Was Sie über die Installation von Solaranlagen auf Metalldächern wissen sollten

Von Billy Ludt | 23. August 2023

Jede Art von Dach hat seine eigenen Besonderheiten, die Bauunternehmer bei der Installation eines Solarprojekts berücksichtigen müssen. Metalldächer gibt es in den unterschiedlichsten Profilen und Materialkombinationen, für die spezielle Halterungen erforderlich sind. Die Installation von Solaranlagen auf diesen Spezialdächern muss jedoch nicht schwierig sein.

Ein Solarunternehmen befestigt Module auf einem Stehfalzdach aus Metall. S-5!

Metalldächer werden häufig für gewerblich genutzte Gebäude mit leicht geneigter Dachfläche verwendet und erfreuen sich auch auf dem Wohnungsmarkt wachsender Beliebtheit. Das Dodge Construction Network, ein Analyst der Baubranche, veröffentlichte einen Bericht, in dem es heißt, dass die Verbreitung von Metalldächern in Wohngebäuden in den Vereinigten Staaten von 12 % im Jahr 2019 auf 17 % im Jahr 2021 gestiegen sei.

Während eines Hagelsturms sind Metalldächer vielleicht etwas lauter, aber ihre Haltbarkeit trägt zu einer Lebensdauer von 70 Jahren bei. Mittlerweile haben Asphaltschindeldächer eine noch kürzere Lebensdauer (15–30 Jahre) als Solarmodule (25+ Jahre).

„Das Metalldach ist das einzige Dach, das die Solarenergie überdauert. „Sie installieren Solaranlagen auf jedem anderen Dachtyp – TPO, PVC, EPDM – wenn das Dach zum Zeitpunkt der Solarinstallation neu ist, kann es 15 oder 20 Jahre halten“, sagte Rob Haddock, CEO und Gründer von S-5!, ein Hersteller von Dachbefestigungen aus Metall. „Man muss die Solaranlage abbauen, um das Dach zu ersetzen, und das zerstört einfach die Finanzproforma der Solaranlage.“

Der Einbau von Metall ist zwar teurer als ein Verbundschindeldach, könnte aber auf lange Sicht für ein Gebäude wirtschaftlich sinnvoller sein. Die drei Arten von Metalldacheindeckungen sind Wellblech, Stehfalz und steinbeschichteter Stahl:

Montage auf Metall

Jeder dieser Dachtypen erfordert unterschiedliche Montagetechniken für Solarprojekte. Die Montage von Solarmodulen auf Wellblechdächern ähnelt am ehesten der Installation auf Dachschindeln, da eine Sicherung durch Durchdringungen weiterhin erforderlich ist. Bei einem Welldach wird ein Ankerbolzen durch die Seiten eines Trapezes oder erhöhten Teils des Daches getrieben, oder die Halterung wird direkt an der Gebäudestruktur befestigt.

Solarhalterungen für Welldächer sind so konzipiert, dass sie deren Konturen folgen. S-5! stellt eine Reihe von Befestigungen für Welldächer her, bei denen Befestigungselemente mit Dichtungen verwendet werden, um jede Dachdurchdringung wasserdicht zu machen.

Solarhalterungen für Welldächer können am erhöhten Teil des Daches befestigt werden. S-5!

Bei einem Stehfalzdach sind Durchdringungen selten notwendig. Solarhalterungen werden oben an den Nähten mit abgewinkelten Befestigungselementen befestigt, die in die Oberfläche der vertikalen Metallebene eindringen und Vertiefungen erzeugen, die eine Halterung an Ort und Stelle halten. Diese erhabenen Nähte können auch als strukturelle Schienen dienen, die häufig bei Solarprojekten mit Schrägdächern vorkommen.

„Grundsätzlich gibt es Schienen auf dem Dach, die man einfach greifen, festklemmen und installieren kann“, sagte Mark Gies, Leiter Produktmanagement bei S-5! „Man braucht nicht so viel Hardware, weil die Hardware quasi in das Dach integriert ist.“

Steinbeschichtete Stahldächer ähneln nicht nur in der Form Tonziegeln, sondern auch in der Art und Weise, wie darauf Solaranlagen installiert werden. Auf einem Ziegeldach müssen Installateure entweder einen Abschnitt der Ziegel entfernen oder den Ziegel durchschneiden, um an die Unterlage zu gelangen, und einen Haken an der Dachoberfläche anbringen, der durch den Spalt zwischen den Ziegeln ragt.

„Normalerweise schleifen oder zerspanen sie das Fliesenmaterial, damit es wie vorgesehen auf der anderen Fliese aufliegen kann und der Haken hindurchgehen kann“, sagte Mike Wiener, Marketingmanager bei QuickBOLT, einem Solarmontageunternehmen Hersteller. „Bei steinbeschichtetem Stahl muss man sich darüber keine Sorgen machen, da es sich um Metall handelt und es überlappt. Das Design soll dazwischen etwas Spielraum lassen.“

Mit steinbeschichtetem Stahl können Installateure die Metallschindel biegen und anheben, ohne sie zu entfernen oder zu zerbrechen, und auf ähnliche Weise einen Haken installieren, der über die Schindel hinausragt. QuickBOLT hat kürzlich Dachhaken entwickelt, die für steinbeschichtete Stahldächer konzipiert sind. Der Haken ist so geformt, dass er um die Holzlatte passt, an der jede Reihe steinbeschichteter Stahldächer befestigt ist.

