Die Rolle der Dachbegrünung auf dem „etrium“

Das innovative Passivhaus-Bürogebäude in Köln mit dem Namen „etrium“ ist das erste dieser Grössenordnung in Nordrhein-Westfalen. Im Jahre 2008 erbaut, haben heute mehrere Firmen ihren Sitz in diesem vorbildlichen Bürokomplex. 2009 wurde das „etrium“ von der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen mit dem Gütesiegel in der Kategorie „gold“ ausgezeichnet. Eine Puzzleteil im klimafreundlichen Gesamtkonzept macht die ca. 960 m² grosse extensive Dachbegrünung aus – und erzielt Synergieeffekte durch ihre Kombination mit einer Photovoltaikanlage.

Nicht nur die Architektur des dreigeschossiges Bürogebäudes ist aussergewöhnlich, sondern auch sein Name: „etrium“ ist ein Zusammenspiel der Begriffe „Energieeffizienz“ und „Atrium“, womit Bezug zum verglasten Innenhof genommen ist. Das „etrium“ benötigt etwa 80 % weniger Heizenergie und verbraucht insgesamt 70 % weniger Primärenergie als ein konventionelles Bürogebäude der gleichen Grössenordnung. Dazu tragen im Wesentlichen die kompakte Bauweise, die thermische Regulierung über das Atrium, Wärmetauscher, Wärmepumpe, Dämmung, Verglasung, Tageslichtnutzung, Regenwassernutzung und nicht zuletzt auch die Dachbegrünung bei.

Abgesehen davon erzeugt das „etrium“ aktiv Energie dank der Photovoltaikanlage auf dem Dach. Die ca. 960 m² grosse extensive Dachbegrünung steigert die Effizienz dieser Anlage, da die Begrünung für eine vergleichsweise geringe Umgebungstemperatur auf der Dachfläche sorgt. Das Resultat sind stattliche 30.000 kWh Solarstrom pro Jahr. Synergieeffekte durch die Kombination von Grün und Solar ergaben sich auch schon in der Bauausführung.

Beginn der Arbeiten

Mit den Arbeiten für die Dachbegrünung war der erfahrene Dachgärtner-Fachbetrieb Grün + Dach aus Heiligenhaus beauftragt. Dieser startete mit der Ausführung der Arbeiten im August 2008, direkt nachdem der Dachdecker seine Arbeiten abgeschlossen hatte. Der Warmdachaufbau auf der Betondecke besteht aus der Dampfsperre, einer Gefälledämmung mit 2 % Gefälle und einer wurzelfesten Abdichtung aus Kunststoffbahnen. Eine Überprüfung der Vorleistungen des Dachdeckers gemäss DDV-Leitfaden Dachbegrünung „Sicherer Gewerkeübergang" (Herausgeber: Deutscher Dachgärtner Verband e.V., Nürtingen) ergab keine Beanstandungen.

Als erste Massnahme wurde auf einem Teilbereich der Dachfläche direkt die Speicherschutzmatte SSM 45 aus Recycling-Polypropylen als Schutzlage verlegt und ein komplettes Materiallager eingerichtet. Für eine Fläche von fast tausend Quadratmeter wollte der Dachgärtner alle notwendigen Dinge griffbereit haben und der gesamte Höhentransport wurde an einem Tag bewältigt.

Am anderen Ende des Daches begannen die Verlege- und Montagearbeiten mit der Speicherschutzmatte SSM 45, die nicht nur als mechanische Schutzlage gemäss DIN 18195 Teil 5, sondern auch als Wasserspeicher mit einer Wasserspeicherkapazität von ca. 5 l/m² fungiert. Das ca. 5 mm starke Vlies wird mit 10 cm Stossüberdeckung vollflächig verlegt.

Aufständerung für Solarmodule

Zur gleichen Zeit sind zwei Dachgärtner damit beschäftigt, das Ständerwerk für die Photovoltaikmodule vorzubereiten. Dazu gehören im Kern zwei Komponenten. Zum einen die ZinCo Solarbasis®-Platte SB 200 aus ABS-Kunststoff, Masse ca. 100 × 200 cm, Höhe ca. 40 mm, mit Wasserspeicher- und Verfüllmulden. Durch ihr unterseitiges Kanalsystem wird eine Dränageleistung gemäss DIN 4095 erreicht. Die integrierten Konter- und Aussteifungsprofile aus Aluminium verfügen über eine statisch geprüfte Befestigungsmöglichkeit für die zweite Komponente, den Solar-Grundrahmen SGR-Alu 35/80-25°, der ebenfalls aus Aluminium gefertigt ist.

Die vormontierten Trägerelemente wurden dann vom Verlegeteam entsprechend der Planvorlage aus der ZinCo Anwendungstechnik auf der Dachfläche aufgestellt und ausgerichtet. Der ganz besondere optische Anspruch des Auftraggebers war die absolute Höhengleichheit aller später montierten Module, da die Dachfläche über eine Besucherterrasse verfügen wird und als Muster für zukünftige Anlagen dienen soll. Diesem Anspruch konnten die Dachgärtner mit Hilfe der „SGR Höhenverstellung“ gerecht werden. Dieses ebenfalls bereits vormontierte Basismodul aus Aluminium verfügt über eine stufenlose Höhenverstellung von bis zu 15 cm und so wurde jeder einzelne Solar-Grundrahmen mit Hilfe eines Nivelliergerätes auf die vorgegebene Höhe eingestellt, unabhängig vom Verlauf der Gefälledämmung.

