Mit oder ohne Schiene?

Bei ballastierten Flachdachsystemen sind zwei Konzepte auf dem Markt. Zum einen Systeme mit durchgehender Grundschiene (Konzept 1). Zum anderen Konzepte, bei denen der Modulrahmen tragende Funktion übernimmt und daher keine durchgehende Schiene notwendig ist (Konzept 2). Für Konzept 1 wird oft angeführt, dass die Schienen für die Stabilität wichtig seien. Konzept 2 wird damit begründet, dass sich so Material sparen lasse, die Installation einfacher sei und es weniger Hindernisse auf dem Dach gebe, die Wasserstau verursachen könnten. Wir stellen die damit zusammenhängenden Fragen zum einen an Aerocompact, Hersteller von Systemen ohne durchgehende Grundschiene, und an Schletter, Hersteller von Systemen mit durchgehender Grundschiene, die diese unabhängig voneinander beantwortet haben.

Welches Konzept bevorzugen Sie und warum?

Schletter: Unter dem Strich sind beide Konzepte technisch möglich, am Ende bietet aber die Grundschiene den Vorteil der Ballastreduzierung durch Lastverteilung bei gleichzeitig vermindertem Schadensrisiko für die Dachhaut. Ein Kompromiss ist eine teilweise durchgehende Modulschiene, wenn diese geschickt geplant ist. Sie verbindet die Reihen, ist aber unterbrochen, so dass Material gespart wird.

Aerocompact: Im Photovoltaikmarkt gilt seit Jahren das Ziel und die Herausforderung, bei gleichbleibender Qualität die Systempreise zu reduzieren. Durch den Verzicht auf die Schiene lässt sich zum einen Material einsparen, zum anderen sinken Transportkosten und Montagezeiten. Trotz Kosteneinsparung und Montagevorteilen stehen die Systeme ohne durchgehende Schiene einem Schienensystem qualitativ in nichts nach. Daher bevorzugen wir Systeme mit nicht durchgehender Schiene.

Wie oft kommt es zum Wasserstau bei Systemen mit durchgehenden Montageschienen und welchen Effekt kann dieser haben?

Schletter: Wenn diese die Regenabflussrichtung kreuzen, gibt es Wasserstau im Prinzip bei jedem Niederschlagsereignis. Ein Wasserstau wird aber nur dann ein Problem, wenn Wasser in größeren Mengen gestaut wird.

Aerocompact: Es gibt viele Schienensysteme am Markt, bei denen das Thema Wasserstau nicht oder nur sehr schlecht gelöst wurde. Oder das Problem wird vom Installateur nicht richtig wahrgenommen. Dabei ist es sehr wichtig, das Wasser richtig abzuleiten. Es kann vorkommen, dass sich ballastierte Systeme mit durchgehender Schiene durch den Wasserstau verschieben oder mit den Jahren Dachbeschädigungen auftreten.

Lässt sich das Risiko eines Wasserstaus bei solchen Systemen mit durchgehender Montageschiene ausschließen?

Schletter: Ja, das lässt sich ausschließen. Planungsziel ist es, die Grundträger so anzuordnen, dass sie vom First zur Traufe verlaufen. Wenn diese kreuzen, dann müssen Abflussmöglichkeiten geschaffen werden, zum Beispiel durch Unterbrechung der Grundträger oder durch bereichsweise Unterbrechung der Bautenschutzmatten. Dann müssen diese aber höher sein, so dass Wasser abfließen kann und auch Verschmutzungen mit weggespült werden.

Aerocompact: Das kann ich nicht generell beantworten, da ich nur für Nicht-Schienen-Systeme sprechen kann. Ich nehme an, dass Hersteller auch für Schienensysteme eine technisch mehr oder weniger gute Lösung gefunden haben. Zum Beispiel durch punktuelle Erhöhungen, die einen Wasserablauf auf allen Seiten gewährleisten. Allerdings sollte man beachten, dass geringe Erhöhungen oder Ablauflöcher in den Schienen oft durch Verschmutzungen nicht richtig funktionieren.

Was spricht gegen das Konzept 2, dass man den Modulrahmen als tragendes Teil nutzt und auf die Montageschiene verzichtet? Anders gefragt, ist die Stabilität einer durchgehenden Montageschiene bei Flachdachinstallationen heute noch wichtig?

