Besprechung: Montagesytem SOL-50

Kategorie: 01 / 2014, Produkte Udo Siegfriedt (DGS-Berlin)

Das Montagesystem von SEN ist durch ein Einlegeprofil charakterisiert. Udo Siegfriedt, Gutachter der Deutschen Gesellschaft für Solarenergie (DGS-Berlin), bewertet Testaufbauten für ein Ziegeldach, für ein Trapezblechdach und als Flachdachmontage.

Testaufbau: 23.1.2014 in Grasberg. Fotos: Udo Siegfriedt

Dachhaken vor dem Einsetzen des oberen Ziegels. Hier hätte auch die schmale Version der Grundplatte ausgereicht.

Einlegeprofil mit Distanzadapter (links)

Modulsicherung jeweils in dem vom Modul aus gesehen oberen Profil, geöffnet (links) und geschlossen(rechts)

Kabelverlegung unterhalb eines transparenten Showmoduls mit Kabelfangnetz und Kabelclips

Einlegen der EPDM Dichtungen als Korrosionschutz

Abstandslehre beim verschrauben des oberen Einlegeprofils und des Verbinders

Diagonal zugeschnittendes Windfangnetz

Trapezdach und Ziegeldach (hinten, ohne Module) und Flachdach mit SEN SOL-50

Vollständig montiertertes Ziegeldach (Foto: SEN)
Foto: SEN

(Ausführliche Online-Darstellung. In der Printausgabe finden Sie eine tabellarische Darstellung)

Das Einlegesystem SOL-50 von SEN (Solare Energiesysteme Nord aus Grasberg bei Bremen) erlaubt für Ziegeldach, Trapezdach und Flachdach einen vergleichbaren Aufbau, wenn die entsprechenden Befestigungen verwendet werden. Daher betrachtet der Hersteller das System als ein einziges multifunktionales System, als welches es daher auch besprochen wird. Es kann nach Aussage des Herstellers auch in Windlastzone vier montiert werden.

SEN ist mit dem System beim DIBt in der Überprüfung der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung, hat sie aber noch nicht erhalten. Nach Aussage des Unternehmens hat das System alle notwendigen Tests bestanden. Aufgrund des Bearbeitungsstaus müssen derzeit fast alle Hersteller lange auf den Bescheid warten. Daneben lässt SEN die Systeme und die Produktion nach eigenen Aussagen alle zwei Jahre durch den TÜV Rheinland im Rahmen der TüV.com Zertifikate überprüfen.

Datenblätter und die Montageanweisung sowie Montagevideos sind im Internet verfügbar. Die Montageanweisung ist übersichtlich, obwohl alle verschiedenen Montagemöglichkeiten genannt werden. Neben technischen Zeichungen sind Bebilderungen des Montageablaufs enthalten. Eine Liste der notwendigen Werkzeuge erleichtert die Planung. Da bestimmte Vorgänge wie das Einlegen der Module für alle Montagearten gleich sind, muss allerdings manchmal geblättert werden, um nicht zutreffende Seiten zu überspringen. Für das Flachdachsystem gibt es eine eigene Anweisung. Darüber hinaus bietet SEN regelmäßige Schulungen und Montageworkshops, sowie Vorort Montagebegleitungen an.

Die webbasierte Planungssoftware SOLDraft wird im Haus programmiert und gepflegt, die statischen Berechnungen basieren auf Eurocode 1, richten sich also nach den aktuellen Normen. Mit dem Programm kann die komplette Planung durchgeführt werden, so werden auch Stringbelegungspläne, Projektdokumentationen und Rentabiltätsprognosen erstellt. Beim Flachdachsystem erfolgt die Berechnung durch SEN selbst, ab Q3 soll die Berechnung auch über die Software möglich sein.

