Solaranlagen für das Flachdach

Energie-Flachdächer leisten einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung. Insbesondere in Städten bieten sie große Chancen, da es dort oft an Freiflächen mangelt. Zahlreiche Solaranlagen wurden deshalb in den vergangenen Jahren bereits auf den Dächern von Bestandsflächen installiert – und auch in den Planungen von Neubauten spielen sie eine immer entscheidendere Rolle.

Neben geneigten Dächern eignen sich Solaranlagen besonders für das Flachdach. Denn aufgrund der bestimmbaren Neigung lässt sich die Anlage an diesem Standort optimal ausrichten und ist dadurch meist verschattungsfrei. Vom Energie-Flachdach können der Industrie-, Gewerbe- und Wohnungsbau gleichermaßen profitieren.

2: Die Vorteile eines Energie-Flachdaches

Gegenüber geneigten Dächern bieten Flachdächer zusätzliche Möglichkeiten, die Solaranlagen effizient zu nutzen. 

Flexible Ausrichtung – Im Gegensatz zu Schrägdächern geben Flachdächer keine Neigung vor. Die Module der Solaranlagen werden deshalb häufig mit Stützvorrichtungen (Aufständerung) montiert, durch die sich der Winkel der Anlage selbst bestimmen lässt.  

Höhere Leistungsfähigkeit – Die flexiblen Ausrichtungsmöglichkeiten auf dem Flachdach erhöhen auch die Leistungspotenziale der Solaranlage. Beispielsweise lassen sich durch einen geringeren Neigungswinkel und eine Ost-West-Ausrichtung mehr Sonnenstunden zur Energiegewinnung nutzen – auch im Winter. Die Aufständerung verbessert zudem die Hinterlüftung der Anlage und optimiert somit deren Wirkungsgrad.  

Einfache Nutzung – Ein Flachdach lässt sich einfacher erreichen als ein geneigtes Dach. Weder Baugerüste noch umfangreiche Vorarbeiten sind erforderlich, um eine Solaranlage an diesem Standort zu montieren. Aus diesen Gründen beanspruchen dort auch Wartungen und Reinigungen deutlich weniger Aufwand.

3: Arten der Aufbringung

Solaranlagen erfordern eine lagesichere Montage. Auch bei höheren Windlasten dürfen sie weder abheben, verkippen, verschieben oder gleiten. Für dieses Ziel eignen sich mehrere Arten der Aufbringung.  

Aufgelegte Anlagen – Die Solaranlage befindet sich auf einer lastverteilenden Unterlage, die auf dem Flachdach liegt.  Für die Stand- und Lagesicherung verfügt diese Unterlage optional über eine zusätzliche Auflast – etwa Wannensysteme mit Betonplatten oder Kies. Zwischen Anlage und Abdichtungsschicht muss sich eine Schutzlage befinden, die verträglich mit der Abdichtung ist. Man unterscheidte zwischen aerodynamischen und ballastierten Systemen.

Aufgeständerte Anlagen – Diese Anlagen enthalten Sockel oder Stützen, die fest in die Abdichtungsschicht des Flachdaches eingebunden sind. Die Tragschale oder deren Auflager nehmen die Lasten aus Eigengewicht, Wind und Schnee direkt auf.

Mehr zu aufgelegten und aufgeständerten Systemen erfahren. 

Lastabtragende Befestigung an Abdichtungsschicht vermeiden 

Generell gilt: Die Abdichtungsschicht des Flachdaches darf nicht dazu genutzt werden, aufgestellte oder aufgeständerte Solaranlagen lastabtragend zu befestigen – etwa durch Kleben oder Schweißen. Sonderlösungen zur Lastaufnahme wie zum Beispiel aufgeschweißte Laschen erfordern eine bauaufsichtliche Zulassung. 

4: Planung & Vorbereitung

Das Flachdach als gebäudeeigenes Solarkraftwerk setzt einige zentrale Eigenschaften voraus. Neben der ausreichenden Statik des Dachaufbaus ist die ungestörte Funktionalität der Dachabdichtung essentiell wichtig. Ebenso sollten keine Schatten durch umliegende Bäume oder Gebäude auf die Dachfläche fallen. Damit die Solarmodule sich nicht gegenseitig verschatten, ist ein ausreichender Abstand zwischen den Reihen nötig.

Gullys müssen Tiefpunkte bleiben und es dürfen sich keine Pfützen bilden. Weiterhin erfordern sämtliche Befestigungs- und Auflagepunkte der Solaranlage eine fachgerechte Installation.     

