Solar-Gründach: Dach begrünen plus PV

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Das Dach schützt das Haus vor äußeren Einflüssen, wie Regen, Wind und Kälte. Aber es kann auch als Nutzfläche fungieren, die Wohnqualität steigern und zum Klimaschutz beitragen. Besonders Gründächer auf Flachdächern bieten so attraktive Freiflächen. Und durch die Installation von Photovoltaikmodulen versorgen sich Hausbewohner selbst mit Strom. Ein Solar-Gründach oder der Bau einer Dachterrasse sind ebenfalls möglich. Wie Sie das Dach begrünen oder nachträglich ein Solar-Gründach planen und realisieren, lesen Sie hier.

Welche Nutzungsmöglichkeiten gibt es fürs Flachdach?

In der Stadt sind Dachgärten im Trend, vor allem in Großstädten entstehen blühende Landschaften. Ihr Plus: toller Ausblick, ungestörte Entspannung, mehr Wohnqualität. Die Investition lohnt sich auch, wenn bei einer Sanierung zugleich der Wärmeschutz verbessert wird. Bei ohnehin begrenztem Platzangebot liefert ein Dach zusätzliche Nutzfläche. Besonders Flachdächer eignen sich für die vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten:

1. Gründach

Gründächer binden Feinstaub, heizen sich bei extremer Hitze kaum auf und verbessern so den Wärmeschutz. Außerdem kühlen sie die Umgebungsluft durch die Verdunstung von Wasser. Vor allem in urbanen Wohngebieten wird dieser Effekt inzwischen genutzt. Deswegen gibt es in vielen Städten Förderungen fürs Dach begrünen. Und Gründächer haben noch einen weiteren ökologischen Vorteil: Sie beeinflussen das Mikroklima positiv. Denn in Substrat und einer Drainageschicht des Gründachaufbaus speichert sich das Regenwasser. Mit einer Regenrückhaltung, auch Retention genannt, fließt das Niederschlagswasser nicht oder nur mit Verzögerung ab. Das sorgt bei Starkregen für eine deutliche Entlastung der Kanalisation und führt in Kommunen mit einer gesplitteten Abwassersatzung zu geringeren Abwasserkosten.

2. Solardach

In Zukunft werden Dächer kaum noch ohne eine Photovoltaikanlage auskommen. Denn die gesetzliche Pflicht für Neubauten tritt in den meisten Bundesländer ab 2023 in Kraft. Optimal für die Installation von PV-Modulen auf dem Dach ist eine ausreichend große und unverschattete Dachfläche: Deshalb eignen sich Flachdächer hierfür sehr gut und dann lohnt sich die Investition nahezu immer. Das Funktionsprinzip sowie die Technik der solaren Stromerzeugung auf dem eigenen Dach stellen sich vergleichsweise unkompliziert dar: Die in den Photovoltaikmodulen integrierten Solarzellen bewirken, dass aus der natürlichen Sonneneinstrahlung elektrische Energie entsteht. Der dabei erzeugte Gleichstrom wird von einem Wechselrichter in netzüblichen Wechselstrom umgewandelt. Dieser kann im eigenen Haushalt sofort verbraucht, in Batterien gespeichert oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Unabhängig von der Technik stellt die Sonnenenergie für Hausbesitzer und Bauherren die einfachste Möglichkeit dar, um den eigenen Haushalt mit erneuerbarer Energie zu versorgen. So ist man unabhängiger vom Energiemarkt und leistet zusätzlich einen Beitrag zum Klimaschutz.

3. Solar-Gründach

Ein Solar-Gründach wirkt sich positiv auf die Energiegewinnung, die Stadtökologie sowie die Biodiversität aus. Die Begrünung nimmt Luftschadstoffe auf und leistet so einen Beitrag zur Optimierung des urbanen Klimas. Durch die Begrünung werden die Module auf dem Solar-Gründach zusätzlich gekühlt und erzielen so eine gesteigerte Leistung. Die Verdunstungskälte sorgt für einen höheren Wirkungsgrad der Solaranlage. Achten Sie Beim Solar-Gründach darauf, dass die Pflanzen keinen Schatten auf die Module werfen.

Solar-Gründach_Dach begrünen Dachgarten
Wer auf seinem Flachdach ein Solar-Gründach anlegt, kann seinen grünen Daumen einsetzen und die Natur unterstützen.

