Lösungen und Vorteile

Photovoltaik und Gebäudebegrünung

von:
Photovoltaik Bauwerksbegrünung
PV-Anwendung neigungsoptimiert, aufgeständert. Substratmodulation zur Regelung des Pflanzenwachstums sowie zur Erhöhung der Biodiversität. Zeichnung in Anlehnung an: Brenneisen, S. (2014): Naturschutz auf Dachbegrünungen in Verbindung mit Solaranlagen, Basel, S. 4. Grafik: Nicole Pfoser

Der in Siedlungsräumen nicht nachlassende bauliche Flächenbedarf, das Thema der dezentralen Energiebereitstellung sowie die Linderung des Defizits an klimaaktiven Vegetationsflächen zeigen die Notwendigkeit multifunktionaler Flächenbelegungen.

Die Kombination aus solarer Energiegewinnung und Dachbegrünung bietet hierbei diverse Vorteile. Diese liegen je nach Art der Kombination in der Leistungssteigerung der PV-Module durch eine Senkung der Betriebstemperatur infolge der Verdunstungskühlung von Pflanzen, in der Sicherung der Module gegen Kippen durch Beschweren der Aufständerung mit Substrat und Begrünung sowie in einer einfachen und schnellen Montage.

Eine Kosteneinsparung bei Dacheindichtungsarbeiten durch die Vermeidung von Durchdringungen der Dachabdichtung und Punktlasten sowie der Schutz der Dachabdichtung vor UV-Belastung, Temperaturextremen und Witterungseinflüssen bilden die wesentlichen Vorteile der Begrünung für das Bauwerk. Dachbegrünungen führen zudem zu einer höheren Biodiversität am Standort. Solarmodule fördern in der Kombination die Artenvielfalt durch Beschattung und Feuchte. Gründächer unterstützen die Klimaregulierung für Gebäude und Stadt, mildern die Folgen von Wolkenbrüchen und entlasten durch Rückhalt von Niederschlagswasser die Abwassersysteme.

Die technische Weiterentwicklung von Solarmodulen und Gründachlösungen ermöglichen heute diverse Kombinationen und Anwendungen mit unterschiedlichen Potenzialen.

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Photovoltaik Bauwerksbegrünung
Solar-Gründach. Grafik: Nicole Pfoser

Für die Planung eines Solar-Gründachs ist es zunächst sinnvoll, sich über die Fördermöglichkeiten zu informieren und den Unterhaltungsaufwand einzuschätzen. Erforderliche Genehmigungen (z. B. Bauordnungsamt, Denkmalamt, Eigentümer) sind einzuholen. Die Dachkonstruktion ist auf ihre Eignung für ein Solar-Gründach zu prüfen, die Tragfähigkeit bzw. mögliche Punkte zur Lasteinleitung zu ermitteln, Auflast und Windsog sind zu berücksichtigen. Weiterhin ist zu klären, ob und auf welche Weise umgebende Gebäude und Vegetation die geplante Installation beeinflussen.

Photovoltaik Bauwerksbegrünung
Photovoltaik-Dachgarten, Versuchsanlage BOKU. Foto: Nicole Pfoser
Photovoltaik Bauwerksbegrünung
Solar-Gründach ufa Fabrik, Berlin: Lichtgesteuert nachgeführte PV-Module – bifunktionale Flächenbelegung. Foto: Nicole Pfoser
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Solar-Gründach. Bifaziale Paneele mit senkrechter Aufständerung – bifunktionaleFlächenbelegung. Foto: BuGG

Die Zugänglichkeit des Daches für die Bereitstellung und den Transport von Materialien sowie für Pflege und Wartung ist zu klären. Details zur Wasserver- und Entsorgung sind festzulegen, Dachneigungen sind in Hinblick auf eine Vermeidung von Staunässe zu optimieren. Das Pflanzenwachstum wird über die Substratdicke und die Bewässerung gesteuert. Die Pflanzenauswahl ist möglichst zugunsten einer vielfältigen Vegetation und zur Förderung des Artenreichtums zu treffen. Die Aufständerungshöhe der Module und die Pflanzenauswahl sind aufeinander abzustimmen.

