Flachdächer
Montagesysteme für Flachdächer erzeugen die Neigung, die eine ebene Fläche nicht bietet, und halten die Anlage gegen Windsog fest, ohne die Abdichtung zu gefährden. Wählen Sie danach, wie der Sog aufgenommen wird: ein Ballastsystem, beschwert mit Gehwegplatten oder Kieswannen, eine geformte Basis vom Typ LANDBLOCK oder eine durchdringende und geklebte Befestigung, wenn die zulässige Dachlast für Ballast zu gering ist. Die Belegung folgt daraus, Ost-West oder nach Süden, wobei Neigung, Reihenabstand und der rückseitige Zugewinn bifazialer Module aus Statiknachweis und Windlastberechnung folgen. Ratgeber
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Verwandte Kategorien für Flachdächer
- Ballastsystem
- LANDBLOCK-Basiselemente
- Photovoltaikmodule für Flachdächer
- Bifaziale Module
- Montageschienen und Klemmen
- Montagesysteme
Flachdach: Sog, Ballast und die Abdichtung darunter
Auf dem Flachdach ist nicht das Gewicht die maßgebende Last, sondern der Windsog. Ein geneigtes Modul ist ein Flügelprofil, und die Konstruktion muss liegen bleiben, ohne irgendwo angeschraubt zu sein. Es gibt zwei Strategien. Ein ballastiertes System nimmt den Sog über Eigengewicht auf, über Betonplatten, Kieswannen oder geformte Basiselemente, und lässt die Abdichtung unberührt. Ein durchdringendes System verankert sich in der Dachschale oder in der Tragdecke und braucht weit weniger Gewicht, aber jeder Anker wird zu einem Detail, das der Dachdecker abdichten und verantworten muss. Entschieden wird das über die zulässige zusätzliche Dachlast, deshalb steht der Statiknachweis vor jeder Produktauswahl.
Die zweite Randbedingung ist der Dachaufbau selbst. Eine einlagige PVC-P-Bahn, eine EPDM-Bahn und ein aufgeflämmtes Bitumen-System reagieren jeweils anders auf Punktlasten, auf Weichmacherwanderung und auf Kontakt mit Polystyrol oder Aluminium, deshalb gehört die richtige Schutzmatte unter jedem Fuß zur Spezifikation und ist kein Zubehör. Zusammen mit der Geometrie des Ballastsystems, den Montageschienen und den Modulklemmen macht das die Flachdachmontage zur rechenintensivsten Familie im Programm der Solarkonstruktionen.
AUS DER PRAXIS
"Jedes Flachdachprojekt beginnt mit derselben Frage: wie viel zusätzliche Last verträgt dieses Dach. Ballast ist keine Zahl, die man auf der Baustelle festlegt, sondern das Ergebnis einer Windlastberechnung, geprüft gegen die Tragreserve der Dachkonstruktion. Ich habe Kolonnen erlebt, die Platten aufgelegt haben, bis die Anlage nicht mehr klapperte, und dann feststellten, dass das Dach mit Schnee bereits am Limit war. Holen Sie sich zuerst den Wert des Tragwerksplaners schriftlich und legen Sie die Anlage danach aus."
Ladislav Proc · Spezialist für Montagesysteme, ONSA Plus
So wählen Sie ein Montagesystem für das Flachdach
Flachdachsysteme werden in einer festen Reihenfolge spezifiziert, und einen Schritt zu überspringen bedeutet meist, die Anlage neu zu planen. Die Tragreserve des Dachs, die Windzone und die Art der Abdichtung entscheiden normalerweise über das System, noch bevor das Ertragsmodell überhaupt geöffnet wird.
Arbeiten Sie in dieser Reihenfolge: Statiknachweis für die zulässige zusätzliche Last, dann ballastiert oder durchdringend, dann die Windsogberechnung mit ihren Rand- und Eckbereichen, dann Verträglichkeit mit der Abdichtung und Schutzmatten, dann Ausrichtung, Neigung und Reihenabstand, und zuletzt Entwässerung, Zugang und Wartung.