Probeaufbau Ziegeldach
Der Dachhaken von SEN besteht aus Aluminium, ist zweigeteilt in Grundplatte und Tragarm und weist nach einigen kürzlich erfolgten Überarbeitungen durch seine Form und Ausführung mehrere Besonderheiten auf. Die Grundplatte ist so ausgeführt, dass der Tragarm mit drei Millimeter Abstand zum unteren Dachziegel angebracht werden

Die Grundplatte gib es in einer breiten Ausführung und in einer schmalen. Die breitere wird benötigt, wenn die Ausbuchtung des Dachziegels, in die der Haken liegen muss, sich nicht exakt über dem Dachsparren befindet. Da SEN in den 28 Jahren, die sie am Markt sind, beobachtet hat, dass dies bei einem Dach nur bei circa 50 Prozent der Montagepunkte der Fall ist, die andere Hälfte der Ziegel jedoch genau richtig über dem Sparren liegen, wird auch eine Grundplatte mit geringerer Breite angeboten. Bei den Bestellungen kann der Installateur wählen, ob er nur breite Grundplatten oder zur Hälfte die schmalen bestellt und somit etwas Kosten spart. Natürlich kann man auch andere Teilmenge bestellen.

Zweite Besonderheit des Hakens ist die Zweiteilung in Grundplatte und Tragarm, wobei beide gezahnt ineinander gesteckt werden. Durch die Zahnung ist es möglich, verschiedene Höhen einzustellen, sodass Ausgleichsscheiben nicht notwendig sind. Nach dem Stecken ist keine Fixierung notwendig, da sich beide Teile im eingebauten Zustand nicht verschieben, sondern eher verkanten und dann eine stabile Verbindung darstellen.

Der Haken selber hat eine elegante geschwungene Form, die aber nicht aus optischen Gründen derart ausgeführt ist, sondern aufgrund der Kraftverläufe entwickelt wurde. Dies führt nach Angaben von SEN zu sehr geringen Verformungen von maximal zwei Millimeter bei der angegebenen Grenzlast.

Der Haken ist zudem in einer weiteren Ausführung erhältlich, bei der der obere Teil des Schaftes an einer Gewindestange sitzt und durch verdrehen in seiner Höhe variiert werden kann. Damit können innerhalb eines gewissen Bereiches Dachunebenheiten ausgeglichen werden.

Eine weitere Besonderheit ist ein Gummischutz am Ende des Kragarms, der dafür sorgen soll, dass der Monteur mindestens den notwendigen Drei-Millimeter-Abstand zum Dachziegel sicherstellt.

Wenn die in der Planung mit dem Planungstool festgelegten Haken gesetzt sind und die oberen Dachziegel nach ihrer Bearbeitung wieder eingesetzt wurden, wird zunächst eine Lage Vertikalprofile angebracht. Die Befestigung am oberen und gegebenenfalls verstellbaren Teil des Tragarms erfolgt dabei ganz klassisch durch Schrauben. Hierzu wurde bei der Mustermontage zunächst im Vertikalpofil ein Loch an entsprechender Stelle gebohrt und das Profil durch die mitgelieferte Schraube am Haken befestigt.

Einlegeprofile montieren
Auf die Vertikalprofile werden die horizontalen Einlegeprofile angebracht. Es gibt nur ein Horizontalprofil, das in drei verschiedenen optischen Ausführungen, pressblank, silber eloxiert und schwarz pulverbeschichtet, erhältlich ist. Damit dieses Profil für verschiedene Modulrahmenhöhen verwendet werden kann, gibt es Distanzadapter in verschiedenen Ausführungen. Insgesamt sind acht verschieden hohe Adapter erhältlich, die durch verdrehen jeweils zwei Modulrahmenhöhen abdecken, was zu insgesamt 17 verschiedenen möglichen Einstellhöhen führt, die verwendet werden können.

Wenn das untere Einlegeprofil befestigt ist, wird das nächst höhere im richtigen Abstand angebracht. Hierzu sind bei SEN Abstandslehren erhältlich, die einmal voreingestellt eine schnelle Montage ermöglichen. Die mit den Lehren ausgerichteten Profile werden wieder an der unteren Profillage verschraubt, wobei es sich empfiehlt, die Lehre an allen Stelle anzulegen, an denen gerade die Verschraubung erfolgt. Ist auch dieses Einlegeprofil montiert werden die weiteren Profile entsprechend befestigt. Trotz Vorbohren und Verschrauben geht dies durch die Abstandlehre recht zügig. Was nach der Bearbeitung immer beachtet werden muss ist das Entfernen der Bohrspäne.