Statische Voraussetzungen

Die Planer von Energie-Flachdächern haben mehrere Kriterien zu berücksichtigen, um eine ausreichende Statik des Dachaufbaus zu gewährleisten:

• Die Tragkonstruktion der Module muss alle Kräfte (Wind, Schnee, Eigenlast) sicher ableiten, um Schäden am Bauwerk zu verhindern.
• Nach DIN 18531-1 müssen alle Horizontalkräfte der Solaranlage in den Untergrund abgetragen werden. Nur so lässt sich bestmöglich verhindern, dass die Anlagenteile abrutschen.
• Der vollständige Dachaufbau muss ausreichend belastbar gegen Druck sein – das betrifft insbesondere auch die Wärmedämmschicht.
• Bei aufgelegten Solaranlagen mit punkt- oder linienförmigen Drucklasten gilt: Die Druckkräfte müssen sich durch den Schichtenaufbau in die tragenden Bauteile ableiten lassen. Die Abdichtungsschicht darf dabei nicht beschädigt werden.
• Die Abdichtung muss sowohl während der Montage als auch bei späteren Wartungen und Instandhaltungen geschützt sein. Deshalb ist es erforderlich, bedarfsgerechte Schutzschichten, Schutzlagen oder anderweitige Schutzmaßnahmen vorab festzulegen.
• Die Planer müssen Voraussetzungen für eine funktionierende Entwässerung schaffen. So vermeiden sie, dass Niederschlagswasser anstaut. 
• Solaranlagen dürfen Bewegungsfugen, Lichtkuppeln, RWA-Anlagen, Sicherheitseinrichtungen und Dachabläufe nicht in ihrer Funktion einschränken. 
• Aufgeständerte Solaranlagen brauchen einen ausreichend großen Abstand zur Dachoberfläche. Der Grund: Die Abdichtungsschicht muss zugänglich bleiben – etwa für Wartungen oder Instandhaltungen.
• Nach DIN 18531-3 muss sich die Abdichtungsschicht an folgende Bauteile anschließen lassen: Stützen, Kabel, Rohrleitungen und sonstige systembedingte Durchdringungen inklusive Einbauteilen oder Flanschkonstruktionen.

Dachabdichtung

Grundsätzlich darf die Solaranlage die Funktion der Dachabdichtung nicht beeinträchtigen. Die Planer der Anlage müssen demnach beachten, welchen mechanischen Beanspruchungen die Dachabdichtung durch die Solaranlage ausgesetzt wird – etwa aufgrund von Montage, Wartung, Betrieb und Dachbegehungen. Ebenso erforderlich ist, dass die Dachabdichtung und alle Detailausbildungen jederzeit zugänglich bleiben. Nur mit diesen Vorkehrungen kann das Dach das Gebäude weiterhin effizient gegen die Witterung schützen. 

Herausforderungen bei bestehenden Flachdächern

Solaranlagen auf bestehenden Flachdächern stellen die Verantwortlichen vor besondere Herausforderungen. Im Gegensatz zum Neubau müssen sie hier zunächst den Zustand der Bestandsfläche gründlich kontrollieren – von der Flachdachkonstruktion über die Statik und Dachabdichtung bis zur Druckfestigkeit der Wärmedämmung. Erst wenn die ausreichende Qualität der Fläche sichergestellt ist, lässt sich die Solaranlage verantwortungsvoll planen und umsetzen.  

Neu geplante Flachdächer

Neubauten sind für das Energie-Flachdach die Ideallösung. Schließlich lassen sich hier sämtliche Faktoren für einen sicheren Betrieb der Solaranlage optimal aufeinander abstimmen. Um das Dach langfristig zu schützen, kommen mehrlagige Bitumen- und Polymerbitumenbahnen ebenso infrage wie einlagige Kunststoff- oder Elastomerbahnen – je nach Anforderung des Gebäudes. So können Planer die Vorgaben der DIN 18531 zur Abdichtung von Dächern bestmöglich einhalten.

5: Realisierung & Wartung

Für ein sicheres Energie-Flachdach sollte die Solaranlage in enger Absprache mit einem erfahrenen Dachdeckerbetrieb installiert werden. Denn fachliche Mängel können schnell zu Feuchtigkeitsschäden am Bauwerk führen. 

Nach der professionellen Montage hat die Anlage eine Lebensdauer von bis zu 25 Jahren. Damit sie in dieser Zeit ordnungsgemäß arbeitet, sollte ein Fachbetrieb sie mindestens alle 4 Jahre einer messtechnische Überprüfung unterziehen. Außerdem sind jährliche Thermografien sowie halbjährliche Sichtprüfungen empfohlen. Auch nach Starkwetter-Ereignissen, wie z.B. Sturm, sollte die Anlage begutachtet werden. Dabei empfiehlt sich zugleich eine Wartung des Daches – insbesondere seiner Abdichtung. Mit dieser regelmäßigen Maßnahme lässt sich seine Nutzungsdauer deutlich verlängern. 