Welches Dach kann man begrünen?

Durch die sehr verschiedenen Nutzungsarten ergeben sich auch entsprechend unterschiedliche Anforderungen. Deshalb gibt es auch nicht die eine bestimmte Norm, die bei der Nutzung von Dachflächen zu berücksichtigen ist. Vielmehr gibt es eine ganze Reihe an Richtlinien und Regelwerken. Dazu gehören zum Beispiel:

  • Flachdachrichtlinien (Fachregeln für Abdichtungen) des Zentralverband des Deutschen Dachdeckerhandwerks (ZVDH)
  • Abdichtungsnormen (siehe unten)
  • Dämmstoffnormen wie zum Beispiel DIN EN 13165 für Dämmstoffe aus Polyurethan-Hartschaum (PU)
  • die FLL-Dachbegrünungsrichtlinie für Gründächer

Das ist außerdem zu beachten:

  • Die Sanierung eines Flachdaches zu einem genutzten Dach – gilt auch fürs Gründach – stellt eine Nutzungsänderung dar und bedarf einer Baugenehmigung.
  • Die baurechtlichen Vorschriften richten sich, abhängig vom Bundesland, nach der jeweiligen Landesbauordnung.
  • Die Planung sollte eine Fachkraft übernehmen.
  • Ein Statiker prüft die Tragfähigkeit des Flachdachs bei Schnee-, Wind- und Auflasten und bei einem Solardach. Auch die Funktionsfähigkeit der Abdichtung und der Dachentwässerung müssen sichergestellt sein.
  • Die Abdichtung muss die Anforderungen der Norm DIN 18531 erfüllen. Sie gilt auch für genutzte Dächer, Dachterrassen und begrünte Dachflächen.
  • Wichtig beim Dach begrünen ist die Wurzelfestigkeit der Abdichtungsbahnen. Hierzu ist ein Nachweis der Wurzelfestigkeit nach DIN EN 13948 notwendig. An- und Abschlüsse, Durchdringungen und Fugen müssen wurzelfest ausgeführt sein.
  • Die Dachabdichtung bzw. die zusätzlich aufgebrachte Wurzelschutzschicht muss man vor Aufbringen des Begrünungsaufbaus mit geeigneten Schutzlagen vor mechanischen Einflüssen schützen.
  • Flachdächer als genutzte Dächer benötigen eine stets druckfeste und widerstandsfähige Dämmung. Ist die Druckfestigkeit nicht gegeben, kann dies im schlimmsten Fall Auswirkungen auf die Abdichtung haben und dafür sorgen, dass das Dach undicht wird.  

Welche Arten der Dachbegrünung gibt es?

Beim Dach begrünen unterscheidet man zwischen extensiver und intensiver Dachbegrünung. Bei der extensiven Dachbegrünung besteht die Bepflanzung aus flach wurzelnden, robusten Pflanzen, die wenig Pflege brauchen, wie zum Beispiel Moose oder Sukkulenten. Aufgebracht wird ein Substrat mit der gewünschten Samenmischung. Das Wachstum lässt sich hier über die Substratdicke und die Bewässerung beeinflussen. Je nach Belieben können Sie dabei zum Beispiel Wildschnittlauch, Wilderdbeeren oder Steingewächse, Gräser und Moose wählen. Die Ergebnisse sehen Sie in der Regel schon nach kurzer Zeit.

Intensiv begrünte Dächer sind so gebaut, dass auf dem Dach fast alle Pflanzen verwendet werden können. Hierzu gehören Stauden, Gräser, Rasen und sogar kleinere Bäume. Beim Solar-Gründach empfiehlt sich hingegen eindeutig die extensive Begrünung. Denn bei der intensiven Begrünung besteht die Gefahr einer Verschattung der PV-Module. Auch die Traglast wäre beim Solar-Gründach in dem Fall sehr hoch.

Bei Planung und Durchführung ist es sinnvoll, professionelle Hilfe von spezialisierten Fachbetrieben in Anspruch zu nehmen. Sie stimmen die Bepflanzung genau auf die Dachkonstruktion ab. Denn bei der Baukonstruktion eines Gründachs gibt es einiges zu beachten.

