Photovoltaik

Sonnenstrom vom grünen Schuldach

Auf dem Dach einer Nürnberger Schule ist eine Photovoltaikanlage durchdringungsfrei montiert, die mit einer Begrünung ballastiert wurde. Darunter sorgt eine FPO-Kunststoffabdichtungsbahn für dauerhaften Schutz.

In der Johann-Pachelbel-Realschule und der Staatlichen Fachoberschule II in Nürnberg lernen 1400 Schüler: in 34 Realschulklassen im Regel- und Ganztagesbetrieb und in 22 Klassen der Fachoberschule für Sozialwesen, Technik und Wirtschaft, Verwaltung und Rechtspflege. Der neue Schulkomplex wurde als Projekt in öffentlich-privater Partnerschaft (ÖPP) realisiert. Nach einem europaweiten Verhandlungsverfahren hat der Nürnberger Stadtrat der Allgäuer Georg Reisch GmbH & Co. KG den Auftrag erteilt. Ausschlaggebend waren dabei Wirtschaftlichkeit, Funktionalität und Architekturqualität. Die Stadt Nürnberg hat sehr gute Erfahrungen mit ÖPP-Partnern. Der Auftrag der Stadt an das Bad Saulgauer Familienunternehmen Georg Reisch umfasst Planung, Neubau, Finanzierung und Gebäudemanagement über 25 Jahre. Das Bauunternehmen ist für seine hohe Bauqualität bekannt und hat bereits zahlreiche Auszeichnungen erhalten.

Der Entwurf für die Pachelbelschule stammt von Prof. Arno Lederer, vom Architekturbüro Lederer Ragnarsdóttir Oei, das in den letzten Jahren ebenfalls zahlreiche Preise erhalten hat, darunter für das gemeinsame Projekt Gymnasium Buchloe.

Vertrauensvolle Zusammenarbeit

Der Auftrag für die Ausführung der unterschiedlichen Dächer der Schulanlage mit einer Gesamtfläche von rund 7500 m² ging an die M & D Flachdachtechnik GmbH. Das Laupheimer Unternehmen ist bekannt für seine hohe Qualität bei Produkten und Ausführung. Geschäftsführer Elvedin Nicevic: „Bei Bitumen- und Kunststoff-Abdichtungen nehme ich immer Bauder Dachsysteme. Es ist aber unsere erste Unterkonstruktion Gründach (UK GD), ausgeführt von unserem Begrünungspartner, der Unterensinger Gründachtechnik (GDT). Diese Photovoltaik-Unterkonstruktion, die ohne Dachdurchdringung mit einem Gründach ballastiert wird, hat uns sofort überzeugt.“ Damit decke Bauder auf dem Dach alles komplett ab – alles aus einer Hand, mit kompetenter Beratung und allen erforderlichen Berechnungen. Das gibt Planern, Bauherren und Verarbeitern große Sicherheit.

Passivhausstandard mit Gründach-Photovoltaik

Da der Generalunternehmer Reisch auch die Energieverbräuche gewährleistet, plante das Architekturbüro auf seinen Wunsch hin eine Photovoltaikanlage auf rund 5000 m² des Haupthauses. Die großen Flachdachflächen von Schul-, Verwaltungs- und Industriegebäuden eignen sich hervorragend für die Energiegewinnung mit Photovoltaik. „Photovoltaik rechnet sich im Eigenverbrauch hervorragend“, so Stefan Knapp, Fachbereichsleiter Photovoltaik bei Bauder. „Sie macht auf ihre umweltfreundliche Art unabhängig von hohen und steigenden Energiekosten. Vor allem wenn Unterkonstruktionen wie die BauderSOLAR UK FD für Flachdächer und GD für Gründächer einfach, schnell und damit sehr wirtschaftlich installiert werden können.“ Bauder hat eine Photovoltaik-Unterkonstruktion entwickelt, die sicher steht, aber das Dach nicht durchdringt. „Jede Durchdringung ist immer ein Risiko und vor allem zusätzlicher, teurer Arbeitsaufwand“, so der Dachspezialist. Photovoltaik und Gründach ist die doppelt umweltfreundliche Dachnutzung zur Gewinnung von sauberem Sonnenstrom auf grünen Ausgleichsflächen. „Das sieht nicht nur schön aus - bei uns passen Gründach und PV perfekt zusammen“, so Knapp. „Die BauderSOLAR UK GD nutzt die Substratschicht zur Ballastierung und verbindet so alle Vorteile von Photovoltaik (PV) bei maximalen Erträgen mit allen Vorteilen der Begrünung.“ Da ein begrüntes Dach für wesentlich niedrigere Umgebungstemperaturen als vergleichbare Kies- oder Nacktdächer sorgt, bleibt auch die Temperatur unter den PV-Modulen niedriger, was zu einem Mehrertrag führt. Doch bevor die Photovoltaik montiert werden kann, muss ein sicherer Dachaufbau mit einer dauerhaften Abdichtung verlegt werden.