Wenn alle Einlegeprofile am richtigen Platz verschraubt sind, werden diese zunächst an einer Seite mit Endkappen abgeschlossen. Anschließend werden die Module an der abgeschlossenen Seite beginnend in die Profile eingelegt. Am einfachsten sind diese Arbeiten, wenn Glassauger verwendet werden. Die Module werden in das obere Profil eingelegt, nach oben geschoben, dann in das untere Profil gelegt und anschließend nach unten geschoben. Damit auch bei hohen Soglasten und geringen Neigungswinkeln die Module nicht rausrutschen können, wird zwischen zwei Modulen jeweils eine Modulsicherung angebracht.

Bei dieser wird nach einlegen des zweiten Moduls mit einem schmalen Werkzeug ein Hebel nach unten gedrückt, wodurch sich einerseits ein Mindestabstand zwischen den Modulen ergibt, andererseits ein Kunststoffteil der Sicherung sich nach vorne bewegt und die Module am hochrutschen hindert.

Wenn das letzte Modul eingelegt ist, wird auch die andere Seite der Einlegeprofile mit Endkappen verschlossen. Die Module sind hierdurch etwas verschiebbar und somit spannungsfrei gelagert, ohne jedoch herausrutschen zu können.

Kabelverlegung
Parallel zum Einlegen der Module muss die Verkabelung erfolgen. Da generell bei dachparalleler Verlegung die Befestigung der Leitungen nicht einfach ist, da sie praktisch während des Ablegens der Module erfolgen muss, bietet SEN als sehr interessante Lösung ein Kabelfangnetz an. Dieses wird mit normalen Schrauben befestigt, die in die Profile eingeschraubt werden und an denen dann das Netz angebracht wird.

Durch das Netz liegen die Leitungen nicht auf der Dachhaut auf und Steckverbinder befinden sich nicht in Pfützen, die sich bei Laubansammlungen oder Schnee bilden könnten.

Prinzipiell könnte beim Ziegeldach auch einlagig gearbeitet werden, dann müssten jedoch die Dachhaken so passend positioniert werden, dass die Einlegeprofile den notwendigen Abstand einhalten könnten. Dies ist in der Regel beim Ziegeldach nicht möglich, so dass der einlagige Aufbau nur bei anderen Dacheindeckungen wie Trapezblechen möglich ist. Vorteil des zweilagigen Aufbaus ist allerdings auch, dass die Anzahl der Dachhaken um mindestens ein Viertel reduziert werden kann.

Probeaufbau Trapezblechdach
Bei Trapezblechen können die Einlegeprofile exakt mit dem notwendigen Abstand direkt auf die Hochsicken geschraubt werden, sodass einlagig gearbeitet werden kann. Um die Dachdichtigkeit zu gewährleisten werden zunächst auf der Unterseite der Profile EPDM Dichtungen angebracht. Diese werden nicht wie üblich geklebt, sondern haben eine Führung, mit der sie in eine Nut im Profil eingeklickt werden können. SEN empfiehlt, an jeder Hochsicke ein EPDM Dichtung als Korrosionsschutz vorzusehen.

Anschließend wird wieder das untere Einlegeprofil ausgerichtet und mit Schrauben, die eine Gummidichtung aufweisen, direkt auf die Hochsicken geschraubt. Die Profile werden dabei wieder vorgebohrt, in die Hochsicken schneiden sich die Schrauben selbsttätig ein. Die nächsten Einlegeprofile werden wieder mit den Abstandlehren ausgerichtet und entsprechend verschraubt. Die weitere Montage läuft prinzipielle wie beim Ziegeldach ab. Auch hier kann das Kabelfangnetz eingesetzt werden sofern der Abstand zum Dach nicht zu gering ist. Bei ausreichend hoher Trapezsicke kann auch mit Kabelklipps gearbeitet werden, die in die Nut im Einlegeprofil angebracht werden kann.

