Garantiert dicht: PV-Anlagen auf Flachdach

Die Standorte für die geplante Photovoltaikanlage sind zwei hintereinanderliegende, einschiffige Stahlbeton-Skelettbau-Fabrikationshallen (Ausmaß 143 x 58 m) . Sie wurden 1999 beziehungsweise 2007 erbaut. Auf den Dächern mit einer Stahlprofil-Unterkonstruktion sollte eine 5200 m²-PV-Anlage dachparallel montiert werden. Das Warmdach ist auf 135 mm Trapezblech aufgebaut. Es besitzt eine Dampfsperre aus Standard-Baufolie, eine 100 beziehungsweise 120 mm-Polystyrol-EPS-Dämmung und eine Dachhaut vom Typ Sikaplan 15G. Das Dach ist im guten Zustand, jedoch ermöglicht die Statik der Halle unter Berücksichtigung der aktuellen Bauvorschriften lediglich eine Zusatzlast von 23 kg/m².

Auflastsysteme scheiden aus

Angesichts der geringen möglichen Zusatzlast des Daches scheiden Befestigungssysteme mit Auflast aus. Auch aerodynamische Systeme können die Aufgabenstellung nicht erfüllen, denn es müssen größere Abstände zum Dachrand eingehalten werden, um den Bereich von starken Luftströmungen zu meiden. Bei mechanischen Befestigungen müssen einerseits definierte Kräfte in das Trapezblech eingeleitet werden, andererseits dürfen dabei keine Kältebrücken entstehen. Befestigungen mit den nötigen bauphysikalischen Eigenschaften sind am Markt kaum vorhanden. Das SFS-System SOL-F allerdings ist dem Generalunternehmer von einem anderen Projekt her bekannt; dort hatte sich das System bewährt. Überzeugt hat den Generalunternehmer die Bauart entsprechend der Flachdachrichtlinie, der problemlose Montageablauf mit eindeutigen Vorgaben, serienmäßigen Werkzeugen und Maschinen und nicht zuletzt der Kundenservice durch SFS intec bei der Betreuung aller Abläufe (Zum Beispiel EDV-Auslegung, Lieferungen auf die Baustelle, Einarbeitung der Mitarbeiter). Der Generalunternehmer Pohlen Solar bevorzugt schließlich die Kombination von SFS intec SOL-F-Befestigungspunkten mit einem Aluminium-Kreuzschienen-Montagesystem.

Unterstützung durch den Hersteller

Die statische Vorbemessung der Anzahl der SOL-F-Befestigungspunkte erfolgt durch SFS intec mit dem eigenen Softwareprogramm. Vorgegeben sind Werte der bauseitigen Statik und die Vorauslegung der Dachflächenbelegung. Modulgewichte, Dachneigung, Schneelasten und Windlasten fließen ebenso ein wie mehrere verschiedene Typen von Montageschienen, die zur Entscheidung stehen. Die softwaregestützte Auslegung durch SFS beantwortet folgende Fragen: Welche Tragschienentypen sind optimal und wie viele Befestigungspunkte müssen diese mit dem Trapezblech verbinden? Dazu wird das statische System von Befestigungspunkten und Tragschiene als Rahmen gerechnet, bei einer begrenzten Durchbiegung und einer begrenzten Belastung der Verschraubungen. Die SFS-Software liefert mehrere denkbare Lösungen, die dann nach den Kriterien Sicherheit, Montagezeit und Kosten bewertet und entschieden werden.

Da Pohlen Solar üblicherweise die Sturmsicherheit auch durch zusätzliche Tests abklärt, sind die kritischen Punkte der Anlage im Windkanal getestet worden: Prof. Hans Ruscheweyh aus Aachen maß hierzu an einem Modell von Halle und PV-Anlage die bei großen Windstärken entstehenden Kräfte, die auf Module und Befestigungspunkte wirken. Sein Gutachten zeigt, dass die bisherige Auslegung nach DIN 1055 in vielen Bereichen überdimensioniert ist und angepasst werden kann.

Realisierung mit erprobten Arbeitsabläufen

Zur Montagevorbereitung wird das Dach von außen sorgfältig inspiziert und von einem Bau-Sachverständigen auf Feuchtigkeitsschäden geprüft. Auch die Dachunterseite wird auf Spuren von Feuchtigkeit untersucht. Nachdem alle Blitzschutz-Leitungen mit ihren Halterungen sorgfältig entfernt sind und das Dach vorbereitet ist, erfolgte das Einmessen der Befestigungspunkte entsprechend der Planung.

An den aufgeschnürten Positionen der Montageschienen wird die Mitte der Trapezblech-Obergurte durch exaktes Vermessen festgestellt. Nach nochmaligem Positionstest wird an diesen Punkten die Dachabdichtungsbahn mit dem Original-SFS-Bohrgerät kleinflächig ausgeschnitten und die Dachdämmung mit 100 mm Durchmesser zylinderförmig ausgebohrt. Der integrierte Tiefenanschlag des Bohrgeräts ist dabei auf die Dämmungsstärke abgestimmt; so wird eine Beschädigung der Dampfsperre zuverlässig verhindert. Nach Setzen und Verschrauben von Distanzprofil, Dämmsegmenten und Klemmflansch-Unterteil ist der Befestigungspunkt vorbereitet. Eine Ronde aus Dichtungsbahn mit 220 mm Durchmesser wird aufgelegt und das Klemmflansch-Oberteil wird mit überdrehsicheren Bohrbefestigern verschraubt. Die wasserdicht zwischen den profilierten Klemmflanschteilen befestigte Ronde wird dann mit der vorhandenen Dachhaut fachgerecht verschweißt. Der SFS intec SOL-F Befestigungspunkt ist fertig gesetzt. Das Aufschrauben der Kopfplatten und das Befestigen des Kreuzschienen-Montagesystems ist für erfahrene PV- Anlagenbauer dann Routine.

Autor

Michael Weis ist Produktmanager für Solarbefestigungssysteme bei der SFS intec GmbH in Oberursel.