Beim Aufbau des Gründachs gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So finden sich bei einer extensiven Dachbegrünung beispielsweise Trenn- und Gleitschicht, Schutzschicht, Wasserspeicherplatte, Filtervlies, Vegetationstragschicht aus Spezialerde und Pflanzen als oberste Schicht. Zwischen Bauwerksdecke und Gründachaufbau befinden sich noch Dampfsperre, Wärmedämmung sowie die Dachabdichtung. Eine so angelegte Begrünung verfügt übrigens über ein Wasserspeichervermögen von mehr als 10 Litern pro Quadratmeter.

Nicht vergessen dürfen Sie die Entwässerung. Sie stellt sicher, dass das Überschusswasser abfließt. Ob eine Punkt- oder Linienentwässerung zum Einsatz kommt, entscheidet sich je nach baulichen Gegebenheiten. Hinzu kommen entsprechende Vorkehrungen für Brandschutz sowie zur Absturzsicherung. Letzteres ist wichtig für Pflege und Wartung. Diese schließt auch die Wasserversorgung mit ein.

Solar-Gründach_Dachbegrünung Pflanzen
Solar-Gründach mit Sedum-Pflanzen.
 IntensivbegrünungExtensivbegrünung
PflanzenStauden, Gehölze, RasenflächenWildpflanzen, dürreresistente Moose, Sukkulenten, Kräuter, Gräser
MachbarkeitNur Flachdach, maximal bis 10 % NeigungFlachdach, geneigte Dachflächen
SubstratstärkeAb 30 cm3 bis 15 cm
PflegePflegeintensiv, regelmäßige Versorgung mit Wasser und NährstoffenBenötigt keine zusätzliche Wasser- und Nährstoffzufuhr
Notwendige Aufbaudicke25 bis 100 cm je nach Bepflanzung5 bis 20 cm
Notwendige Nutzlast der DachkonstruktionIm Bereich von 300 bis 1.500 kg/m2Im Bereich von 60 bis 240 kg/m2
Egal, ob es sich nur ums Dach begrünen handelt oder ein Solar-Gründach – vorab müssen Bauherren entscheiden, ob sie eine extensive oder intensive Dachbegrünung wünschen.
Quellen: Kolb, W. & Schwarz, T. (1999). Dachbegrünung intensiv und extensiv. Minke, G. (2010). Dächer begrünen – einfach und wirkungsvoll.

Wie viel Strom pro m2 Solar?

Photovoltaikmodule wandeln die Energie der Sonne in Strom um. Die Anzahl der für die Stromproduktion benötigten Module hängt von den individuellen Gegebenheiten vor Ort ab. Anlagen zur Energiegewinnung durch die Sonne lassen sich besonders gut auf sehr flach geneigten und flachen Dächern montieren. Egal in welcher Region Sie in Deutschland wohnen. Der konkrete Anlagenstandort beeinflusst den Solarertrag am entscheidendsten. Wichtigste Voraussetzung, wenn es um den Stromertrag geht: Ein ausreichender Sonnenlichteinfall und keine dauerhafte oder großflächige Verschattung durch Bäume, Schornsteine oder Erker. Sonst sinkt der Solarstromertrag gravierend ab.

Optimal ist eine Modul-Ausrichtung nach Süden und eine Dachneigung von etwa 30 bis 40 Grad. Auch Süd-West- oder Süd-Ost-Dächer sind interessant. Denn hier kommt es in den weniger starken Einstrahlungszeiten – also im Herbst und Frühjahr – zu höheren Erträgen. Wichtig ist im Einzelfall eine fachmännische Planung, eventuell in Verbindung mit einer Simulationsrechnung (Quelle: homes4future 2/2022, S.64).

Solar-Gründach_PV Module und Dachbegrünung Flachdach
Bei diesem Solar-Gründach wurde die Fläche perfekt ausgenutzt.

Solar-Gründach: wie stelle ich die Module auf?

Zunächst muss das Montagesystem der PV-Module an die Konstruktion des Flachdachs angepasst werden. Das Flachdach ist dabei in seiner gesamten Fläche nutzbar. Eine Fachkraft sollte sicherstellen, dass die Kollektoren eine passende Aufständerungshöhe haben. Sie stimmt diese auf die gewählten oder bestehenden Pflanzen und deren Wuchshöhe ab. So vermeidet man Verschattungen.