Chemische und elektrische Überlegungen

Metalldächer bestehen hauptsächlich aus Stahl, Aluminium oder Kupfer. Auf chemischer Ebene gibt es Metalle, die inkompatibel sind, wenn sie einander berühren, was zu einer sogenannten galvanischen Reaktion führt, die Korrosion oder Oxidation auslösen kann. Beispielsweise kann die Kreuzung von Stahl oder Kupfer mit Aluminium eine galvanische Reaktion hervorrufen. Glücklicherweise sind Stahldächer versiegelt, sodass Installateure Aluminiumhalterungen verwenden können, während es auf dem Markt Halterungen aus Messing gibt, die mit Kupfer kompatibel sind.

„Aluminium wird sich bilden, rosten und verschwinden“, sagte Gies. „Unbeschichteter Stahl, nur die Umwelt rostet. Man kann hingegen blankes Aluminium haben, denn Aluminium schützt sich selbst durch eine Eloxierungsschicht.“

Bei der Verlegung von Kabeln auf einem Solarprojekt auf einem Metalldach gelten im Großen und Ganzen dieselben Grundsätze wie bei der Verkabelung auf anderen Dachtypen. Es sei jedoch wichtiger, zu verhindern, dass Kabel Metalldächer berühren, sagte Gies.

QuickBOLT hat einen Dachhaken entwickelt, der mit dem Profil von steinbeschichteten Stahldächern funktioniert. QuickBOLT

Die Verkabelung eines schienenbasierten Systems erfolgt nach den gleichen Schritten wie bei anderen Dachtypen, bei denen Installateure die Schiene zum Befestigen von Kabeln oder als Kanal für Kabelführungen verwenden können. Bei schienenlosen Projekten auf Stehfalzdächern müssen Installateure Schnüre an den Modulrahmen befestigen. Gies empfiehlt, die String-Verläufe zu bestimmen und die Drähte abzuschneiden, bevor die Solarmodule überhaupt das Dach erreichen.

„Beim schienenlosen Arbeiten auf einem Metalldach liegt der Schwerpunkt mehr auf der Vorbereitung und dem Design der Stegbrücken der Saite“, sagte er. „Es ist wichtig, das Modul im Voraus vorzubereiten – dass alles befestigt und nicht im Weg ist und nichts hängt. Das ist ohnehin eine gute Vorgehensweise, denn wenn man dann auf dem Dach ist, ist die Installation viel einfacher.“

Das Verlegen von Leitungen funktioniert auch auf Metalldächern gleich. Wenn Kabel im Inneren verlaufen, gibt es oben auf dem Dach eine einzelne Durchführung mit einem Anschlusskasten, der die Kabel zum vorgesehenen Lastpunkt im Innenbereich führt. Oder wenn Wechselrichter an der Außenwand des Gebäudes platziert werden, können die Leitungen stattdessen dorthin geführt werden.

Obwohl Metall ein leitfähiges Material ist, ist die Erdung eines Solarprojekts auf einem Metalldach die gleiche wie bei jeder anderen auf dem Markt erhältlichen Methode.

„Das Dach liegt irgendwie außerhalb des Rahmens“, sagte Gies. „Sie müssen das System immer noch wie gewohnt verkleben und erden, egal ob auf Asphalt oder was auch immer. Machen Sie es einfach genauso und denken Sie nicht daran, dass Sie sich auf einem Metalldach befinden.“

Installer-Perspektive

Für Gebäudeeigentümer liegt der Reiz eines Metalldachs in der langen Lebensdauer und dem Material, das den Elementen standhält. Solarinstallateure, die Projekte auf diesen Dächern errichten, haben einige wesentliche Vorteile gegenüber Schindeln und Dachziegeln, können jedoch mit gewissen Risiken verbunden sein.

Das Granulat in Verbundschindeln und sogar steinbeschichtetem Stahl erleichtert das Begehen und den Halt auf diesen Dächern. Well- und Stehfalzdächer sind glatter und können bei Regen oder Schnee rutschig sein. Die Rutschgefahr steigt mit zunehmender Dachneigung. Bei Arbeiten auf diesen Spezialdächern sollten geeignete Dachabsturzsicherungs- und Ankersysteme verwendet werden.

Metall ist außerdem von Natur aus ein schwereres Material als Dachschindeln, und insbesondere in kommerziellen Szenarien mit größeren Dachspannweiten können Gebäude das zusätzliche Gewicht darauf nicht immer bewältigen.

„Das ist ein Teil der Herausforderung, da diese Stahlgebäude nicht dafür gebaut sind, manchmal viel Gewicht auszuhalten“, sagte Alex Deeter, leitender Vertriebs- und Marketingingenieur bei SunGreen Systems, einem kommerziellen Solarunternehmen aus Pasadena, Kalifornien. „Je nachdem, wann es gebaut wurde oder zu welchem ​​Zweck es gebaut wurde, müssen wir herausfinden, welche Lösung am leichtesten ist oder wie wir sie über das Gebäude verteilen können.“

Trotz dieser potenziellen Herausforderungen werden Installateure zweifellos auf mehr Solarprojekte auf Metalldächern stoßen, da sich immer mehr Menschen für dieses Material aufgrund seiner Haltbarkeit und Lebensdauer entscheiden. Unter Berücksichtigung dieser einzigartigen Überlegungen können Bauunternehmer ihre Installationspraktiken wie geschärften Stahl verfeinern.