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Flachdach mit Solarthermieanlage

Eignet sich mein Flachdach für eine Solarthermieanlage? Angesichts steigender Energiepreise, zunehmenden Umweltbewusstseins oder auch nur der Wunsch nach etwas Unabhängigkeit bei der Energiegewinnung, stellen sich viele Menschen diese Frage. Hier erfahren Sie alles Wissenswerte über die Voraussetzungen eine Solarthermieanlage auf dem Flachdach montieren.

Viele Besitzer eines Flachdachbungalows sind der Auffassung, dass sie gar keine Solaranlage auf ihrem Dach montieren lassen können. Es wird vielfach davon berichtet, dass ein Dach immer einen korrekten Neigungswinkel haben muss, damit die Sonnenkollektoren ihre optimale Leistung erzielen kann. Das ist jedoch ein Irrtum, weil sich Flachdächer sogar sehr gut eignen, um eine Solarthermieanlage darauf zu montieren und in Betrieb zu nehmen. Warum das so ist, erfahren Sie im Folgenden.

Zuvor sollte man jedoch noch kurz erwähnen, dass eine Solarthermieanlage und eine Photovoltaikanlage nicht das gleiche sind. Mit der Solarthermie wird Warmwasser mittels Sonnenenergie hergestellt. Dieses Warmwasser dient zum Heizen oder auch zur Nutzung in der Dusche oder in der Badewanne. Mit einer Photovoltaikanlage kann man elektrischen Strom herstellen. Die Sonnenkollektoren ähneln sich zwar von Weitem, sind jedoch völlig unterschiedlich konstruiert.

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Ein Flachdach bietet viele Möglichkeiten für die Sonnenkollektoren

Die Montage einer Solarthermieanlage auf einem Flachdach gestaltet sich zwangsläufig etwas anders als auf einem Schrägdach. Ein flaches Dach bietet jedoch zahlreiche Vorteile. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass man die Kollektoren optimal an der Himmelsrichtung ausrichten kann. Da bei einem Flachdach ohnehin die Aufständerung erforderlich ist, kann man diese optimal nach den gegebenen Bedürfnissen positionieren. Im Vergleich dazu kann man bei einem Gebäude mit einem Satteldach die Himmelsrichtung nur grob wählen, weil die Himmelsrichtung des Gebäudes bereits feststeht und man sie nicht verändern kann.

Der zweite große Vorteil besteht darin, dass durch die Aufständerung der perfekte Neigungswinkel gewählt werden kann. Die Ständer für die Sonnenkollektoren sind dann so beschaffen, dass die Sonnenkollektoren den besten Winkel zur Sonne aufweisen. Dadurch kann die Solarthermie sehr effizient genutzt werden. Durch die optimale Anpassung der Himmelsrichtung sowie des Neigungswinkels sind zumeist kleinere Kollektorflächen möglich. Dadurch verringern sich in der Regel auch die Anschaffungskosten.

Vorteile bei der Montage der Sonnenkollektoren

Besitzer von Flachdachgebäuden, die eine Nutzung der Solarthermie planen, profitieren auch von der einfachen Montage einer Solarthermieanlage. Ein wesentlicher Grund besteht darin, dass es sich auf einem Flachdach einfacher arbeiten lässt. Zum einen ist die Höhe meistens gering und zum anderen können die Handwerker das Dach sehr gut betreten, um dort ihre Arbeiten zu erledigen. Deshalb ist im Großen und Ganzen die Montage der Kollektoren auf einem Flachdach deutlich einfacher als auf einem Satteldach. Allerdings ist es nicht auf jedem Flachdach möglich, eine Solarthermieanlage zu montieren. Welche Voraussetzungen erfüllt sein müssen, wird nachfolgend beschrieben.

Die Stabilität des Flachdaches muss gewährleistet sein

Ein wesentlicher Aspekt ist die Belastbarkeit. Insbesondere bei etwas älteren Gebäuden ist die Dachkonstruktion so bemessen, dass sie vor allem den Witterungsverhältnissen standhält. Dabei spielen der Wind und auch die möglichen Schneelasten die wichtigsten Rollen. Beim Errichten der Gebäude wurde seinerzeit noch gar nicht an das Thema Solarthermie gedacht. Bei neueren Gebäuden wird meistens schon der nachträgliche Einbau einer Solarthermieanlage mit in die Planung einbezogen. Es geht dabei jedoch nicht nur um das zusätzliche Gewicht, das die Anlage zur Nutzung der Solarthermie aufweist. Viel gravierender sind die Beanspruchungen durch den Wind.

Da man eine Solarthermieanlage nicht flach auf dem Dach montiert, bietet die Aufständerung dem Wind eine große Angriffsfläche. Dadurch treten hohe Kräfte auf, die eine starke Beanspruchung der Dachkonstruktion verursachen. Es treten Druck- und Scherkräfte auf, die von einem Statiker genau ermittelt werden können. Es hängt auch immer davon ab, in welcher Gegend sich das Gebäude befindet. Die durchschnittliche Windstärke ist in den verschiedenen Regionen sehr unterschiedlich.