Die Fachperson berät Sie außerdem zur Positionierung der Module auf dem Solar-Gründach. Diese richtet sich nach dem Sonneneintrag. Inzwischen wird auch in Ost-Westausrichtung montiert, um zum Beispiel am Vormittag und späten Nachmittag Strom produzieren zu können (Quelle: Bauen 6/7 2021, S.46).

Solar-Gründach_Dach mit Solar Modulen
Schon 25 Quadratmeter an Solar-Fläche reichen in der Regel aus, um einen 4-Personen-Haushalt mit Strom zu versorgen.

Welche Dämmung beim Solar-Gründach?

Beim Solar-Gründach empfiehlt sich eine Dämmung mit Polyurethan-Hartschaum (PU). Der Dämmstoff verfügt über eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit, hat also eine sehr hohe Dämmwirkung. Durch die geringe Dicke der PU-Dämmstoffplatten sind die Dachaufbauten sehr niedrig. Die hohe Druckfestigkeit des Dämmstoffs ermöglicht es, dass das Flachdach begehbar ist. Linienentwässerungssysteme bei einer PU Gefälledämmung ermöglichen, dass Niederschlagswasser umgehend abgeführt wird. Bei genutzten Flachdächern realisiert man Gefälle und Ausrichtung je nach den Gegebenheiten und Art der Dachkonstruktion. Eine auf der Oberseite der Tragkonstruktion angebrachte luftdichte Bahn bewahrt das Dach vor eindringender Feuchtigkeit.   

Wer sich rechtzeitig kümmert, profitiert bei der nachträglichen Dämmung von einem finanziellen Zuschuss: dazu müssen Bauherren die Fördermaßnahme im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) vor Baubeginn beantragen. Voraussetzung ist, dass ein Fachbetrieb die Maßnahme umsetzt und die Dämmung den geforderten U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizienten) einhält. Das ist beispielsweise mit einer PU-Dämmung problemlos realisierbar.

Des Weiteren bieten viele Kommunen und auch Bundesländer Fördermaßnahmen für Dachbegrünungen an, zum Beispiel in Form von reduzierten Niederschlagswassergebühren. Die Installation von PV-Anlagen wird von der KfW im Rahmen des Förderkredits Erneuerbare Energien-Standard gefördert. Wenden Sie sich dazu ans Landesförderinstitut Ihres Bundeslands.  

Solar-Gründach_Flachdach Sanierung mit PU Dämmung
Bei einer Flachdachsanierung sind die Aufbau- und Anschlusshöhen vorgegeben. Die PU-Dämmung ist eine Sanierungslösung mit bestmöglichem Dämmwert. Bild: IVPU.

Fazit Solar-Gründach

Ein begrüntes Flachdach können Sie zur Verbesserung der Energiebilanz nutzen: Die Humusschicht bringt zusätzliche Dämmung und die Pflanzen sorgen durch Verdunstung von Wasser für ein besseres Mikroklima. Das Gründach schützt den darunterliegenden Aufbau und das Gebäude vor extremen Wettereinflüssen. Regenwasser wird gespeichert, Staub gefiltert, CO2 gebunden und ökologische Ausgleichsfläche geschaffen. Eine andere Form der Dachflächennutzung setzt auf die Sonne als wichtigste regenerative Energiequelle. Deren Strahlungsenergie lässt sich zur Stromproduktion nutzen. Und zwar mithilfe einer Photovoltaikanlage.

Das Solar-Gründach verbindet diese zwei Nutzungsformen miteinander. Die Kombination Solar-Gründach bewirkt, dass sich das begrünte Dach weniger aufheizt. In der Folge entfalten die Module eine höhere Leistung. Für dauerhafte Freude am Solar-Gründach benötigt man im Vorfeld einen auf die gewünschte Nutzung und Bepflanzung ausgelegten Dachaufbau und eine ausreichend druckfeste Wärmedämmung. Bei Planung und Durchführung ist es sinnvoll, professionelle Hilfe von spezialisierten Fachbetrieben in Anspruch zu nehmen.

Weitere Infos zu den Nutzungsmöglichkeiten von Flachdächern sowie Planungshilfen und Darstellungen der unterschiedlichen Aufbauten stellt der Industrieverband Polyurethan-Hartschaum e.V. (IVPU) auf seiner Website zur Verfügung.

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