Das Wichtigste in Kürze
Bei der Ballastierung halten Gewichte die Solarmodule auf dem Flachdach, ohne dass die Dachhaut durchbohrt wird. Wie viel Ballast nötig ist, ergibt sich aus der Windlast am Standort und dem Montagesystem, nicht aus einem Pauschalwert.
- Norm für Wind: DIN EN 1991-1-4, Deutschland ist in vier Windzonen eingeteilt
- Norm für Schnee: DIN EN 1991-1-3
- Zone für Ihren Ort: Zuordnung des Deutschen Instituts für Bautechnik nach Verwaltungsgrenzen
- Dachbereiche: Ecke, Rand und Innenbereich, mit dem höchsten Bedarf in den Ecken
- Nachweis: Ballastplan des Herstellers auf Basis von Windkanalversuchen
- Tragfähigkeit: Prüfung der Lastreserve durch einen Tragwerksplaner
Was bedeutet Ballastierung bei einer PV-Anlage?
Auf einem Flachdach stehen Solarmodule auf einem Gestell, der Aufständerung. Dieses Gestell muss gegen Wind gesichert werden. Bei der Ballastierung geschieht das durch Gewicht: Betonsteine oder gefüllte Wannen liegen auf oder in der Unterkonstruktion und halten die Anlage an ihrem Platz. Geschraubt wird nur am Gestell, nicht am Dach.
Der Vorteil liegt in der Dachabdichtung. Jede Dachdurchdringung ist eine mögliche Schwachstelle, die abgedichtet und gewartet werden muss. Eine ballastierte Anlage kommt ohne aus und lässt sich bei einer Dachsanierung wieder abbauen. Zwischen Gestell und Abdichtung liegen Schutzlagen, die die Dachhaut vor Druckstellen schützen. Das ist besonders beim Foliendach wichtig.
Der Ballast muss drei Bewegungen verhindern: dass der Wind die Anlage anhebt, dass er sie verschiebt und dass er sie kippt. Zugleich darf das zusätzliche Gewicht das Dach nicht überlasten. Zwischen diesen beiden Anforderungen bewegt sich jede Planung auf dem Flachdach.
Ballast-Rechner zur ersten Orientierung
Der Rechner zeigt, wie Windzone, Position auf dem Dach und Modulneigung die Ballastmenge verändern. Er arbeitet mit vereinfachten Modellwerten von Solar.red und ersetzt keinen Ballastplan. Die Annahmen stehen im Abschnitt Quellen und Methodik.
Ballastierung überschlagen
Gesamte Fläche der installierten Module.
Steilere Module bieten dem Wind mehr Angriffsfläche.
Die Zone Ihrer Gemeinde steht in der Tabelle des Deutschen Instituts für Bautechnik.
Am Rand und in den Ecken wirkt stärkerer Windsog.
Modellwerte zur Orientierung, keine Bemessung. Ohne Gewähr.
Wovon die Ballastmenge abhängt
Eine Angabe wie "so und so viele Kilogramm pro Quadratmeter" ist ohne Bezug zum Gebäude wertlos. Die Windlast auf ein Dach ergibt sich nach DIN EN 1991-1-4 aus zwei Größen: dem Geschwindigkeitsdruck und den aerodynamischen Beiwerten. Der Geschwindigkeitsdruck hängt von der Windzone, der Geländerauigkeit und der Gebäudehöhe ab. Die Beiwerte hängen von Dachform, Dachneigung und Dachbereich ab.