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Schritt 1: der Statiknachweis steht am Anfang
Eine ballastierte Anlage bringt eine dauerhafte ständige Last über die gesamte Dachfläche ein, und zwar zusätzlich zu der Schneelast, für die das Dach ohnehin ausgelegt wurde. Die Frage an den Tragwerksplaner lautet nicht "kann das Dach Solarmodule tragen", sondern "welche zusätzliche gleichmäßig verteilte Last und welche Punktlast in kg/m² stehen nach den bestehenden Bemessungslasten noch zur Verfügung".
- Flächenlast: ein ballastiertes Ost-West-System landet je nach Windzone, Gebäudehöhe und Neigung typischerweise in der Größenordnung von 10 bis 25 kg/m² über der belegten Fläche. Große Neigung und exponierte Standorte treiben den Wert schnell nach oben.
- Punktlasten: Ballast verteilt sich nicht gleichmäßig. Eck- und Randreihen tragen am meisten, und leichte Dachschalen wie Trapezblech reagieren empfindlich auf konzentrierte Lasten über einer einzelnen Stützweite.
- Schnee wirkt gleichzeitig mit dem Eigengewicht der Anlage und weht sich an Reihen und Attiken auf. Er ersetzt das Modulgewicht nicht einfach.
- Ist die Reserve zu klein, bleiben ein durchdringendes oder geklebtes System, eine leichtere aerodynamische Belegung mit Windleitblechen, eine geringere Neigung oder eine kleinere Anlage. Mehr Platten aufzulegen gehört nicht dazu.
Schritt 2: ballastiert oder durchdringend
Beides ist legitim. Es entscheidet das Dach und nicht die Vorliebe.
- Ballastiert: keine Durchdringungen, die Gewährleistung auf die Abdichtung bleibt also meist erhalten, und die Montage ist schnell und rückbaubar. Braucht Tragreserve und einen Reibungsnachweis, denn das System stützt sich auf Gewicht und auf den Reibbeiwert zwischen Matte und Bahn, um das Verschieben zu verhindern.
- Durchdringend: verankert in Dachschale oder Decke, der Ballast sinkt damit auf einen Bruchteil. Jeder Anker braucht ein abgedichtetes, vom Dachdecker ausgeführtes Anschlussdetail, und die Auszugstragfähigkeit der Dachschale muss geprüft oder berechnet werden.
- Geklebt: Füße mit einem verträglichen Kleber oder einem aufgeschweißten Flicken auf der Bahn befestigt. Keine Löcher und geringes Gewicht, aber es hängt an Alter und Sauberkeit der Bahn und daran, dass der Kleber vom Bahnenhersteller freigegeben ist.
- Gemischt: ein überwiegend ballastiertes Feld mit mechanischen Ankern nur in den Eck- und Randbereichen, wo der Sog seine Spitzen hat. Oft der günstigste Weg, eine knappe Tragreserve einzuhalten.
Schritt 3: Windsog, Randbereiche und die Ballastberechnung
Die Windeinwirkungen werden nach EN 1991-1-4 mit nationalem Anhang bestimmt, über die Basiswindgeschwindigkeit am Standort, die Geländekategorie, die Gebäudehöhe und die Dachgeometrie. Das Ergebnis ist kein einheitlicher Druck über das ganze Dach. Die Norm teilt das Dach in ein Mittelfeld und in weit höher belastete Streifen entlang des Randes, wobei die Bezugslänge e als der kleinere Wert aus Gebäudebreite und doppelter Gebäudehöhe angesetzt wird.
- Eckbereiche sehen den höchsten Sog überhaupt. Anlagen werden dort oft schlicht ausgespart, was günstiger ist, als sie zu ballastieren.
- Randbereiche entlang der Attiken brauchen zusätzlichen Ballast oder Anker. Eine Belegung, die die Zonierung ignoriert und überall einen mittleren Ballastwert ansetzt, ist am Rand unterballastiert und in der Mitte überlastet.
- Abstand zur Attika: die meisten Systemanbieter verlangen einen freien Streifen innerhalb der Attika. Er hält die Anlage aus der schlimmsten Turbulenz, schafft Zugang für die Wartung und hält den Entwässerungsweg frei.