Wartungsmaßnahmen bei Solaranlagen

Jede Wartung beginnt mit einer Sichtkontrolle sämtlicher Bauteile. Dabei prüfen die Service-Techniker die Funktionstüchtigkeit der Solaranlage. Bei Bedarf reinigen sie die Kollektoren. Geprüft wird auch, ob alle Verbindungselemente fest sitzen – etwa Kabel, Stecker, Klemmen und Schrauben. Die weiteren Wartungsschritte unterscheiden sich je nach Art der Solaranlage:

• Photovoltaik-Anlagen
  Hier kontrollieren die Techniker neben dem Solarspeicher auch den Wechselrichter und installieren auf ihm erforderliche Softwareupdates. Defekte Bauteile werden repariert oder ausgetauscht.     
• Solarthermie
  Bei thermischen Anlagen und Kraftwerken kontrollieren die Techniker die Solarflüssigkeit auf ihren pH-Wert und Frostschutz. Alle fünf bis sechs Jahre wird sie ausgetauscht. Zudem prüfen sie, ob die Rohrleitungen ausreichend isoliert sind und ihr Dämmmaterial unbeschädigt ist. Gründlich gecheckt werden auch Pumpe, Regler Fühler, Thermometer, Pufferspeicher, Wasser- oder Heizungsanschlüsse und das Ausdehnungsgefäß mit Sicherheitsventil.

Individuelle Wartungsintervalle für Solaranlage

Wie oft eine Wartung der Solaranlage notwendig ist, hängt von mehreren Faktoren ab. Zum Beispiel führen Umwelteinflüsse durch eine dicht befahrene Straße oder einen Wald oft zu kürzeren Wartungsintervallen. Auch die Neigung der Solarmodule ist wichtig: Ab einem Winkel von etwa zwölf Grad können sie sich durch abfließenden Regen meist selbst reinigen.

Zudem beeinflussen die Vorgaben des Versicherers die Intervalle – ebenso wie die individuellen Risiken, die von der Anlage bei einem Defekt ausgehen. So richtet beispielsweise ein Kurzschluss besonders große Schäden an, wenn das Wohnhaus aus Holz ist. 

Wartung des Flachdaches

Parallel zur Solaranlage macht es Sinn, auch das Flachdach warten zu lassen. Schließlich kann durch Schäden an der Abdichtung oder Unterkonstruktion Feuchtigkeit ins Gebäude eintreten und die Wärmedämmung beeinträchtigen. Der beauftragte Wartungsbetrieb prüft deshalb:

• ob die Dachabdichtung intakt ist,
• wie die Decke unter dem Dach aussieht,
• ob die Entwässerung funktioniert und
• in welchem Zustand Dachfenster und Dichtungen sind. 

Auf diese Weise lässt sich frühzeitig feststellen, ob Instandsetzungs- oder Sanierungsmaßnahmen erforderlich sind. Zudem befreien die Fachkräfte die Dachfläche von Laub, Schmutz und unerwünschtem Bewuchs. Sie reinigen Be- und Entlüftungen, Fenster, Dachrinnen und -abläufe. Bei Bedarf erneuern oder pflegen sie die Auflasten des Flachdaches.

Energie-Flachdach eigenständig prüfen

Eigentümer eines Energie-Flachdaches sollten sich bei der Pflege nicht auf regelmäßige Wartungstermine beschränken. Denn viele Beeinträchtigungen von Solaranlage und Dach lassen sich auch als Laie erkennen – etwa Verschmutzungen oder Verschattungen. Hier gilt: Wer schnell handelt, kann die Nutzungsdauer und Energieeffizienz von Objekt und Anlage verlängern.

6: Energie-Flachdach & Grünflachdach kombinieren

Begrünte Flachdächer haben viele Vorteile. Sie verbessern die sommerliche und winterliche Wärmedämmung sowie das Mikroklima in den Städten. Insekten und Vögel nutzen diese Orte als Nahrungsquelle, Rast- und vereinzelt sogar Nistplatz. Gründächer entlasten auch die Kanalisation, indem sie das Niederschlagswasser verzögert abgeben. Zudem schützen sie das Gebäude aufgrund ihrer zusätzlichen Schicht effektiver vor Witterungseinflüssen und UV-Strahlung – ein ebenso ressourcenschonender wie kostensparender Effekt.

Solaranlage erhöht ihre Leistungsfähigkeit

Eine noch bessere Ökobilanz erzielt das Grünflachdach, wenn auf ihm eine Solaranlage installiert wird. Laut Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland erhöht sich die Leistungsfähigkeit der Anlage an diesem Standort im Sommer deutlich.

Der Grund: Die Begrünung wirkt kühlend. In heißen Monaten kann sie die Temperatur auf dem Dach schnell um 20 Grad reduzieren und die Leistung der Solaranlage dadurch um rund 10 Prozent steigern. Denn ab einer Betriebstemperatur von 25 Grad Celsius verliert die Solaranlage gewöhnlich mit jedem weiteren Grad Außentemperatur circa 0,5 Prozent Leistung.   

7: Das Flachdach als Multitalent

Neben dem Standort für Solaranlagen bieten Flachdächer noch weit mehr Nutzungspotenziale. Parkplätze lassen sich auf ihnen ebenso errichten wie Dachterrassen, Sport-, Spielplätze und Parkanlagen – ein großer Effizienzvorteil besonders in dicht besiedelten Städten. Planer und Architekten nutzen diese Flächen deshalb immer intensiver, um die Zukunft des urbanen Lebens zu gestalten.