Die Dächer über dem H-förmigen Hauptgebäude erhielten auf dem Betonuntergrund eine Bitumen-Dampfsperre, 200 mm Hartschaum-Gefälledämmung und darauf eine hochwertige FPO-Kunststoffabdichtung. Auf diesem abgedichteten Flachdachaufbau wurden die Unterkonstruktionen zur Aufnahme der PV-Module durchdringungsfrei montiert und mit einer extensiven Dachbegrünung ballastiert. 

Durchwurzelungsfeste Abdichtung

Wichtig für Nachhaltigkeit, unerlässlich aber für alle Dachnutzungen wie Begrünungen und Photovoltaik ist, dass der Dachaufbau darunter hochwertig und dauerhaft sicher ist. Eine Photovoltaikanlage rechnet sich nur, wenn eine hochwertige Abdichtung das Dach auch mindestens für die 20 Jahre ihrer Amortisationszeit sicher abdichtet. Nicevic setzt hierfür auf die 2 mm dicke, hochwertige FPO-Kunststoffdachbahn BauderTHERMOPLAN T 20. „Die T20 ist eine der besten Bahnen überhaupt“, so der Dachdeckermeister, „20, 30 Jahre und mehr sind für diese Oberlagsbahn überhaupt kein Problem, die hält auch länger.“ 

Die leichten Bahnen erfüllen hohe Anforderungen bei geringem Verlegeaufwand, sind dimensionsstabil, reißfest, hoch belastbar und durchwurzelungsfest gemäß FLL-Richtlinien. Für den Einsatz unter der Auflast der Gründächer wurden die Dachbahnen lose verlegt, im Randbereich mechanisch befestigt und im Überlappungsbereich mit Heißluft verschweißt. Danach konnte der Aufbau der Photovoltaikanlage incl. Dachbegrünung durch die Gründachtechnik GmbH beginnen.

Ein Dach voll umweltfreundlicher Energie

Zunächst schützten die GDT-Mitarbeiter die Dachabdichtung mit der lose verlegten Faserschutzmatte FSM 600 gegen mechanische Beschädigung. Anhand der Berechnungen und Belegungspläne begannen sie dann unter Anleitung eines Bauder Anwendungstechnikers mit dem Aufbau der BauderSOLAR UK GD. „Die Einweisung auf der Baustelle durch Bauder war sehr gut“, bewertete GDT-Geschäftsführer und Projektleiter Jürgen Schneider die Montage. „Handhabung und Aufbau der wenigen Montageteile der Unterkonstruktion sind absolut unkompliziert, alles ging sehr schnell. Das ist eine einzigartige Verbesserung im Solarbereich, sehr dach- und verarbeitungsfreundlich.“

Gründächer – ein bunter Strauß vielfältiger Vorteile

Da die vordere Kante der Module ca. 30 cm über der Substratschicht liegt, lässt die Unterkonstruktion für Gründächer dem Wachstum einer extensiven Begrünung genug Raum. Das war besonders wichtig, da so die vielfältigen Vorteile von Dachbegrünungen trotz oder gerade mit Photovoltaik voll genutzt werden können. Und davon gibt es viele: die begrünten Flächen gleichen versiegelte Flächen aus und bieten Pflanzen und Tieren Ersatzlebensräume. Sie verbessern das Klima, den Wärme- und Schallschutz, binden Feinstaub und sind wertvolle Wasserspeicher, die das Abwassersystem entlasten und die Abwassergebühren erheblich reduzieren. Dabei ist die extensive Dachbegrünung fast pflegefrei und schützt die Dachabdichtung vor Umwelteinflüssen, Sonneneinstrahlung und Temperaturextremen und verlängert so ihre Lebensdauer.