- Aerodynamische Windleitbleche: ein rückseitiges Leitblech schließt den Spalt hinter dem Modul, sodass die Strömung über die Anlage statt darunter geht und aus Sog Anpressdruck wird. Das senkt den nötigen Ballast erheblich, um den Preis einer größeren Fläche, an der sich Schnee sammelt, und einer größeren wirksamen Fläche im Verschattungsmodell.
- Verschieben und Reibung: der Sog ist nur die halbe Prüfung. Die horizontale Windkraft muss über die Reibung zwischen Schutzmatte und Bahn aufgenommen werden, deshalb ist das Material der Matte Teil der Berechnung und nicht frei austauschbar.
Praxistipp
Fragen Sie vor der Bestellung des Ballastsystems, welche Bahn auf dem Dach liegt, und lassen Sie sich das schriftlich geben. Weichmacherhaltiges PVC-P verträgt sich nicht mit Bitumen und nicht mit unbehandeltem Polystyrol, und ein Fuß, der ohne die richtige Trennlage direkt darauf steht, kann die Bahn genau an der Stelle mit der höchsten Last aufweichen. Die Schutzmatte wird zur Bahn spezifiziert und nicht aus dem ausgewählt, was gerade im Fahrzeug liegt.
Schritt 4: Verträglichkeit mit der Abdichtung und Schutzmatten
Das Montagesystem berührt die Abdichtung an jedem Fuß, dauerhaft, unter Last, bei Temperaturen, die von unter null bis deutlich über 60 °C auf einer dunklen Bahn im Sommer schwanken können.
- Einlagiges PVC-P: Weichmacher wandern. Direkter Kontakt mit Bitumen, EPS-Dämmung oder manchen Gummis führt zu Versprödung oder Erweichung. Nutzen Sie ein Trennvlies oder eine vom Bahnenhersteller freigegebene Matte und lassen Sie nie eine bitumenhaltige Auflage damit in Berührung kommen.
- EPDM: chemisch stabil, aber weich und leicht durch Punktlasten eindrückbar. Matten mit großer Aufstandsfläche verteilen den Druck. Vermeiden Sie öl- und bitumenhaltige Produkte im Kontakt damit.
- Bitumen: wird in der Wärme weich, deshalb kann sich ein schmaler Fuß langsam eindrücken und die Deckbahn mit der Zeit durchscheuern. Gleitlagen plus breite Lastverteilplatten sind die übliche Antwort, und die Oberflächentemperatur unter einer dunklen Anlage liegt höher als auf dem freien Dach.
- Kies und Gründächer: der Ballast lastet durch den Aufbau hindurch auf der Tragdecke, deshalb müssen Matte und Basis auf einer tragfähigen Lage aufliegen und nicht auf losem Kies oder Substrat schwimmen.
- Zustand der vorhandenen Bahn: eine alte, geschrumpfte oder spröde Bahn braucht örtliche Verstärkungsflicken, bevor irgendetwas darauf gestellt wird. Das entscheidet der Dachdecker, schriftlich.
Schritt 5: Ost-West oder Süd, Neigung und Reihenabstand
Die Entscheidung über die Belegung ist ein Abwägen zwischen Spitzenertrag und dem Anteil des Dachs, den Sie tatsächlich nutzen können.
- Ost-West: Module Rücken an Rücken in flacher A-Form, typischerweise mit 10 bis 15 Grad. Die Reihen schließen mit wenig oder keinem Abstand aneinander an, das Dach trägt also weit mehr kWp je Quadratmeter. Der Ballast ist geringer, weil die geschlossene Geometrie den Sog reduziert, und die Erzeugungskurve ist breiter, mit Spitzen am Morgen und am Nachmittag, was zum Eigenverbrauch passt.
- Nach Süden: höherer Ertrag je installiertem kWp, auf dem Flachdach typischerweise mit 15 bis 20 Grad statt mit dem Optimum für den Breitengrad, weil die Neigung sowohl die Windlast als auch den Reihenabstand treibt. Hinter jeder Reihe braucht es einen freien Abstand.