Für die Planung bedeutet das: Ein hohes, frei stehendes Gebäude an der Küste braucht mehr Ballast als eine niedrige Halle in geschützter Lage im Binnenland. Deutschland ist dafür in vier Windzonen eingeteilt. Welche Zone für eine Gemeinde gilt, legt die Zuordnung des Deutschen Instituts für Bautechnik nach Verwaltungsgrenzen fest. Dieselbe Stelle veröffentlicht die Schneelastzonen.
| Faktor | Wirkung | Woher der Wert kommt |
|---|---|---|
| Windzone | Höhere Zone, mehr Ballast | Zuordnung nach Verwaltungsgrenzen |
| Gebäudehöhe | Höheres Gebäude, höherer Geschwindigkeitsdruck | Bauunterlagen |
| Geländelage | Freie Lage, höherer Geschwindigkeitsdruck | Geländekategorie nach Norm |
| Dachbereich | Ecke und Rand brauchen mehr als die Mitte | Ballastplan |
| Montagesystem | Form und Neigung bestimmen die Windangriffsfläche | Windkanalgutachten des Herstellers |
| Schneelast | Erhöht die Gesamtlast auf dem Dach | Schneelastzone |
| Tragfähigkeit | Begrenzt die zulässige Auflast | Tragwerksplaner |
Die Modulneigung wirkt doppelt. Steiler aufgestellte Module bringen je nach Ausrichtung mehr Ertrag, bieten dem Wind aber mehr Angriffsfläche. Auf Flachdächern werden Module deshalb meist flach geneigt. Welchen Einfluss der Winkel auf den Ertrag hat, zeigt der Beitrag zum Photovoltaik-Neigungswinkel.
Die Schneelast wird getrennt betrachtet. Sie hilft nicht gegen das Abheben, weil die Anlage auch ohne Schnee sicher stehen muss. Sie zählt aber zur Gesamtlast, die das Dach tragen muss.
Ecke, Rand, Innenbereich: Warum der Ballast ungleich verteilt ist
Der Wind belastet ein Flachdach nicht gleichmäßig. An Kanten und Ecken löst sich die Strömung ab und erzeugt Sog. Die Norm teilt das Dach deshalb in Bereiche ein: den Eckbereich, den Randbereich und den Innenbereich. Für jeden Bereich gelten eigene aerodynamische Beiwerte.
- Eckbereich: höchster Windsog, am meisten Ballast
- Randbereich: erhöhter Windsog
- Innenbereich: geringster Windsog, am wenigsten Ballast
Ein Ballastplan weist deshalb nie einen einzigen Wert aus, sondern für jedes Modul oder jede Modulreihe ein eigenes Gewicht. In der Mitte des Daches liegt wenig Ballast, zum Rand hin wird es mehr. Viele Planungen lassen die Ecken und einen Streifen am Rand frei. Das spart Ballast und hält zugleich Wege für Wartung und Brandbekämpfung offen.
Verbundene Modulfelder verhalten sich günstiger als einzelne Module. Trifft eine Böe eine Stelle des Feldes, verteilt das Gestell die Kraft auf die Nachbarn. Das Hinweispapier des Bundesverbands Solarwirtschaft behandelt diese Lastumlagerung lokaler Windsogkräfte ebenso wie die Größe der Modulblöcke.
Normen und Nachweis
Zwei Normen bilden die Grundlage. DIN EN 1991-1-4 regelt die Windlasten, DIN EN 1991-1-3 die Schneelasten. Beide gehören zum Eurocode 1 und gelten in Deutschland zusammen mit dem jeweiligen Nationalen Anhang. Nach den Technischen Baubestimmungen der Länder sind die Zuordnungen der Wind- und Schneelastzonen bei der Bemessung von Tragwerken anzuwenden.
Die Norm kennt Gebäude, aber keine aufgeständerten Modulfelder. Wie stark der Wind an einem bestimmten Montagesystem angreift, lassen Hersteller deshalb im Windkanal untersuchen. Um diese Versuche vergleichbar zu machen, hat der Bundesverband Solarwirtschaft mit Herstellern von Montagesystemen und Windkanalgutachtern ein Hinweispapier zur Bemessung auf Grundlage von Windkanalversuchen erarbeitet. Es beschreibt das Sicherheitskonzept nach EN 1990, den Aufbau und die Auswertung der Versuche und die Berechnung des Ballasts.
Ein seriöses Angebot enthält einen Ballastplan für Ihr Gebäude. Er nennt die angesetzte Windzone, die Gebäudehöhe und die Geländekategorie und weist das Gewicht je Dachbereich aus. Fragen Sie, ob dem Plan ein Windkanalgutachten für das angebotene System zugrunde liegt.