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Flachdach mit einer aufgeständerten Solaranlage

Die Sonnenkollektoren weisen ein hohes Gewicht auf

Als Faustregel gilt, dass pro Person im Haushalt Sonnenkollektoren mit einer Fläche von mindestens 2,25 Quadratmeter erforderlich sind. Bei einem durchschnittlichen Vierpersonenhaushalt sind daher mindestens neun Quadratmeter Fläche erforderlich. Je nach Modell der Sonnenkollektoren kommt ein Eigengewicht von etwa 200 bis 250 Kilogramm nur für die Kollektoren zusammen. Dazu kommt noch die Konstruktion für die Aufständerung und weiteres Montagematerial. Insgesamt kann daher von einer Belastung von etwa 400 bis 500 Kilogramm ausgegangen werden.

Kollektorflächen in dieser Größenordnung erzeugen schon so viel Wärmeenergie, dass damit auch die Zentralheizung unterstützt wird. Nutzt man die Solarthermieanlage nur zur Erwärmung des Brauchwassers, so reicht für einen Vierpersonenhaushalt eine Fläche der Sonnenkollektoren von etwa fünf Quadratmetern aus.

 

Die Montage der Anlage auf dem Flachdach präzise planen

Bei der Planung verschafft sich ein Fachmann zunächst einen Überblick über die Möglichkeiten direkt vor Ort. Dabei ist zu prüfen, ob die Dachkonstruktion den zusätzlichen Belastungen standhält, oder ob noch bauliche Veränderungen am Dachstuhl vorzunehmen sind. In einigen Fällen kann es daher erforderlich sein, den Dachstuhl noch etwas zu verstärken. Welche Maßnahmen erforderlich sind, kann der Experte nur direkt vor Ort entscheiden.

Zur Nutzung der Solarthermie gehören nicht nur die Sonnenkollektoren auf dem Dach. Es sind insbesondere Leitungen im Haus zu verlegen. Der geplante Leitungsverlauf wird initial festgelegt. Die Planung richtet sich in erster Linie danach, wo der Wasserspeicher aufzustellen ist. In der Regel stellt man den Wasserspeicher im Keller direkt mit in den vorhandenen Heizungsraum auf. Von dort aus fördert man das Wasser mit einer Umwälzpumpe in die Sonnenkollektoren auf dem Flachdach. Nach der Erwärmung fließt es wieder zurück in den Speicher.

Die Größe des Wasserspeichers hängt ebenfalls von der Anzahl der Personen ab, die im Haushalt leben. Als durchschnittlicher Wert gilt eine Größe von 100 Liter pro Person, sofern mit dem Wasser auch geheizt wird. Nur zum Duschen reichen meistens 50 bis 60 Liter pro Person.

Die Sonnenkollektoren auf dem Flachdach befestigen

Wie erwähnt, sind die Kollektoren mittels Aufständerung auf dem Dach zu montieren und diese Halterung ist natürlich auch fest zu verankern. Dazu stehen unterschiedliche Möglichkeiten zur Auswahl. Welche davon infrage kommt, hängt von den jeweiligen Gegebenheiten ab. In den meisten Fällen erfolgt eine Verankerung in den Dachsparren. Das gelingt jedoch nur, wenn diese ausreichend stabil sind.

Als Alternative kann die komplette Aufständerung mit dem Dach verklebt werden. Dazu wird eine Wanne auf das Dach geklebt. Darin erfolgt die Montage der Aufständerung. Zur besseren Stabilität wird die Wanne hinterher noch mit Steinen befüllt. Dadurch entsteht jedoch ein sehr hohes Gewicht auf dem Dach. Deshalb funktioniert diese Methode nur, wenn das Dach eine ausreichend hohe Stabilität aufweist.

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Solarthermieanlage auf einem Flachdach.

Flachdach – Vorschriften bezüglich der Dämmung

Eine Solarthermieanlage darf man nur auf einem Flachdach montieren, wenn sich die vorhandene Dämmung dafür eignet. Die DIN 4108-10 legt fest, dass ausschließlich Dämmmaterialien des Typs DAA zu verwenden sind. Das trifft auf stark belastbare Polyurethan Hartschaumplatten zu. Diese halten den zusätzlichen Belastungen ohne Weiteres stand.

Solarthermie effizienter nutzen durch Dachbegrünung

Bei Häusern mit einem Flachdach ist die Dachfläche manchmal auch begrünt. Die Begrünung bietet eine sehr gute und vor allem natürliche Dämmung. Auch auf einem begrünten Flachdach kann man eine Solarthermieanlage aufbauen. Die begrünte Dachfläche erhöht sogar noch die Leistung. Die Begrünung sorgt dafür, das das Sonnenlicht nicht so stark von der Dachfläche reflektiert. Daher ist das Dach insgesamt etwas kühler. Das kommt der Effizienz der Solarthermieanlage zugute. Die Leistung steigt durch die Begrünung um etwa vier Prozent.

Die Wirtschaftlichkeit der Solarthermie

Ist die Solarthermieanlage auf dem Flachdach so leistungsfähig, dass sie auch die Heizung unterstützt, lassen sich im Idealfall bis zu 60 Prozent der jährlichen Heizkosten sparen. Dieser Wert hängt jedoch im hohen Maße von der Witterung ab. Die Investitionskosten machen sich nach etwa 10 bis 15 Jahren wieder bezahlt. Doch das ist nur ein positiver Aspekt. Besonders vorteilhaft ist, dass durch die Solarthermie keine Umweltverschmutzung entsteht. Die auf diese Weise gewonnene Energie ist sauber. Das ist in Zeiten des Klimaschutzes ein ganz besonderer Vorteil.