- Reihenabstand und Eigenverschattung: bei einer Südbelegung wird der Abstand so gewählt, dass die hintere Reihe bei der angesetzten Sonnenhöhe nicht verschattet wird, üblicherweise um die Mittagszeit im Hochwinter. Zu eng, und die untersten Zellreihen verschatten im Winter und ziehen über die Bypass-Dioden den ganzen String herunter.
- Neigung ist nicht umsonst: jedes zusätzliche Grad vergrößert die dem Wind zugewandte projizierte Fläche und damit den Ballast, und es verlängert den Schatten und damit den Reihenabstand. Auf einem lastbegrenzten Dach liegt die optimale Neigung meist niedriger, als das Ertragsmodell allein nahelegen würde.
- Bifazialer Zugewinn: ein bifaziales Modul über einer hellen Bahn sammelt reflektiertes Licht auf der Rückseite. Flachdächer sind dafür der beste Fall, sofern es genug Abstand unter dem Modul, eine Oberfläche mit hohem Albedo und ein Montagesystem gibt, dessen Profile und Ballast die Rückseite nicht verschatten. Auf einer strahlend weißen Bahn ist der Mehrertrag spürbar, auf dunklem Bitumen nahezu null.
Schritt 6: Entwässerung, Zugang und Wartung
Ein Flachdach ist ein Entwässerungssystem mit einem Gebäude darunter. Ballastwannen, Grundplatten und Windleitbleche stehen direkt im Wasserweg, und alles, was Wasser staut, erzeugt Pfützenbildung, die genau dort Last hinzufügt, wo die Anlage ohnehin steht.
- Abläufe und Notüberläufe frei halten. Kein Bauteil, keine Ballastplatte und keine Kabeltrasse darf so über oder neben einem Ablauf sitzen, dass der Abfluss eingeschränkt wird.
- Das Gefälle nicht blockieren. Die Reihen laufen so, dass Wasser zwischen und unter den Basiselementen hindurchgeht. Wo eine Basis das Gefälle kreuzt, muss das System auf Höhe der Dachfläche einen Durchflussspalt lassen.
- Laub und Schmutz sammeln sich an Windleitblechen und unter der untersten Modulkante. Planen Sie einen Zugangsweg für die Reinigung und für die Kontrolle von Rinnen und Abläufen.
- Kabelführung: die DC-Leitungen laufen in Trassen oder werden an den Profilen befestigt, nie im Wasserweg liegend und nie auf der Bahn aufliegend, wo sie diese durchscheuern können.
- Absturzsicherung und Zugang zur Anlage für Wechselrichter- und Stringprüfungen müssen mitgeplant und nicht nach der Übergabe improvisiert werden.
Ost-West gegen Süd auf dem Flachdach
| Eigenschaft | Ost-West-Belegung | Süd-Belegung |
|---|---|---|
| Typische Neigung | 10 bis 15 Grad | 15 bis 20 Grad |
| Genutzte Dachfläche | Reihen schließen Rücken an Rücken an, höchste kWp je m² | Freier Abstand hinter jeder Reihe, niedrigste kWp je m² |
| Erforderlicher Ballast | Geringer, die geschlossene A-Form senkt den Sog | Höher, die offene Rückseite fängt Wind |
| Erzeugungsprofil | Breit, mit Spitzen am Morgen und am Nachmittag | Schmale Mittagsspitze, höchster Ertrag je kWp |
| Am besten geeignet für | Eigenverbrauch, lastbegrenzte Dächer | Einspeisung oder Speicher, Dächer mit freier Fläche und Tragreserve |
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Häufige Fragen zur Flachdachmontage
Muss ich das Dach durchdringen, um Module auf einem Flachdach zu montieren?
Meistens nicht. Ein ballastiertes System hält die Anlage über Eigengewicht fest und lässt die Abdichtung unversehrt. Durchdringende oder geklebte Befestigungen kommen zum Einsatz, wenn das Dach zu wenig Tragreserve für Ballast hat, oder in den Eck- und Randbereichen, wo der Sog seine Spitzen hat.