Getrennt davon steht die Frage, ob das Dach die Last trägt. Das beantwortet nicht der Hersteller des Gestells, sondern ein Tragwerksplaner anhand der Statik des Gebäudes. Er prüft die Lastreserve der Dachkonstruktion und die Druckfestigkeit von Dämmung und Abdichtung unter den Auflagepunkten.
Aerodynamische Systeme und Alternativen
Je weniger Angriffsfläche ein System dem Wind bietet, desto weniger Ballast braucht es. Hersteller setzen dafür auf drei Bauweisen. Bei der Ost-West-Aufständerung lehnen je zwei Modulreihen dachförmig aneinander, sodass der Wind über die geschlossene Form streicht. Bei Südaufständerungen schließen Windleitbleche die offene Rückseite. Flache Neigungen halten die Module nah am Dach.
Ost-West-Systeme haben einen zweiten Vorteil: Die Reihen stehen ohne Abstand, sodass mehr Module auf dieselbe Fläche passen. Der Ertrag je Modul ist etwas geringer, verteilt sich aber gleichmäßiger über den Tag.
Reicht die Lastreserve des Daches trotzdem nicht, gibt es zwei Auswege. Die Anlage kann mit einzelnen Punkten am Tragwerk befestigt werden, was den Ballast senkt, aber Durchdringungen erfordert. Oder sie wird kleiner geplant und auf die Bereiche mit geringem Windsog beschränkt. Welche Bauarten es gibt, zeigt der Überblick zum Montagesystem.
Materialien für den Ballast
Als Gewicht dienen meist Betonsteine, weil sie günstig, witterungsbeständig und überall erhältlich sind. Auf Kiesdächern kann der vorhandene Kies in Wannen umgefüllt werden. Entscheidend ist weniger das Material als die Art, wie die Last ins Dach geht.
| Material | Vorteil | Zu beachten |
|---|---|---|
| Betonsteine | Günstig, witterungsbeständig | Last konzentriert sich auf wenige Punkte |
| Kies in Wannen | Vorhandener Dachkies nutzbar, Last flächig verteilt | Füllmenge muss dem Ballastplan entsprechen |
| Systemwannen | Auf das Gestell abgestimmt | An den Hersteller gebunden |
Unter die Auflagepunkte gehören Schutzlagen, die zur Dachabdichtung passen. Nicht jedes Gummi verträgt sich mit jeder Dachbahn. Der Hersteller des Gestells oder der Dachdecker nennt das passende Material. Zwischen Modul und Dach sollte außerdem Luft zirkulieren können, mehr dazu unter Hinterlüftung.
Wer darf montieren?
Für die Montage auf dem Dach gilt das Handwerksrecht. Der Deutsche Handwerkskammertag und die Deutsche Industrie- und Handelskammer haben dazu eine gemeinsame Handreichung veröffentlicht. Danach gilt die Montage von Aufdachsystemen auch ohne Eingriff in die Dachhaut als wesentliche Tätigkeit zulassungspflichtiger Handwerke. Ausdrücklich genannt wird das Dachdecker-Handwerk, weitere zulassungspflichtige Handwerke kommen in Betracht. Die frühere Einstufung als Minderhandwerk wurde aufgegeben.
Ob ein Betrieb eingetragen sein muss, wird im Einzelfall geprüft. Wer die nötigen Kenntnisse und Fertigkeiten nachweist, kann eine Ausnahmebewilligung nach § 8 der Handwerksordnung erhalten. Ballastierte Flachdachsysteme nennt die Handreichung nicht gesondert. Sie fallen unter die Aufdachsysteme ohne Eingriff in die Dachhaut.
Für Sie als Auftraggeber genügt eine Frage: Ist der Betrieb in die Handwerksrolle eingetragen? Ein eingetragener Fachbetrieb haftet für die fachgerechte Ausführung, und im Schadenfall fragt der Versicherer danach.