Da Profilverlängerungen mit Stiften erfolgen, die an zwei Stellen des Profils eingeschoben werden und dann in Längsrichtung lediglich führen, treten nach Aussage von SEN keine Kräfte auf, die an den Schrauben in den Hochsicken zu Langlöchern im Blech führen. Da zudem die Module nicht geschraubt sondern nur eingelegt sind können diese Trennfugen problemlos mit Modulen überbaut werden.

Probeaufbau Flachdachmontage bei Südausrichtung
Für die Montage auf Flachdächern wird das Einlegeprofil mit dreieckigen Aufständerungen aus Aluminium kombiniert. Die Aufständerungen werden fest mit dem gewählten Neigungswinkel vormontiert geliefert. Durch intelligentes Packen kann der Platzbedarf beim Versand zwar reduziert werden, so kleine Packmaße wie bei klappbaren Systemen sind dennoch nicht zu erreichen. Allerdings benutzt SEN statt Windleitblechen ein rollbares Windfangnetz, was wiederum Gewichts- und Verpackungsvorteile mit sich bringt.

Es sind Bautenschutzmatten notwendig, um die Dachhaut vor scharfen Kanten des Grundprofils zu schützen. Die Matten werden nicht ausgelegt, sondern an die vormontierten Konsolenauftänderung angebracht, wobei sie an den Enden der Grundprofile nach oben umgelegt werden. Die Matten sind auch als alukaschierte Variante erhältlich. Wie bei allen Systemen mit derartigen Matten gibt es nicht in allen Fällen Freigaben der Dachfolienhersteller. SEN geht wie viele Anbieter jedoch davon aus, dass es durch die Kaschierung zu keinen Unverträglichkeiten kommt. Im Zweifel muss der Installateur die Verträglichkeit mit dem Folienhersteller klären.

Die Matten liegen vollflächig unter dem Profil, so dass die hohe Auflagefläche für sehr geringe punktuelle Lasten sorgt. Wie bei fast allen Systemen mit großer Auflagefläche kann dies die Querentwässerung beeinträchtigen und muss bei der Planung die Entwässerung berücksichtig werden.

Die Aufständerungen werden dann einfach am berechneten Ort aufgestellt, was durch die feste Bautenschutzmatte sehr schnell geht. Anschließend werden die querlaufenden Einlegeprofile wieder vorgebohrt und festgeschraubt, was ebenfalls sehr schnell geht, zumal weniger Bohrungen wie bei der Trapezblechmontage benötigt werden. Auch hier kommt nach Anbringen des unteren Profils die Abstandslehre zum Einsatz.

Die Abstände der Konsolen-Aufständerungen untereinander ergeben sich aus der statischen Auslegung, ein genauer Abstand muss jedoch nicht eingehalten werden, da die Module beliebig in den später durchgehenden Einlegeprofile liegen können.

Wenn beide Einlegeprofile fest verschraubt sind, erfolgt die Ballastierung, wobei handelsübliche Betonsteine in das untere Profil der Aufständerung eingelegt werden können. Danach werden die Module wieder in der gleichen Weise wie bei den anderen Montagesituationen eingelegt. Da die Rückseite der Aufständerung noch offen ist kann die Verkabelung leicht erfolgen. Prinzipiell könnte man jedoch auch die Windfangnetz anbringen, damit die Unterkonstruktion fertigstellen und die Modulmontage später durchführen.

Das Windfangnetz wird als Endlosrolle geliefert. Der Anfang der Gitterrolle wird wieder mit der gleichen Schraube am Einlegeprofil festgeschraubt, ein Stückchen weiter abgerollt und wieder verschraubt. So geht es weiter bis zum Ende der Reihe. Diese Arbeiten gehen schnell, da es nicht auf den Millimeter ankommt. Das optische Erscheinungsbild ist allerdings von der Ausführungsqualität abhängig. So wirft das flexible Gitter leicht Falten.