Wie viel Zusatzgewicht bringt ein ballastiertes System ein?
Das hängt von Windzone, Gebäudehöhe, Neigung und Belegung ab, aber eine ballastierte Ost-West-Anlage bringt über ihrer Fläche üblicherweise etwa 10 bis 25 kg/m² ein. Der genaue Wert stammt aus der Windlastberechnung, und er verteilt sich nicht gleichmäßig.
Braucht mein Dach zuerst einen Statiknachweis?
Ja, bevor irgendein Produkt ausgewählt wird. Sie brauchen die zulässige zusätzliche Last in kg/m² und die zulässigen Punktlasten unter Berücksichtigung der bestehenden Bemessungslasten einschließlich Schnee. Reicht die Reserve nicht, lautet die Antwort leichteres oder verankertes System und nicht mehr Ballast.
Kann ich ein Montagesystem direkt auf eine PVC-Bahn stellen?
Nein. Weichmacherhaltiges PVC-P braucht eine vom Bahnenhersteller freigegebene Trennlage, denn Weichmacher wandern und reagieren schlecht mit Bitumen und einigen Kunststoffen. Schutzmatten verteilen außerdem die Punktlast und liefern die Reibung, die der Nachweis gegen Verschieben voraussetzt.
Was ist der Unterschied zwischen PVC, EPDM und Bitumen bei der Montage?
PVC-P ist chemisch heikel und braucht verträgliche Trennlagen. EPDM ist chemisch stabil, aber weich, es wird unter Punktlasten eingedrückt und braucht breite Lastverteilmatten. Bitumen wird in der Wärme weich und braucht Gleitlagen und breite Platten, damit sich die Füße nicht eindrücken.
Ost-West oder Süd, welche Belegung soll ich wählen?
Ost-West bringt weit mehr kWp auf dasselbe Dach, braucht weniger Ballast und liefert eine breitere Erzeugungskurve für den Eigenverbrauch. Süd gibt den höchsten Ertrag je installiertem kWp, braucht aber größere Reihenabstände und mehr Ballast. Tragreserve und verfügbare Fläche entscheiden meist.
Wie weit müssen die Reihen auseinander stehen?
So weit, dass die hintere Reihe bei der angesetzten Sonnenhöhe nicht verschattet wird, üblicherweise um die Mittagszeit im Hochwinter. Der Abstand wächst mit der Neigung und mit dem Breitengrad. Zu eng, und die Winterverschattung der untersten Zellreihen zieht über die Bypass-Dioden den ganzen String herunter.
Lohnen sich bifaziale Module auf dem Flachdach?
Oft ja, und das ist ihre beste Anwendung. Der rückseitige Zugewinn braucht drei Dinge: Abstand unter dem Modul, eine helle Bahn mit hohem Albedo darunter und ein Montagesystem, dessen Profile und Ballast das rückseitige Glas nicht verschatten. Über dunklem Bitumen ist der Gewinn vernachlässigbar.
Was bewirken Windleitbleche tatsächlich?
Ein rückseitiges Leitblech schließt den Spalt hinter dem Modul, sodass die Luft über die Anlage statt darunter strömt und aus Sog Anpressdruck wird. Das senkt den nötigen Ballast. Der Preis dafür ist eine größere Fläche, an der sich Schnee anlegt, und eine etwas größere Verschattungsfläche.
Kann die Anlage die Dachentwässerung blockieren?
Sie kann, und das ist ein realer Schadensfall. Ballastbasen dürfen kein Wasser stauen und nicht über Abläufen und Notüberläufen sitzen, denn Pfützenbildung bringt genau dort Last ein, wo die Anlage ohnehin steht. Halten Sie das Gefälle frei, lassen Sie auf Höhe der Dachfläche einen Durchflussspalt und planen Sie den Zugang zur Reinigung.
Ballast, Belegung und Schutz der Abdichtung folgen einer Windlastberechnung und einem Statiknachweis der zulässigen Dachlast.
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