen eines Webinars die Vorteile der Dachintegration von Solarmodulen beschrieben. Sowohl ästhetisch als auch wirtschaftlich sind solche Lösungen durchaus denkbar, wenn es vor allem darum geht, Dächer mit Solaranlagen auszustatten, bei denen eine Aufdachanlage nicht möglich ist. Außerdem ist diese Lösung im Neubau oder bei einer Dachsanierung durchaus wirtschaftlicher.

Schumann hat detailliert beschrieben, wie solche Anlagen geplant und errichtet werden. Natürlich wurde auch das Thema Kosten ausführlich behandelt. Zudem hat er die vielen Fragen der Teilnehmer beantwortet. Das Webinar hat photovoltaik zusammen mit Solarwatt, Solar Age und dem Fachhandwerkerportal Haustec.de veranstaltet. Die Aufzeichnung kann nach Registrierung unter der unten angegebenen Internetadresse angefordert werden.

www.haustec.de/energie/webinaraufzeichnung-solarwatt-dachintegration

Ein Gewerk am Bau mehr

In dem gut besuchten Webinar hat Peter Schumann von Solarwatt viele wichtige Hinweise für den Bau von Indachsolaranlagen gegeben. Schließlich kommt mit dem Dachdecker meist noch ein Gewerk hinzu. Das ist in der Planung des Bauablaufs zu beachten.

Sven Ullrich

Chefredakteur von Solar Age