Durch das Vorbohren der Einlegeprofile entstehen Bohrspäne. Das erfordert eine gründliche Reinigung nach Beendigung der Arbeiten. Insbesondere bei Foliendächern besteht sonst die Gefahr von Dachschäden. SEN bietet eine spezielle Klebefolie an die um die zu bohrenden Löcher angebracht wird. An dieser Folie sammeln sich evtentuell anfallende Späne, dies minimiert den Reinigungsaufwand.

Vorteile und Nachteile

Vorteile:

  • Ein Profil für alle Rahmen und Montagesituationen vereinfacht die Lagerhaltung
  • Schrägdachhaken leicht verstellbar mit geringer Verformung bei Grenzlast
  • Durch verstellbaren Haken tolerant gegenüber gewissen Dachunebenheiten
  • Extrem einfache Trapezblechmontage
  • Sehr gute Optik der Schrägdachsysteme, alle RAL-Farben erhältlich
  • Einfach zu montierende Abschlussblenden, die der Installateur zudem noch mit seinem gravierten Firmenlogo bestellen kann, runden den optischen Gesamteindruck weiter ab
  • Beim Flachdachsystem nur geringe Ballastierung notwendig
  • Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen sind beantragt
  • Alle notwendigen Teile (außer Ballast bei Flachdach) werden geliefert
  • Modulmontage ist sehr einfach und bei allen Montagevarianten identisch
  • Die Modulsicherung kann zur Demontage mit einfachem Werkzeug wieder geöffnet werden, somit ist auch die Demontage sehr einfach
  • Module sind spannungsfrei montiert
  • Durch Abstandslehren einfach Montage trotz hohen Anforderungen an den Profilabstand
  • Hohe Auflagefläche reduziert beim Flachdachsystem Stress für die Dachhaut
  • Fest angebrachte Bautenschutzmatte unter der Aufständerung erleichtern die Arbeit auf dem Dach
  • Da es keine Querverbindungen gibt, sind die Reihenabstände beliebig.
  • Trennung des Aufbaus des Montagegestell und der Modulmontage sind möglich
  • Ost-West-System durch anderen Aufbau mit gleichen Komponenten
  • Einlegeprofil wird auch in weiteren Ausführungen wie zum Beispiel einem auf der Trapezblechmontage basierenden Indachsystem genutzt
  • kostenlose umfangreiche, webbasierte Planungssoftware mit sämtlichen Statiken und Dokumentation

 

Nachteile:

  • Da vorgebohrt werden muss, muss nach Beendigung der Arbeiten gründlich gereinigt werden. Insbesondere bei Foliendächern besteht sonst die Gefahr von Dachschäden.
  • Das optische Erscheinungsbild beim Flachdachaufbau ist von der Ausführungsqualität abhängig, da das Windfangnetz Falten werfen kann.
  • Module müssen vom Hersteller beim Einlegen mit der kurzen Seiten hierfür freigegeben sein.
  • Sehr geringer Abstand vom Trapezblech reduziert die Hinterlüftung. Ist der Abstand zu gering kann das System allerdings auch im Kreuzverbund eingesetzt werden, was die Hinterlüftung erleichtert.
  • Auch wenn beim Flachdach die Grundprofile der Aufständerung unterbrochen ist, müssen bei einer notwendigen  Querentwässerung gegebenfalls weitere Maßnahmen erfolgen.

 

Mustermontagezeiten:

  • 18:21 beim Ziegeldach inklusive Ziegelbearbeitung, Verkabelung und Einsetzen der Abschussblenden
  • 11:53 bei der Trapezblechmontage ohne Kabelfixierung
  • 11:12 für die Flachdachmontage in der Halle ohne Ballastierung.

Die Zeiten sind also vergleichbar, beim Ziegeldach erfordert die zweite Profillage und die Ziegelbearbeitung noch etwas Zeit.

