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SOLAR-GRÜNDÄCHER


TASPO GARTEN-DESIGN - epaper ⋅ Ausgabe 4/2021 vom 20.07.2021

Artikelbild für den Artikel "SOLAR-GRÜNDÄCHER" aus der Ausgabe 4/2021 von TASPO GARTEN-DESIGN. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: TASPO GARTEN-DESIGN, Ausgabe 4/2021

Auflastgehaltenes Solar-Gründach mit flachen, südausgerichteten Modulen und ausreichend großen Reihenabständen.

Die Kombination von Photovoltaik und Dachbegrünung wird zwar schon seit Jahrzehnten in verschiedenen Varianten praktiziert, dennoch sind „Solar-Gründächer“ längst noch keine Selbstverständlichkeit. Viele Bauende, Planende und Ausführende haben Vorbehalte gegen eine Kombination oder wissen gar nicht, dass diese möglich ist. Doch wenn bestimmte Grundregeln beachten werden, funktioniert das Miteinander!

Aufgrund der staatlichen Subventionierung war es anfangs üblich, die gewonnene Energie nicht privat zu nutzen, sondern in das öffentliche Stromnetz zu speisen. Da jede Kilowattstunde profitabel war, versuchte man die Dächer mit der maximalen Menge an Solar-Modulen auszustatten. Aufgrund einer Gesetzesänderung wurde die Vergütung für die Einspeisung jedoch deutlich reduziert und ist mittlerweile oftmals im Vergleich zur Einsparung durch Eigenverbrauch weniger wirtschaftlich. Die Nutzung des gewonnenen ...

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... Stroms für den Eigenverbrauch ist heute für Unternehmen und Privatpersonen eine finanziell interessante Variante. Da im Regelfall mehr Strom erzeugt wird als benötigt, müssen folglich die Dachflächen nicht mehr komplett mit Photovoltaik bedeckt werden, so dass sich Flächen für die Dachbegrünung und größere Abstände bei den Modulreihen ergeben können.

Photovoltaik steht für „Klimaschutz“ und ist Teil des nachhaltigen Bauens. So wundert es nicht, dass es in immer mehr Bundesländern eine Solarpflicht für alle Gewerbe-Neubauten gibt. Obwohl die Dachbegrünung als Klimawandelanpassungsmaßnahme anerkannt ist, ergibt sich aus Solarpflicht und Festsetzung der Begrünung im Bebauungsplan ein Zielkonflikt. Welche Maßnahme hat Vorrang? Oder geht beides? Bauende führen die oftmals fehlenden Lastreserven ihrer Hallendächer oder die Mehrkosten für die Statik plus die Mehrkosten für die Begrünung an. Die Städte tun sich teilweise auch noch schwer, beide Maßnahmen zusammen festzuschreiben.

Der Markt ordnet sich momentan neu, Anbieter entwickeln neue Solar-Gründachsysteme, um günstiger in Herstellung und Instandhaltung anbieten zu können und Verbände, wie der Bundesverband GebäudeGrün e.V. (BuGG), fahren Informations- und Aufklärungskampagnen.

POSITIVE WIRKUNGEN DER KOMBINATION

Dachbegrünungen haben neben vielen positiven Wirkungen auch besondere Vorteile, die bei einer Kombination mit Photovoltaik besonders ins Gewicht fallen. Werden auflastgehaltene Solar-Gründachsysteme verwendet, ergeben sich daraus weitere Vorteile.

Die Dachbegrünung schützt im Gegensatz zu unbegrünten Dachflächen die empfindliche Dachabdichtung nicht nur vor Extremtemperaturen und Hagelschlag, sondern auch vor Trittbelastung bei Wartungsgängen. Die Reparatur- und Sanie-rungsanfälligkeit ist deutlich geringer, wenn die Dachabdichtung durch eine Begrünung geschützt ist.

Bei auflastgehaltenen Systemen zur Kombination von Dachbegrünung und Solaranlage sind zudem Dachdurchdringungen oder sonstige Eingriffe in die Dachabdichtung und Gebäudesubstanz nicht notwendig. Damit können kostenaufwendige und schadensanfällige Dachabdichtungsarbeiten vermieden werden.

Bei Photovoltaikanlagen bestimmen die Umgebungstemperaturen die Leistung der PV-Module. Abhängig von der Sonneneinstrahlung können sich die Module im Sommer bis zu 90 °C aufheizen. Dadurch erfolgt eine Minderung der Leistung um bis zu 25 Prozent im Vergleich zur Nennleistung. Untersuchungen konnten belegen, dass durch die Verdunstungsleistungen von Dachbegrünungen ein Kühleffekt entsteht. Im Gegensatz zu anderen sich stark aufheizenden Oberflächenmaterialien bleibt bei der Begrünung die Oberflächentemperatur nahe an der Außentemperatur.

Der Kühleffekt der Dachbegrünung kann dazu beitragen, die Aufheizung der PV-Module zu mindern. Demnach ergeben sich bei Dachbegrünungen in Kombination mit Solaranlagen Vorteile und Ertragssteigerungen gegenüber unbegrünten Dächern.