Schletter: Bei vielen Systemen wird die durchgehende Grundschiene tatsächlich gebraucht. Ein ohne Grundschiene aufgeständertes Modul kann unter Windeinwirkung kippen (sich überschlagen), gleiten oder abheben. Das kann nur verhindert werden, wenn das Modul das Biegemoment aufnimmt. Dies ist mit dem Modulhersteller abzuklären. Wenn ein Modul das Biegemoment nicht aushält und aus dem Verbund gerissen wird, bricht der gesamte Verbund zusammen, da ja das Modul tragendes Teil davon ist. Durch eine durchgehende Grundschiene kann der dominante Fall des Kippens verhindert werden, was unter dem Strich eine drastische Reduzierung des Ballastes bedeutet. Bei zusammenhängenden Reihen kann auch die Windlast auf alle zusammenhängenden Module gemittelt werden. Auch dieser Effekt bedingt eine Reduzierung des Ballastes. Der Effekt ist auch gegeben, wenn mit teilweise durchgehenden Schienenabschnitten gearbeitet wird, sofern diese sinnvoll angeordnet sind.

Aerocompact: Eine durchgehende Montageschiene ist nur bedingt notwendig. Zur Ballastoptimierung in Starkwindregionen kann sie sinnvoll sein, da Schienensysteme eine etwas höhere Verbundwirkung haben. Das bringt statisch in machen Fällen eine Ballastreduzierung mit sich. Das gilt aber nicht generell, da es stark auf die einzelnen Feldgrößen auf dem Dach und auf die Windstärken ankommt. Tests von unabhängigen Prüfinstituten und Modulherstellern haben gezeigt, dass Systeme ohne durchgehende Schiene, die wie das von Aerocompact den technischen Anforderungen entsprechen, im Systemverbund sehr gut abschneiden. Ein Schienensystem bietet hier in den meisten Fällen keinen Vorteil. Auch in Bezug auf die statische Tragfähigkeit des Modulrahmens haben wir mit unserem System mehrere Tests zum Beispiel bei Intertek oder TÜV Rheinland erfolgreich absolviert. Es wurden Belastungen bis zu 5,4 Kilonewton Schneelast untersucht. 90 Prozent der Module auf dem Markt haben eine Freigabe für unser System.

Wie problematisch ist die Druckbelastung auf die Dachfolie bei ballastierten Montagesystemen nach Konzept 2? Die Systeme ohne Schiene nutzen Standfüße. Wie lässt sich begründen, dass diese die Dachhaut nicht schädigen?

Schletter: Dieser Effekt wird als lokale Pressung bezeichnet. Lokale Pressungen bewirken eine Zusammendrückung der Dämmung mit der Konsequenz von Pfützenbildung, das heißt, der Vorteil der Entwässerung entfällt wieder. Dabei handelt es sich am Ende nicht um eine Frage der Standsicherheit, sondern um eine Frage der Gebrauchstauglichkeit, sprich Lebensdauer und Dichtigkeit. Dieses Problem kann bei Einzelpunkten nur durch entsprechende Abmessungen, sprich die Ausbildung von Elefantenfüßen, kompensiert werden, was die Kosten erhöhen kann. Die maximale Druckbelastung der meisten Dächer (zumindest der Dächer mit Isolierung) kann man mit kleinen „Füßen“ kaum einhalten. Schließlich geht es ja nicht nur um das Gewicht von Modulen und Gestell, sondern auch um den Schnee, wenn er auf der Anlage liegt. Das Gewicht kann die Auflagefläche von zehn mal fünf Zentimetern mancher Minimal-Bügelsysteme nicht zulässig in das Dach einleiten.

Aerocompact: Natürlich muss man das von Fall zu Fall anschauen. In den meisten Fällen werden Dachisolierungen mit mindestens 60 Kilopascal Druckfestigkeit eingesetzt. Normalerweise überschreiten wir diese Maximalwerte nicht. In Gebieten mit hohen Schneedrücken in Kombination mit weichen Dachisolierungen bieten wir an, Ballastwannen einzusetzen, die die Kosten nur geringfügig erhöhen. Die Wannen verteilen die Punktlasten über die ganze Modulfläche, wodurch die Projekte problemlos realisiert werden können. Die Punktlasten berechnen wir für jedes einzelne Projekt. Danach entschieden wir, ob eine Ballastwanne notwendig ist oder nicht.

Die Fragen stellte Michael Fuhs