PV-Anlagen gegen Windsog sichern − Befestigungstechnik

Denkt man an PV-Anla­gen auf dem Dach, denkt man zunächst an das erhöht Gewicht und die Ein­sturzge­fahr beim Dach. Eine große Gefahr ist gle­ichzeit­ig das Abheben der Solar­mod­ule bei starkem Wind. Wie wer­den Solar­mod­ule ans Dach befes­tigt, besten­falls ohne die Abdich­tungsebene zu beschädi­gen. Wir geben einen Überblick.

1) Windsog richtig verstehen

Auf Flachdäch­ern ist das Prob­lem meist nicht “Druck von oben”, son­dern Sog nach oben – beson­ders in:

• Eck­bere­ichen (höch­ste Sog­w­erte)
• Rand­streifen
• Bere­ichen neben Attiken, Auf­baut­en, Lichtkup­peln

Merke: Die gle­iche Anlage kann im Dachin­nen­feld prob­lem­los sein, aber in der Ecke kri­tisch.

2) Windlasten ermitteln (Planungsgrundlage)

Für eine belast­bare Ausle­gung wer­den min­destens fol­gende Angaben benötigt:

• Stan­dort (Wind­zone), Gelän­dekat­e­gorie
• Gebäude­höhe, Dachform, Attikahöhe
• Bele­gungs­plan (Rei­hen, Nei­gung, Abstand)
• Sys­tem­dat­en des Mon­tagesys­tems (Aero­dy­namik, Zulassung/Herstellerstatik)

In der Prax­is dient die Wind­sog­berech­nung dem Her­steller zur Dimen­sion­ierung der Last­plat­ten und Schienen­sys­teme. Ide­al­er­weise wer­den Wind­last­sim­u­la­tio­nen durchge­führt, um die Ver­wirbelung in den Rand­bere­ichen möglichst exakt bes­tim­men zu kön­nen. Die Wind­so­glast, gemessen in Kilo­new­ton pro Quadrat­meter (kN/m²) bes­timmt, wie die PV-Anlage gegen Ver­schieben und Abheben gesichert wird.

3) Befestigungsprinzip wählen

Gesichert wer­den muss die PV-Anlage gegen Ver­schieben und gegen Abheben, verur­sacht durch Wind­sog. Hier sind ver­schiedene Befes­ti­gun­gen möglich.

A) Sicherung gegen Verschieben

Eine PV-Anlage kann durch Wind­sog leicht ange­hoben wer­den. Wenn gle­ichzeit­ig Wnd auch eine hor­i­zon­tale Last­wirkung verur­sacht, fängt eine PV-Anlage an, auf dem Unter­grund zu gleit­en. Damit die Anlage nicht gleit­et, wird die Rei­bung zwis­chen Dachober­fläche und Auf­stell­fläche näher betra­chtet. Die Fläche der Unterkon­struk­tion sollte möglichst groß und rau sein, damit ein großer Wider­stand entste­ht. Die Rei­bung wird durch raue Ober­flächen und aus­re­ichend Eigengewicht erzielt. Reicht das Eigengewicht nicht aus, wer­den Las­ten­plat­ten punk­tuell ergänzt.

B) Sicherung gegen Abheben

Abheben entste­ht, wenn der Wind unter die PV-Mod­ule angreift und so ein Aufwind unter­halb der Mod­ule erzeugt. Gle­ichzeit­ig entste­hen auftreibende Kräfte ober­halb der Solar­mod­ule. Die Sicherung gegen Abheben wird im wesentlichen durch Eigengewicht und zusät­zlichen Last­plat­ten sichergestellt. Das Gewicht sollte aber nicht zu hoch sein, da Däch­er hin­sichtlich ihrer sta­tis­chen Tragfähigkeit bei hohem Eigengewicht begren­zt sind. PV-Unterkon­struk­tio­nen wer­den daher oft so kon­stru­iert und weit­er­en­twick­elt, dass die Schräg­stel­lung der Mod­ule keine hohen Sogkräfte verur­sacht. Die Aus­rich­tung der PV-Mod­ule ist daher nicht auss­chließlich durch die Südrich­tung bes­timmt. Die Sta­tik bes­timmt oft­mals die Aus­rich­tung der Solar­mod­ule auf Flachdäch­ern. Teil­weise wer­den Windleit­bleche ver­baut.

C) Verklebte/verschweißte Systeme (membranangebunden)

Eine Aus­nah­meer­schei­n­ung sind kraftschlüs­sig verklebte oder ver­schweißte PV-Sys­teme. Flex­i­ble PV-Mod­ule wer­den direkt auf die Abdich­tungsebene gek­lebt oder ver­schweißt. Sta­tisch ist die Verkle­bung auf Zugkräfte, ins­beson­dere bei der langfristi­gen Halt­barkeit zu prüfen.

4) Ausführung und Nachweise, die Eigentümer verlangen sollten

Sys­temher­steller soll­ten Wind­last­nach­weis für das indi­vidu­elle Dach durch­führen. Ein­er­seits geht es darum, die Sicher­heit zu gewährleis­ten. Ander­er­seits sollte das Gewicht bekan­nt sein, welch­es auf das betrof­fene Dach als Zusatzgewicht schließlich wirken (Nach­weis gegen Span­nungsver­lust und Durch­biegung).

Auf­bauend auf den Wind­last­nach­weis wird ein Ballastplan/Fixierungsplan mit Zonen (Ecke/Rand/Innen) erstellt. Meist erfol­gt dies voll­ständig soft­ware­basiert.

Dann fol­gt der Nach­weis der Dachlas­ten inklu­sive Last­weit­er­leitung bis in den Grund und Boden. Hierzu ist ein Trag­w­erk­s­plan­er einzuschal­ten. PV-Unternehmen und Eigen­tümer soll­ten sich darüber eini­gen, wer die Kosten hierzu übern­immt.

Ein Sachver­ständi­ge für das Dachdeck­er­handw­erk sollte zeit­gle­ich den tech­nis­chen Zus­tand über­prüfen: Schut­zlage, Druck­verteilung, keine Scheuer­stellen soll­ten sichergestellt sein. Vor allem aber soll­ten kurz- bis mit­tel­fristig keine wesentlichen Dachsanierun­gen anste­hen.

5) Häufige Fehler (die später teuer werden)

• Bal­last “nach Gefühl” statt nach Zonen­plan
• Mod­ule zu nah am Dachrand
• Punk­t­las­ten auf zu weich­er Däm­mung ohne Druck­verteilung (z. B. auf weich­er Däm­mung wie Sty­ro­por EPS)
• Keine Mit­teilung von Dachschä­den bei PV-Mon­tage
• Fehlende pro­jek­t­spez­i­fis­che Gebäud­esta­tik (wird oft ver­wech­selt mit Wind­last­nach­weis oder PV-UK Sta­tik)

Zusammenfassung