Eine Photovoltaikanlage soll mindestens 20 Jahre auf dem Dach bleiben – auch bei Sturm. Wie stark der Wind an einem Modul zerrt, hängt aber ganz wesentlich davon ab, wo es auf dem Dach liegt. Bei unserem „Dach des Monats“ wurde genau das nicht beachtet.
Lage und Konstruktion
Im September wurden wir gebeten, eine neu errichtete Photovoltaikanlage vor der Abnahme zu begutachten. Das Einfamilienhaus liegt östlich von München und hat ein Satteldach mit 40° Neigung und Ziegeleindeckung, die Dachfläche ist nach Südosten ausgerichtet. Montiert wurden 15 Module mit je 445 Wp als dachparallele Aufdachanlage, zusammen rund 6,7 kWp, verteilt auf drei Modulfelder zwischen den Dachfenstern. Die Unterkonstruktion ist über Befestigungsziegel aus Aluminium mit dem Dach verbunden. Ein Hybrid-Wechselrichter mit 8 kW und ein Batteriespeicher mit 12,8 kWh vervollständigen die Anlage.
Gut und schlecht
Vom Ansatz her ein solides Projekt: Südost-Ausrichtung und 40° Dachneigung lassen gute Erträge erwarten, der Wechselrichter ist für die angeschlossene Leistung ausreichend dimensioniert, und mit dem Speicher kann ein großer Teil des Solarstroms im Haus selbst genutzt werden. Ein Schneefanggitter an der Traufe ist ebenfalls vorhanden.
Auf den ersten Blick sah die Anlage auch gut aus, bei näherer Betrachtung sind allerdings einige mangelhafte Punkte aufgefallen: lose auf den Ziegeln liegende DC-Leitungen und Klemmpunkte außerhalb des vom Modulhersteller vorgegebenen Bereichs. Schon vom Garten aus fiel aber vor allem eines auf: Die oberste Modulreihe ragt über den First hinaus.
Warum nicht bis an den First?
Wind wirkt auf ein Dach nicht gleichmäßig. Die DIN EN 1991-1-4 (Eurocode 1, Windlasten) mit nationalem Anhang teilt Dachflächen deshalb in Bereiche ein: In der Dachmitte sind die Kräfte am geringsten, an den Rändern und vor allem in den Ecken entstehen deutlich höhere Sogspitzen. Beim Satteldach sind diese Randstreifen ein Zehntel des Bezugsmaßes e breit – e ist dabei der kleinere Wert aus Gebäudebreite und doppelter Gebäudehöhe. Bei einem Einfamilienhaus sind das in der Regel rund ein Meter an Traufe, Ortgang und First.
Hinzu kommt: Für kleine Lasteinzugsflächen wie ein einzelnes Modul von rund 2 m² setzt die Norm höhere Druckbeiwerte an als für Flächen ab 10 m² – je nach Bereich mindestens 30 % höher, teilweise fast doppelt so hoch.
Ragt ein Modul über den First hinaus, verschärft sich die Situation weiter. Der überstehende Teil liegt nicht mehr auf der Dachfläche auf, sondern wird auch von unten angeströmt. Für Dachüberstände sieht die DIN EN 1991-1-4 vor, dass der Druck auf der Unterseite und der Sog auf der Oberseite zusammenwirken. Übertragen auf ein überstehendes Modul bedeutet das: Klemmen, Schienen und Befestigungsziegel müssen dort deutlich höhere Kräfte aufnehmen als in der Dachfläche.
Der Leitfaden der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS) nennt deshalb als Faustregel, die Begrenzungen des Gebäudes – First, Traufe und Giebel – nicht zu überschreiten und die Randabstände nach Angaben des Montagesystem-Herstellers einzuhalten. Wird davon abgewichen, müssen die teilweise deutlich höheren Kräfte in der Statik berücksichtigt werden.
Wer trägt das Risiko?
Im Fall unseres „Dachs des Monats“ lag für die Unterkonstruktion keine statische Berechnung vor. Ob die Befestigung für die erhöhten Lasten im Firstbereich ausreicht, ließ sich daher nicht prüfen. Im Gutachten haben wir den Überstand als Mangel festgehalten. Löst sich bei einem Sturm ein Modul, ist nicht nur die Anlage beschädigt – ein herabfallendes Modul kann Menschen verletzen und fremdes Eigentum beschädigen.
Für den Bauherrn ist es deshalb wichtig, solche Punkte vor der Abnahme zu klären. Wer ein Werk in Kenntnis eines Mangels abnimmt, behält seine Rechte auf Nacherfüllung, Selbstvornahme und Minderung nach § 640 Abs. 3 BGB nur, wenn er sie sich bei der Abnahme ausdrücklich vorbehält.
Empfehlung
Bei der Planung sollte das Modulfeld so angeordnet werden, dass es innerhalb der Dachfläche bleibt und die Randabstände des Montagesystem-Herstellers einhält – im Zweifel lieber ein Modul weniger. Für die Unterkonstruktion gehört eine statische Berechnung für den konkreten Standort zur Dokumentation, insbesondere wenn Module in den Randbereichen liegen. Bauherren sollten bei der Abnahme auf Überstände an First, Traufe und Ortgang achten und festgestellte Mängel im Abnahmeprotokoll vorbehalten. Kurzum: Ein paar Zentimeter mehr Modulfläche am First sind den Ertrag nicht wert, wenn dafür die Standsicherheit der ganzen Anlage in Frage steht.