Neben diesen Vorteilen gibt es weitere Wirkungen von begrünten Dächern, die auch bei Solar-Gründächern zum Tragen kommen und die in der Diskussion unbedingt berücksichtigt werden müssen:

Regenwasserbewirtschaftung: Wasserrückhaltung/-speicherung und Minderung der Spitzenabflüsse (Überflutungsvorsorge, Entlastung der Kanalisation)

Verbesserung des Umgebungsklimas (Verdunstungskühlung, Luftbefeuchtung)

Wärmedämmung im Winter und Hitzeschild im Sommer

Ökologischer Ausgleich. Artenschutz. Artenvielfalt

Lärmminderung

Filterung von Luftschadstoffen und Feinstaub

CO 2 -Speicher

Verbesserung des Arbeits-und Wohnumfeldes

DIE VEGETATION BEI SOLAR-GRÜNDÄCHERN

Auf Solar-Gründächern können unterschiedliche Vegetationsentwicklungen beobachtet werden, die von verschiedenen Faktoren (Modulstellungen, Reihenabstände, Substrathöhen, Wasserführung, usw.) abhängen:

Auffällig sind meist die Flächen an der Vorderkante des Solar-Moduls und Flächen direkt hinter den Solar-Modulen – beide haben oftmals einen höheren Pflanzenbewuchs. An der Vorderkante der Module fließt das Niederschlagswasser ab. Die erhöhte Wassermenge führt zu einem feuchteren Standort. Das kann zu einem stärkeren Pflanzenwachstum führen. Und in den teilweise noch verschatteten Bereichen (mit ggf. höherer Bodenfeuchte) hinter den Modulen können sich auch höherwüchsige Gräser- und Kräuterarten entwickeln.

Direkt unter den Modulen hängt das Wachstum der Pflanzen und der Deckungsgrad davon ab, wie viel Licht noch durch die Module gelangt. Tendenziell ist der Bewuchs unter den Modulen spärlicher als bei den sonnigen Bereichen; doch es gibt auch Beispiele, bei denen vor allem unter dem Modul mehr wächst. Zwischen den Modulreihen sind von der Solar-Anlage unbeeinflusste Gründachbereiche mit standorttypischer, trockenheitsverträglicher Vegetation für Extensivbegrünungen.

SOLAR-GRÜNDACH ALS BIODIVERSITÄTSGRÜNDACH

Die Vegetationstragschicht kann durchgehend auf gleicher Aufbauhöhe von etwa 8 bis 10 cm, abhängig von Begrünungsart, Vegetationsziel und zu erzielender Mindestauflast (bei auflastgehaltenen Systemen) über die komplette Dachfläche eingebaut werden. Aber auch ein wellenförmiger Einbau mit 6 bis 15 cm Einbauhöhe ist möglich. Die Modellierung kann so erfolgen, dass vor den Solar-Modulen weniger Substrat liegt als unter den Modulen. Damit ist analog zum Biodiversitätsgründach die Anlage einer struktur- und artenreichen Begrünung möglich.

Allerdings ist zu beachten, dass höhere Substrataufbauten auch zu unerwünschtem höheren Aufwuchs führen können. Die einfacher zu verlegende und auch pflege- und kostengünstigere Variante ist die mit einer durchgehend gleich hohen, möglichst niedrigen Substratschicht (von etwa 8 bis 10 cm) und einer Sedum-Vegetation. In den Rand- und Eckbereichen des Daches können aufgrund des erhöhten Windsogs höhere Substratschichten notwendig sein.

WIE SOLAR-GRÜNDÄCHER AUF DAUER FUNKTIONIEREN

Für die nachhaltige Umsetzung von Solar-Gründächern sind folgende Grundsätze („Erfolgsfaktoren“) zu beachten:

Vermeidung der Verschattung der Solar-Module.

Ausreichend Reihenabstände. Aufstellung der Module und Modulreihen so, dass eine Instandhaltung gut möglich ist.

Verwendung auflastgehaltener Solar-Gründach-Systeme.

Regelmäßige, fachgerechte Instandhaltung (Pflege und Wartung).

Rechtzeitige Einbeziehung aller beteiligten Gewerke, einschließlich der Planung.

Vermeidung der Verschattung Um Verschattungen der Solar-Module durch zu hohe Pflanzen zu vermeiden, gibt es verschiedene Möglichkeiten:

Auf einen ausreichend großen Abstand zwischen Substratoberfläche und Modulunterkante von mindestens 20 bis 30 cm achten. Je nach gewählter Pflanzenauswahl sollte der Abstand ggf. größer sein. Abstände von mindestens 30 cm haben sich bewährt.

Verwendung geeigneter Pflanzen mit niedrigem Wuchs und dichtem Flächenschluss. Damit die Solar-Module nicht verschattet werden, sind Pflanzen mit einer maximalen Wuchshöhe von 15 bis 20 Zentimetern und dichtem Flächenschluss zu empfehlen. In der Regel werden Sedum-Moos-Kräuter-Begrünungen angestrebt. Durch die Höhe des Gründachaufbaus und des Substrats lassen sich die Pflanzenauswahl und Vegetationsentwicklung in Abhängigkeit der regionalen Gegebenheiten beeinflussen.

