Energie vom Dach

Dächer, die nur dem reinen Schutz vor Regen dienen, wird es immer weniger geben. Immer mehr Dachflächen werden zur Energiegewinnung durch Solarthermie oder Photovoltaik genutzt. Dafür müssen sinnvolle Lösungen entwickelt und angeboten werden – nur dann hält das Metalldach den erhöhten Anforderungen stand. Die zusätzlichen Dach-Aufbauten können zu erhöhten Belastungen auf die Konstruktion führen. Da viele Systeme mit einem Gestell auf dem Falz befestigt werden, hat dies Auswirkungen auf den Lasteintrag. Als Grundsatz bleibt bestehen, dass die Lasten abgetragen werden müssen. Doch neben der Optik ist die Dauer­haftigkeit des Metalls für Bauherren ein wesentlicher Entscheidungsgrund. Und ein dauerhaft dichtes Dach sollte nicht mit Stockschrauben oder Ähnlichem durchbohrt werden. Daher haben sich die auf dem Falz aufgeklemmten Systeme durchgesetzt. Jedoch stellt sich immer wieder die Frage: „Können über diese Falzklemmen die Lasten abgetragen werden und wird die thermisch bedingte Längenänderung des Daches nicht behindert?“

Bestehende Dächer

Besondere Schwierigkeiten bereitet die Montage von Solarsystemen auf bereits bestehenden Metalldächern. In der Regel ist nicht bekannt, wie das Dach befestigt wurde und ob diese Befestigung ausreicht, um die heute wirkenden Windlasten samt einer Solarenergieanlage aufzunehmen. Sicherheit bekommt man nur, wenn eine gründliche Bestandsaufnahme durch einen örtlichen Statiker gemacht wird, die dann als Basis für die weiteren statischen Berechnungen verwendet werden kann. Andernfalls bleibt ein Risiko, auf welches der Handwerker den Bauherrn unbedingt hinzuweisen hat und welches er für sich ausschließen muss.

Neue Dacheindeckungen

Werden Metallbedachungen und PV-Anlagen für Neubauten oder Dachsanierungen gemeinsam geplant, ist die Situation ungleich besser. Sinnvoll ist dann, von der Lastseite her zu planen und zu berücksichtigen, welche Lasten aus der PV-Anlage wirken. Diese Berechnung führt in der Regel der Hersteller des Montagesystems durch. Er kann damit sehr genau sagen, welche Lasten durch die Klemmen in das Dach eingeleitet werden. Dies gilt für die dachparallele wie auch für die aufgeständerte Montage der Solarenergieanlagen. Bei dachparallelen Anlagen geht man davon aus, dass keine zusätzlichen Windsogkräfte wirken. Diese können dagegen bei aufgeständerten Systemen erheblich sein und erfordern eine exakte Kalkulation.

Die berechnete Last muss sicher über die Klemme und die Metalldach-Hafte in die Schalung eingeleitet werden. Gleichzeitig darf die thermisch bedingte Län­genänderung der Dachschar nicht behindert werden. Nehmen wir als Beispiel eine PV-Anlage, die dachparallel auf einem Metalldach mit einem Falzabstand von 50 cm befestigt werden soll.

Das Modul-Standardmaß beträgt zurzeit ca. 1,0 x 1,6 m, was einer Fläche von 1,6 m² pro Modul entspricht. Dieses Modul soll stehend mit einem horizontalen Schienensystem, bestehend aus zwei Schienen, befestigt werden. Bei einem Falzabstand von 50 cm haben wir damit im Schnitt vier Befestigungspunkte oder zweieinhalb Klemmen je m² auf den darunter liegenden Falzen. Damit ist offensichtlich, dass ein einzelner genagelter Haft, der genau unter so einer Klemme liegt, diese Last nicht abtragen kann. Man müsste daher die Last auf benachbarte Hafte verteilen, doch hierzu gibt es bislang noch keine verlässlichen Kalkulationswerte.

Die Lösung kann daher nur eine größere Lastaufnahme der Hafte sein. Hafte sollten daher nicht mehr genagelt, sondern geschraubt sein. Geschraubte Edelstahlhafte, wie die von Bjarnes System, verfügen über eine Lastaufnahme von 0,8 kN/Haft – berechnet nach den neuen Eurocodes. Dies erleichtert die Nachweisbarkeit zur Montage einer Solaranlage. So könnten bei diesem Beispiel die Innenbereiche eines Satteldaches der Windzone 2 selbst bei den höheren Windlasten flach geneigter Dächer bis zu einer Gebäudehöhe von 20 m abgetragen werden. Voraussetzung ist jedoch, dass unter jeder Klemme ein geschraubter Bjarnes-System-Haft montiert ist und die Falzklemme die Lasten auch aufnehmen kann. In den Rand- und Eckbereichen mit erhöhter Windlast kann es zudem sinnvoll sein, eine weitere Schiene unter die Module zu setzen, um die Last auf mehrere Klemmen zu verteilen.

Hohe Haft-Lastaufnahme

Die beiden Hauptgründe für die hohe Lastaufnahme der Bjarnes-System-Hafte sind folgende: Nägel sind durch Schrauben ersetzt und die Verbindung des Schiebeteils mit dem Fußteil des Hafts ist extrem stabil ausgeführt. Zudem liegt die Verbindung zwischen dem Fest- und dem Schiebeteil sehr nahe am dem Festteil. Falzklemmen werden daher die Schiebefähigkeit selbst dann nicht behindern, wenn diese direkt auf dem Haft montiert sind. Eine sinnvolle Ergänzung zu den Haften von Bjarnes System sind die Falzklemmen von S-5!. Eine Besonderheit dieser patentierten Klemmen sind die am Kopf gerundeten Madenschrauben, welche die Klemmung erzeugen. Sie verformen das Metall leicht, ohne es jedoch zu durchdringen. Der somit erreichte Formschluss ist Basis für die dauerhaft hohen Haltekräfte.

Fazit

Zusammenfassend kann man feststellen, dass bei der Montage von Solarenergieanlagen auf bestehenden Metalldächern immer ein Restrisiko besteht, es sei denn, es ist bekannt, wie diese befestigt wurden und wie die Lasten einer Solarenergieanlage eingeleitet werden können. Bei Neubauten ist es möglich, die Befestigung des Daches sowie die der Solarenergieanlage im Vorfeld aufeinander abzustimmen. Dank hochwertiger (geschraubter) Hafte und ebensolcher Falzklemmen steht der richtigen und dauerhaft sicheren Befestigung von Solarenergieanlagen nichts im Wege. Wichtig ist bei der Produktwahl jedoch, dass alle eingesetzten Komponenten hohe Lasten sicher aufnehmen und abtragen können und die Ausdehnungsmöglichkeit der Metallbedachung nicht behindert wird.

Christian Fürholzer

ist Geschäftsführer der RoofTech GmbH, die sich auf den Vertrieb ausgewählter Befestigungslösungen für Dach und Fassade spezialisiert hat. Das Produktprogramm umfasst u.a. Haften von Bjarnes System und Falzklemmen von S-5!