Dabei ist darauf zu achten, dass Solarmodule auch zukünftig nicht verschattet werden. Abstände der Paneelreihen sind in Abhängigkeit zu Substratdicke, Pflanzenart, Wuchshöhe und Wartungszugänglichkeit festzulegen. Gewerke und Ausführungsschritte (Dachaufbau und -abdichtung, Be- und Entwässerung, Dachbegrünung, Gebäudetechnik: Solaranlage, Blitzableitung, Klima, Lüftung) sind im Vorfeld entsprechend zu koordinieren.

Eine technisch funktionale und sichere Bündelung der Energieversorgung kommt der Instandhaltung zugute. Konsequente Absturzsicherungen für Installation und Zugänglichkeit müssen gewährleistet sein, der Markt bietet hierzu bewährte Lösungen. Pflege- und Wartungsintervalle sind festzulegen und einzuhalten. Angebote sind einzuholen, um die Kosten realistisch abzuschätzen zu können. Um die Begrünungsfläche nicht unnötig einzuschränken, können Anlagen zur solaren Energie-gewinnung aufgeständert in die Dachbegrünung integriert werden. Um verschattenden Pflanzenaufwuchs im Bereich von niedrigen Solaranlagen zu vermeiden, kann die zu erwartende Pflanzenhöhe vor energieaktiven Paneelvorderseiten durch eine reduzierte Substrathöhe (bis 7 cm) oder durch eine geringere Wasserhaltung in diesem Bereich geregelt werden. Zur Bepflanzung eignen sich hierbei niedrigwachsende Arten ohne Blütenstände bzw. mit kurzen Blütenständen. Zur Unterstützung einer höheren Artenvielfalt am Standort kann die Substrathöhe unter und hinter den Paneelen höher aufgebaut werden (12 cm). Damit wird in der Regel auch der Pflanzenaufwuchs kräftiger. Der Aufwand für Pflege und Wartung der Dachbegrünung kann auf diese Weise wirtschaftlich gestaltet werden. ¹

Als interdisziplinäre Aufgabe führt der Einbezug von Landschaftsarchitekten und Anlagenbauern oder von spezialisierten Fachfirmen zum Erfolg. Ziel ist eine optimierte PV-Anlage auf einem vitalen Gründach mit all seinen Leistungsfaktoren zur Gebäudeoptimierung und Umfeldverbesserung.



Quellen

¹ Brenneisen, S. (2014): Naturschutz auf Dachbegrünungen in Verbindung mit Solaranlagen, Basel

Literaturhinweise

FLL, Hrsg. (2018): Dachbegrünungsrichtlinien - Richtlinien für die Planung, den Bau und die Instandhaltung von Dachbegrünungen, Bonn

Pfoser, N. (2018 a): Dachbegrünung - Leitfaden zur Planung. Begründungsunterlagen für Dachbegrünungen in der verbindlichen Bauleitplanung sowie in der Baugenehmigungspraxis. Hrsg. Freie Hansestadt Hamburg, Behörde für Umwelt u. Energie, Hamburg;
unter: www.hamburg.de/gruendach/10603556/leitfaden-dachbegruenung/ [16.12.2018]

Pfoser, N. (2018 b): Das Solar-Gründach. Mehr Grün. Vier Vorteile auf einmal. Hrsg. Freie Hansestadt Hamburg, Behörde für Umwelt und Energie, Hamburg;
unter: www.hamburg.de/gruendach/11622392/das-solar-gruendach/ [16.12.2018]

Pfoser, N. (2018 c): Vertikale Begrünung. Fachbibliothek Grün. Eugen Ulmer Verlag, Stuttgart

Pfoser, N. (2016): Fassade und Pflanze. Potenziale einer neuen Fassadengestaltung, Technische Universität Darmstadt;
unter: tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5587/ [21.07.2016]

Pfoser, N./Jenner, N. et al. (2013): Gebäude, Begrünung und Energie. Potenziale und Wechselwirkungen; www.baufachinformation.de/literatur.jsp [17.09.2017]; Druckversion (Hrsg. FLL 2014),
unter: www.fll.de/shop/bauwerksbegruenung/gebaude-begrunung-energie-potenziale-und-wechselwirkungen.html [17.09.2017]

Dipl.-Ing. Nicole Pfoser
Autorin

Architektin, Innenarchitektin

Technische Universität Darmstadt

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