Praxis-Check für das Angebot
Vor der Unterschrift lohnt ein Blick auf die Unterlagen. Zwei Angebote für dasselbe Dach können beim Ballast weit auseinanderliegen, wenn sie mit unterschiedlichen Annahmen rechnen. Mit der folgenden Liste lassen sich Angebote vergleichen.
- Ballastplan für das konkrete Gebäude mit Gewicht je Dachbereich
- Angesetzte Windzone, Gebäudehöhe und Geländekategorie
- Windkanalgutachten für das angebotene Montagesystem
- Nachweis der Tragfähigkeit durch einen Tragwerksplaner
- Schutzlagen, die zur Dachabdichtung passen
- Freie Rand- und Eckbereiche sowie Wartungswege
- Eintragung des Betriebs in die Handwerksrolle
- Meldung der Anlage an den Gebäudeversicherer
Nach der Montage gehört die Anlage in die regelmäßige Kontrolle. Prüfen Sie nach schweren Stürmen, ob Module, Gestell und Ballast an ihrem Platz liegen und ob die Schutzlagen verrutscht sind. Was dabei sonst zu beachten ist, beschreibt der Beitrag zur Wartung der Solaranlage.
Häufige Fragen zur Ballastierung
Was bedeutet Ballastierung bei einer PV-Anlage?
Ballastierung bedeutet, dass Solarmodule auf einem Flachdach durch Gewichte gehalten werden statt durch Schrauben im Dach. Betonsteine oder gefüllte Wannen auf dem Montagegestell sichern die Anlage gegen Abheben, Verschieben und Kippen durch Wind. Die Dachabdichtung bleibt dabei unverletzt.
Wie viel Ballast braucht eine PV-Anlage auf dem Flachdach?
Einen allgemein gültigen Wert gibt es nicht. Die Ballastmenge hängt von Windzone, Gebäudehöhe, Geländelage, Position auf dem Dach, Modulneigung und dem Montagesystem ab. In den Ecken und am Rand des Daches ist mehr Ballast nötig als in der Mitte. Verbindlich ist nur die Berechnung für das konkrete Gebäude.
Wie wird die Ballastierung berechnet?
Grundlage ist die Windlast nach DIN EN 1991-1-4 für den Standort und das Gebäude. Dazu kommen die aerodynamischen Beiwerte des Montagesystems, die Hersteller in Windkanalversuchen ermitteln lassen. Daraus ergibt sich ein Ballastplan, der für jeden Bereich des Daches das nötige Gewicht ausweist.
Welche Normen gelten für die Ballastierung?
Für Windlasten gilt DIN EN 1991-1-4, für Schneelasten DIN EN 1991-1-3, jeweils mit dem Nationalen Anhang für Deutschland. Welche Wind- und Schneelastzone für einen Ort gilt, zeigt die Zuordnung des Deutschen Instituts für Bautechnik nach Verwaltungsgrenzen.
Wie viele Windzonen gibt es in Deutschland?
Deutschland ist nach DIN EN 1991-1-4 in vier Windzonen eingeteilt. Zone 1 hat die niedrigsten Windlasten, Zone 4 die höchsten. Welche Zone für eine Gemeinde gilt, steht in der Tabelle des Deutschen Instituts für Bautechnik.
Warum braucht man am Dachrand mehr Ballast?
An den Kanten und Ecken eines Flachdachs löst sich die Windströmung ab und erzeugt starken Sog. Die Norm teilt das Dach deshalb in Eckbereich, Randbereich und Innenbereich ein. Module im Eck- und Randbereich brauchen mehr Ballast oder werden mit Abstand zur Dachkante geplant.
Kann mein Flachdach die zusätzliche Last tragen?
Das lässt sich nur am konkreten Gebäude beurteilen. Ein Tragwerksplaner prüft, welche Lastreserve das Dach hat und ob Module, Gestell, Ballast und Schnee zusammen zulässig sind. Reicht die Reserve nicht, kommen Systeme mit weniger Ballast oder eine Befestigung am Tragwerk infrage.
Wer darf eine PV-Anlage auf dem Flachdach montieren?