Grundsätzlich gilt: Je höher der Gründachaufbau, desto mehr Wasser speichert er und desto höher kann die Vegetation ausfallen. Auch wenn die geringe Substrathöhe und die maximale Wuchshöhe der Pflanzen die Pflanzenauswahl einschränken, sollte versucht werden, eine möglichst artenreiche und von Frühjahr bis Herbst blühende Vegetation aufzubringen. Niedrige, schattenverträgliche Pflanzenarten mit hohem Deckungsgrad unter den Solar-Modulen hemmen das Aufkommen unerwünschten Fremdbewuchses.

Anlage eines Kiesstreifens vor den Solar-Modulen, um die Pflanzenentwicklung einzuschränken und bei Bedarf einfacher pflegen zu können oder das Auslegen von Betonplatten vor den Solar- Modulen, um Pflanzenaufwuchs zu vermeiden. Gleichzeitig können die verlegten Platten als Wartungswege dienen.

Geringere Substrathöhe (von etwa 5 bis 8 cm) vor den Solar-Modulen, um höherwüchsige Arten auszuschließen. Bei bal- lastierten Systemen ist die benötigte Mindestauflast zur Standsicherung zu beachten.

Ausreichend Reihenabstände

Zur Durchführung der Pflege und Wartung sind Wartungswege und Absturzsicherungen vorzusehen. Es ist auf einen ausreichenden Abstand zum Dachrand und einen Abstand der Modulreihen untereinander (je nach Ausrichtung mindestens 50 bis 80 cm) zu achten. Kabel und weitere zur Solaranlage gehörende Bauteile sind so zu montieren, dass ein Pflanzenschnitt problemlos möglich ist.

Verwendung auflastgehaltener Solar- Gründach-Systeme

Auflastgehaltene Solar-Gründach-Systeme sind zu bevorzugen, da hierbei die Photovoltaikaufständerungen nicht in die Dachabdichtung/Dachkonstruktion eingreifen und damit Wärmebrücken und Undichtigkeiten vermieden werden. Die Last des Gründachaufbaus hält die Photovoltaikaufständerungen lagesicher auf dem Dach. Mehrere Gründachsystemanbieter haben solche Systeme in ihren Programmen.

ENTWICKLUNGSBEDARF UND FORSCHUNGEN

Die Unternehmen entwickeln wie schon angeführt weiter, in der Schweiz werden schon seit einigen Jahren senkrecht stehende, bifaziale Solar-Module getestet. Hier besteht kaum die Gefahr einer Verschattung, hier können helle Pflanzen und helle Dachsubstrate sonnenlichtreflektierend wirken und den Ertrag steigern.

Das zuvor beschriebene „klassische” Solar-Gründach lässt sich nur eingeschränkt auf intensive Dachbegrünungen über- tragen, da die höhere Vegetation die Solar-Module zu stark ver- schatten würde. Daraus ergeben sich mögliche Nutzungen als intensives Solar-Gründach:

Rasenbegrünung mit Solar-Anlage

Dachbegrünungen mit begeh- und bespielbaren Zierrasen sind anspruchsvolle Intensivbegrünungen. Dort lassen sich auch auflastgehaltene Solar-Montagesysteme integrieren. Die Vorteile dieser Bauweise liegen bei der mittels Mähroboter relativ einfach kurz zu haltenden Vegetation mit hoher Verdunstungsleistung.

Retentionsdach und Solar-Gründach

Das Solar-Gründach lässt sich unter bestimmten Umständen auch mit einem Retentionsdach kombinieren. Dabei werden Basisplatten und Montagesystem des Solar-Gründachs auf die Wasserspeicherelemente des Retentionsdachs befestigt. Der Substrataufbau und die Pflanzenauswahl müssen so getroffen werde n, dass die Solar-Module nicht beschattet werden.

Semitransparente Solar-Module mit einer Restlichdurchlässigkeit von 30 Prozent lassen sich als Sonnen- und Witterungsschutz bei einem Dachgarten einsetzen. Durch das „Photovoltaik -Dach”, das Strom produziert, wird einerseits den Menschen eine verschattete Aufenthaltsfläche mit Kühlungseffekten auf dem Dach geboten und andererseits kann Obst und Gemüse angebaut werden.

Fazit

„Solar-Gründächer“ sind gut machbar. Sie vereinen eine Vielzahl an positiven Wirkungen. Hervorzuheben sind dabei Solar-Grün- dächer, deren Photovoltaikauf- st änderungen durch die Auflast des Gründachs lagesicher gehalten werden.

Der Bundesverband Gebäudegrün e.V. (BuGG) hat zu dem Thema zwei Schriften veröffentlicht: die BuGG-Fachinformation „Solar-Gründach“ und den BuGG-Fokus „Solar-Gründach“. Kontakt: Bundesverband GebäudeGrün e. V. (BuGG), www.gebaeudegruen.info hin