Die Kombination von begrünten Dächern und Photovoltaikanlagen birgt ein Riesenpotenzial zur Klimaanpassung und dezentralen Energieversorgung – ein neues PV-Röhrenmodul eröffnet ganz neue Möglichkeiten.
Im Kanon der Maßnahmen gegen die Aufheizung von Städten, mehr Wasserrückhaltevermögen und einen Beitrag zur besseren Stadtklimatisierung und Biodiversität werden immer Gründächer aufgezählt. Doch die Umsetzung ist noch lange nicht so populär wie die Forderung danach. Nach dem aktuellen Marktreport des Bundesverbands GebäudeGrün wurden 2020 gerade einmal 8 % der neu entstandenen Flachdächer begrünt.
Dachbegrünung – eine Erfolgsgeschichte
Bei vielen gilt das Begrünen von Dächern noch immer als Pionierleistung, dabei blickt die Branche auf 50 Jahre Erfahrung zurück. Die technischen Systeme sind ausgereift, die Vorteile einer professionellen Dachbegrünung bekannt und deren Effekte überzeugend. Und dennoch halten sich hartnäckige Vorurteile, wie die Angst, „Wasser auf dem Dach zu haben“ oder vor dem Pflegeaufwand und den damit verbundenen Kosten. Dabei erhöht ein begrüntes Flachdach die Lebensdauer eines Daches um ein Vielfaches. Gerade große Flachdächer von Industrie- und Gewerbeflächen, Einkaufsmärkten, Schulen oder Bürogebäuden sind wie geschaffen für Gründächer.
Jeder Quadratmeter Grün speichert Wasser und verdunstet es. Die heutige Dachbegrünungstechnik maximiert diese Vorgänge. Grün auf dem Gebäude hat viele positive Effekte: Im Sommer kühlt die Begrünung, im Winter wirkt sie als natürliche Wärmedämmung, als Regenwasserspeicher wird das Kanalsystem nach starken Regenereignissen entlastet und die Bepflanzung sieht nicht nur gut aus, sondern ist ein wichtiger Beitrag zur Biodiversität.
Wasser speichern und die Umgebung kühlen
Bei einer gewöhnlichen Extensivbegrünung speichern grüne Dächer zwischen 20 und 40 l/m² Regenwasser, bei einer Intensivbegrünung zwischen 50 und 100 l/m². Ein Retentions-Gründach mit den Spacer-Elementen vom Dachbegrünungsspezialisten ZinCo kann zusätzlich dazu bis zu 95 l/m² aufnehmen und lässt dieses zeitversetzt über ein Drosselsystem abfließen. Ein spezielles „Klima-Gründach“ kann pro 100 m² Fläche eine tägliche Verdunstungsrate von bis zu 700 – 1.000 Liter pro Tag erreichen. Ein ausgewachsener, gut mit Wasser versorgter Stadtbaum verdunstet an einem heißen Sommertag 300 bis 500 Liter Wasser. 300 Liter verdunstetes Wasser vermögen das Luftvolumen von 100 m³ um 3-5 °C abzukühlen. Ein messbarer Effekt gegen die Aufheizung der Städte und die Klimatisierung von Gebäuden.
Win-win-System: Grün mit Photovoltaik
Ein Kiesdach kann sich im Hochsommer schnell auf 90 °C aufheizen. Eine Bepflanzung hält die Umgebungstemperatur dagegen bei moderaten 30 °C bis 35 °C. Da die Leistungsfähigkeit von Photovoltaikmodulen produktabhängig mit jedem Kelvin bis zu 0,5 % abnimmt, steigert eine Dachbegrünung daher messbar den Energieertrag der Anlage. Objektgerecht geplant, nutzt die Photovoltaikanlage zudem bei der Installation die Auflast der Dachbegrünung und vermeidet eine Dachdurchdringung, die mögliche Wärme- oder Kältebrücken und Schwachstellen in der Abdichtung nach sich ziehen könnte. Bisher werden oft marktgängige Photovoltaik-Flächenmodule verbaut, die mit Extensivbegrünung Synergieffekte generieren. Sie werden meist in Ost-West-Ausrichtung entweder geneigt in Sattel- oder Schmetterlingsbauweise – neuerdings auch senkrecht mit bifacialen PV-Modulen – montiert.
Fachgerechte Planung, Montage und Instandhaltung
Grundsätzlich sollte die Dachneigung nicht mehr als 5° betragen oder muss entsprechend ausgeglichen werden, da sonst die auflastgehaltenen Systeme abrutschen können. Eine wurzelfeste Dachabdichtung sollte nach DIN EN 13948 erfolgen, eine vorhandene Wärmedämmung muss druckstabil und belastbar sein. Die nötige Auflast zur Lagesicherung erbringt die Substratschicht im Begrünungsaufbau oder eine alternative Kiesschüttung. Neben der ermittelten Mindestauflast mit dem Trockengewicht des Substrats müssen für die Berechnung der Statik und der Lastenverteilung zusätzlich das Gewicht des Substrats im wassergesättigten Zustand und der PV-Anlage sowie veränderliche Lasten wie mögliche Schneelasten oder Windkräfte berücksichtigt werden. Das gilt nicht nur für Neubauprojekte, sondern auch für den nachträglichen Einbau einer Solaranlage plus Dachbegrünung. Der exemplarische Aufbau der Gewerke mit vollflächigem Unterbau zeigt, dass die Solarbasis-Platten frei nach Vorgaben des Solar-Fachbetriebs optimal ausgerichtet und platziert werden können.
Innovatives PV-Röhren-System schneidet noch besser ab
Der Prototyp einer innovativen Kombination aus Dachbegrünung und Photovoltaik-Röhren von ZinCo und TubeSolar wurde Ende Juni auf der Solar Decathlon Europe SDE 21-22 präsentiert.
Die Sonnenstrahlen treffen zu jeder Tageszeit genau im rechten Winkel auf den jeweiligen Röhrenabschnitt. Das führt zur kontinuierlichen Stromerzeugung über den gesamten Tag.
Dank ihrer zylindrischen Form und der vorhandenen Zwischenräume punkten die Röhrenmodule in Sachen Selbstreinigung und Statik. Da sie horizontal verbaut eine geringere Wind-Angriffsfläche bieten, kann die Aufständerung kleiner dimensioniert werden und ermöglicht eine kostengünstigere Leichtbauweise sowie eine leichtere und schnellere Montage. ZinCo arbeitet hier wie bei seinem Systemaufbau „SolarVert“ nach dem Auflastprinzip ohne Dachdurchdringung. Die Solarbasis-Platten werden von der Substratauflast der Dachbegrünung lagesicher gehalten. Für Pflege und Wartung können Wartungsgänge eingeplant werden oder die Röhrenmodule von ihrer horizontalen Aufständerung ausgehängt werden. In beliebiger Höhe montiert, können die Röhrenmodule als schattenspendende Pergola genutzt werden, wie der Dachgarten des Hochschulteams X4S aus Biberach auf der Solar Decathlon Europe SDE 21-22 zeigt
Prüfen Sie Förderangebote:
Viele Kommunen fördern Dachbegrünungen finanziell durch direkte Zuschüsse oder indirekt durch geringere Abwassergebühren. Checken Sie die jeweilige Bausatzung! Eine Dachbegrünung kann im Bebauungsplan sogar rechtsverbindlich festgesetzt werden. Solarenergie: Bis 2030 soll die Leistung der installierten Solaranlagen auf ca. 200 GW ansteigen, von zuletzt 59 GW. Dazu muss die jährliche Ausbaurate auf rund 15,7 GW wachsen.