Nach der Handreichung von Handwerkskammertag und Industrie- und Handelskammer gilt die Montage von Aufdachsystemen auch ohne Eingriff in die Dachhaut als wesentliche Tätigkeit zulassungspflichtiger Handwerke. Ob ein Betrieb eingetragen sein muss, wird im Einzelfall geprüft. Fragen Sie den Betrieb nach seiner Eintragung in die Handwerksrolle.
Was sind aerodynamische Ballastsysteme?
Aerodynamische Systeme sind so geformt, dass der Wind die Anlage weniger stark anhebt. Typisch sind flach geneigte Ost-West-Aufständerungen und Systeme mit Windleitblechen an der Rückseite. Wie viel Ballast ein System spart, belegt der Hersteller mit Windkanalversuchen.
Was ist die Alternative zur Ballastierung?
Die Alternative ist die mechanische Befestigung am Tragwerk mit Dachdurchdringung. Sie kommt infrage, wenn das Dach wenig Lastreserve hat oder die Windlast sehr hoch ist. Jede Durchdringung muss fachgerecht abgedichtet werden. Auch Mischformen aus wenig Ballast und einzelnen Befestigungspunkten sind möglich.
Fazit
Ballastierung ist der übliche Weg, Solarmodule auf einem Flachdach zu sichern, ohne die Abdichtung zu verletzen. Die nötige Menge ist kein Pauschalwert. Sie ergibt sich aus Windzone, Gebäudehöhe, Geländelage, Dachbereich und Montagesystem und wird in einem Ballastplan für das einzelne Gebäude ausgewiesen.
Achten Sie auf zwei Nachweise: den Ballastplan auf Basis eines Windkanalgutachtens und die Bestätigung des Tragwerksplaners, dass das Dach die Last trägt. Die passende Anlagengröße lässt sich mit dem Photovoltaik-Konfigurator abschätzen.
Quellen und Methodik
Die Aussagen zu Windzonen, Dachbereichen und Einflussfaktoren stammen aus DIN EN 1991-1-4, die Zuordnung der Zonen vom Deutschen Institut für Bautechnik, die Angaben zu Windkanalversuchen vom Bundesverband Solarwirtschaft und die Angaben zum Handwerksrecht aus der Handreichung von DHKT und DIHK. Pauschale Ballastwerte in Kilogramm pro Quadratmeter nennen wir im Text bewusst nicht, weil dafür keine allgemein gültige Primärquelle vorliegt.
Der Rechner ist ein vereinfachtes Modell von Solar.red und keine Bemessung nach Norm. Er setzt je Windzone einen Grundwert an (15, 18, 22 und 25 kg/m² für die Zonen 1 bis 4), multipliziert ihn im Randbereich mit 1,6 und im Eckbereich mit 2,2 und erhöht ihn bei Neigungen über 15, 25 und 35 Grad um 10, 25 und 45 Prozent. Für Module und Gestell rechnet er 12 kg/m² hinzu. Diese Werte sind Annahmen und nicht durch die genannten Quellen belegt.
- Deutsches Institut für Bautechnik: Zuordnung der Windlast- und Schneelastzonen nach Verwaltungsgrenzen
- DIN EN 1991-1-4, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke, Teil 1-4: Windlasten, mit Nationalem Anhang (Windzonen, Dachbereiche, Geschwindigkeitsdruck und aerodynamische Beiwerte)
- Bundesverband Solarwirtschaft: Hinweispapier zur Bemessung von Montagesystemen auf Grundlage von Windkanalversuchen (Mitteilung zur Veröffentlichung)
- Deutscher Handwerkskammertag und Deutsche Industrie- und Handelskammer: Handreichung zum Leitfaden Abgrenzung, Montage von Photovoltaikanlagen
Hinweis: Solar.red steht in keiner geschäftlichen Verbindung mit den genannten Institutionen oder mit Herstellern von Montagesystemen. Der Beitrag und der Rechner dienen der Orientierung und ersetzen weder einen Ballastplan noch einen statischen Nachweis. Für die Planung wenden Sie sich an einen Fachbetrieb und einen Tragwerksplaner.
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