Nach dem Aufbau der Unterkonstruktionen gemäß Belegungsplan wurden die Grundplatten mit Bauder Vegetationssubstrat LBB-E in statisch berechneter Schütthöhe befüllt. Das sichert der Sedum-Kräutermischung optimale Wachstumsbedingungen und ballastiert die Unterkonstruktionen. Anschlüsse und Randstreifen wurden mit Kies eingefasst.

Bis auf die neuen Unterkonstruktionen waren den Verarbeitern alle Produkte bestens bekannt. „Diese Unterkonstruktion zur durchdringungsfreien Montage mit Dachbegrünung gefällt uns sehr gut. Sie ist eine sehr sinnvolle Ergänzung unsere Produkt-Portfolios,“ so Schneider von der GDT. „Ich bin sicher, dass wir manchen unserer Gründachkunden für dieses PV-System gewinnen können. Sicherheit erhalten Planer, Bauherren und Verarbeiter, da alle Leistungen und Produkte, das ganze System mit allen Berechnungen aus einer Hand kommen.“

Die restlichen rund 2500 m² großen Dachflächen, die als Terrassen mit und ohne Grün und als Sportplätze ausgestattet wurden, erhielten jeweils ein Umkehrdach mit einer hochwertigen, zweilagigen Bitumenabdichtung unter einer XPS-Wärmedämmung.

Abdichtungsoberlage

Um auch eine widerstandsfähige, sichere Abdichtung unter den Dämmelementen zu erreichen, fiel die Wahl auf die Elastomerbitumen-Schweißbahn BauderPLANT E. Ihre technischen Werte liegen weit über den DIN-Anforderungen. Vor allem ist sie durchwurzelungsfest gemäß den FLL-Richtlinien. „Mit der PLANT E kann möglicher Bewuchs keine Schäden unter der Dämmung anrichten“, so M&D Chef Nicevic zur gewählten hohen Qualität der Bitumenbahn auf den stark beanspruchten Dächern.

Nach Reinigung und Voranstrich haben die Verarbeiter als erste Lage die Spezial-Elastomerbitumen Dachabdichtungsbahn BauderKOMPAKT ULK vollflächig in Heißbitumen eingerollt und so mit der Unterkonstruktion fest verbunden. Mit dem vollflächigen Verschweißen der Oberlage BauderPLANT E mit der fest verklebten ersten Abdichtungslage wurde die Abdichtung unter der XPS-Wärmedämmung des Umkehrdachs sicher abgeschlossen. 

Für die großen Dachflächen auf Niedrigenergiehausniveau von gesamt 7500 m² wurde das Material Just-in-time geliefert. „Auch das klappte in gewohnt zuverlässiger Weise perfekt“, berichtet Nicevic.

Qualität in Planung, Material und Verarbeitung

Mit der neuen Schule entstand ein besonders vorbildliches Gebäude in Nutzen und Nachhaltigkeit mit einem Dach, auf dem alle Vorteile vereint wurden. „Nutzbare Dachflächen liegen zwar im Trend, auf den großen Betondächern der Pachelbelschule wurde allerdings alles verwirklicht, was heutzutage auf Flachdächern möglich ist: auf einer guten Dämmung mit hochwertiger Abdichtung produzieren Photovoltaikmodule erneuerbaren Sonnenstrom, verbessert die Begrünung das Klima. Ein Vorteil für viele Jahrzehnte.

Mit guter Planung, hochwertigen Systemaufbauten und fachgerechter Verarbeitung bis ins Detail erreichten Generalunternehmer, Verarbeiter und Gründachspezialist dauerhafte Sicherheit. Ein gutes Dach kostet gutes Geld, deshalb soll es auch aus dauerhaft sicherer Qualität sein.

Umweltfreundliche Dachnutzung - Photovoltaik und Dachbegrünung.
Mit der neuen Schule entstand ein besonders vorbildliches Gebäude.