Fazit
Ein Einlegeprofil für alles, diese Idee überzeugt bei den Probeaufbauten. Durch die überlegten Funktionen aller Einzelteile wie Haken und Profile sind viele Montagesituationen schnell und einfach zu lösen, zudem wird die Lagerhaltung vereinfacht. Wer mehrere, verschieden hohe Modultypen montiert, braucht nur die Profile vorhalten, der Versand der Distanzadapter erfolgt nach Bedarf Just-in-time

Die Schrägdachanlagen haben ein sehr gutes optisches Erscheinungsbild. Dass das Flachdachsystem in der Optik mit den Schrächdachsystemen nicht ganz mithalten kann, ist in den meisten Fällen sicherlich zweitrangig. Auch der Dachhaken für die Ziegeldachmontage überzeugt. Darin sind einige Innovationen umgesetzt, die sowohl die Montage erleichtern als auch das Risiko eines Ziegelbruchs vermindern. So ergibt sich die geschwungene Form aus dem Kräfteverlauf, was zu einem sehr geringen Nachgeben von lediglich zwei Millimetern bei Grenzlast führt.

Das Einlegesystem SEN SOL-50 ist also eine sehr gute Alternative zu Befestigungen mit Modulklemmen. Es erleichtert nicht nur die Montage, sondern führt auch zu einer spannungsfreien Modullagerung. Udo Siegfriedt (DGS-Berlin)

 

Infokasten

Modulklemmen versus Einlegesysteme

Durch Modulklemmen erfolgt eine starre Verbindung der Module mit dem Rahmen durch eine punktförmige Befestigung. Erfolgt dies innerhalb des in der Montageanweisung angegeben Bereichs, üblicherweise ist dies an den langen Seiten des Rahmens im Bereich der Viertelpunkte, handelt es sich prinzipiell um eine fachgerechte Montage.

Dennoch kann es zu Montagefehlern kommen, wenn zum Beispiel Abstände der Module zueinander variieren und dann die Klemmen nicht ausreichend auf den Rahmen aufliegen können. Ursache für die unterschiedlichen Abstände können bereits Varianzen bei den Modulabmessungen sein. Zudem machen nicht alle Hersteller Angaben zu Mindestauflage, den die Klemmen auf dem Rahmenprofil einhalten müssen.

Noch problematischer wird die Klemmung außerhalb der vorgesehenen Bereiche. Gerade bei Flachdachaufständerungen wird häufig am kurzen Modulrahmen geklemmt, zu dem liegt die Klemmung oft in der Ecke. Da sich dadurch eine andere Kraftweiterleitung vom Modul zum Montagegestell ergibt, muss der Modulhersteller diese Montageart freigeben. Gegebenenfalls müssen veränderte Grenzlasten beachtet werden.

Wenn Profile bei großen Generatorflächen verlängert werden müssen, kann es zu Problemen kommen, wenn Dehnungsfugen vorhanden sind und Module diese überbauen. In diesem Fall müssen der Modulrahmen und die Klemmung zusätzliche Kräfte übernehmen. Der Gutachter empfiehlt stattdessen Endklemmen vor und nach der Fuge ,was jedoch optisch zu einer Unterbrechung in der Modulfläche führt.

Beim Einlegeprofilen wird das Modul schwimmend gelagert. Kräfte aus dem Montagegestell gehen praktisch nicht auf das Modul über, Wind und Schneelasten auf das Modul werden über größere Bereiche des Modulrahmens an das Montagegestell abgegeben. Prinzipiell wird das Modul somit schonender gelagert.

Varianzen bei der Modulabmessung können sich kaum auswirken, sofern das Modul ausreichend im Profil eingelegt werden kann. In Profilrichtung kann sich lediglich eine leicht verschobene Optik ergeben. Probleme bei der Modulbefestigung können somit nur bei groben Abstandsfehlern auftreten. Profilverlängerungen sind hier auch bei Dehnungsfugen unkritisch, da die Module ja nicht fest verbunden sind mit dem Montagegestell.

Da die Module bei den meisten Einlegeprofilen an der kurzen Seite eingelegt werden, muss in diesem Fall dennoch beim Modulhersteller eine Freigabe eingeholt werden. Gegebenenfalls müssen auch hier geringere Grenzlasten beachtet werden.


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