Miteinander auf dem Dach

Zu diesem Zeitpunkt begann die Kooperation mit dem Solarteur, der nun seine speziellen Montageprofile zur Aufnahme der Module auf die Grundrahmen schrauben konnte. Damit war das Ständerwerk endgültig fixiert und nach der Montage der Windverbände an den planmässig vorgegebenen Stellen durch den Dachgärtner stabilisiert.

Als Drän- und Wasserspeicherplatte auf der verbleibenden Dachfläche und zwischen den Reihen der Solarbasis-Platten hatte sich der Dachgärtner für Floradrain® FD 40 entschieden, ein Element aus tiefgezogenem Recycling-Polyethylen in einer Höhe von ebenfalls 40 mm. Das mit Wasserspeichermulden, Diffusionsöffnungen und unterseitigem Kanalsystem ausgestattete Floradrain® wurde passgenau und höhengleich zwischen den Solarbasis-Platten eingefügt.

Vor der Anlieferung des Dachsubtrates wurde auf der ganzen Fläche das Systemfilter SF vollflächig mit 20 cm Stossüberdeckung verlegt. Über den Dacheinläufen wurden alle Vlies- und Dränagelagen ausgeschnitten und ein Kontrollschacht installiert. Der Kontrollschacht KS 8 hat eine Höhe von 8 cm und ein Öffnungsmass von etwa 25 × 25 cm. Das Gehäuse aus verzinktem und beschichtetem Stahlblech mit umlaufender Schlitzlochung verfügt über einen gedämmten Deckel, der abnehmbar einen ungehinderten Zugriff auf den Dacheinlauf zu Kontroll- und Reinigungszwecken gewährleistet.

Begrünung bringt Auflast

Durch die Auflast der Substratschüttung wird später die gesamte Ständerkonstruktion der Solaranlage festgehalten, ein durchdachtes System, das gefährliche Dachdurchdringungen oder separate Betongewichte oder Kiesschüttungen zur Befestigung der Solaranlage überflüssig macht. Hier gibt eine statische Berechnung genaue Schüttmengen des Dachsubstrates auf den Solarbasis-Platten vor, damit auch bei Sturm alles an seinem Platz bleibt. Bei dieser Auflastberechnung wird gemäss DIN 1055 und EC 1-4 immer zwischen den verschiedenen Dachzonen Eck-, Rand- und Innenzone unterschieden. Auf dem „etrium“ ergab die geplante Substrat-Schichtstärke von 8 cm – das entspricht einem Trockengewicht von 90 kg/m² – für alle Dachzonen eine ausreichende Auflast für die Photovoltaikanlage. Im Gegensatz zu sonstigen Betrachtungen einer Dachbegrünung, bei denen es immer um das höchste anzunehmende Gewicht geht, ist hier statisch der leichteste Zustand des Dachsubstrates entscheidend.

Rasanter Endspurt

Das Vegetationssubstrat für die spätere Ansaat mit Sedum-Sprossen wurde im Silofahrzeug angeliefert und auf die Dachfläche geblasen. Entsprechend der geplanten Vegetation fiel die Entscheidung auf die Systemerde „Sedumteppich“, ein eher mineralisches Substrat, hergestellt auf der Basis von Recycling-Tonziegeln, angereichert mit Reifkompost und Ton, mit Eigenschaften, die den Anforderungen der FLL-Richtlinien entsprechen.

Nachdem in Rand- und Anschlussbereichen Kiesstreifen aufgebracht wurden, erfolgte noch die Verlegung von Betonplatten als Wartungswege und als Unterlage zur Montage von Kabelkanälen. Diese wurden vom Solarteur verlegt, der zu diesem Zeitpunkt seine Photovoltaikmodule auf die stabile Unterkonstruktion montieren konnte.

Nach Abschluss der gesamten Verkabelung und Inbetriebnahme der Anlage blieb für den Dachgärtner nur noch die Ansaat mit Sedum-Sprossen. Mit einer Aufwandmenge von 80 g/m² wurde für einen schnellen Begrünungserfolg gesorgt, zumal eine Ansaat gegen Ende August auf Grund der zu erwartenden Niederschläge in der Regel gut gelingt. Eine im Auftrag bereits vereinbarte Fertigstellungspflege für die kommende Vegetationsperiode, inklusive einer ausreichenden Nährstoffversorgung im folgenden Frühjahr, führte zum gewünschten Begrünungsergebnis.

Überzeugender Erfolg

Wieder einmal hat sich gezeigt, das bei guter Vorplanung, gutem Willen und der entsprechenden Kommunikation auf der Baustelle, die verschiedensten Gewerke gut miteinander arbeiten und zum Gelingen der Sache beitragen können. Dachdecker, Dachgärtner und Solarteur haben auf dem „etrium“ eine Dachfläche geschaffen, die mit ihren Synergieeffekten Schutz der Dachhaut, Regenwasserrückhaltung, Befestigung der Solaranlage und Kühlung der Umgebung der Photovoltaikmodule einen grossen Beitrag zur Gesamtkonzeption des „etriums“ leistet.

Autoren:
Jürgen Quindeau, Grün + Dach
Klaus Wölfl, ZinCo GmbH

Bautafel

Bauprojekt: „etrium”-Bürokomplex, Köln

Bauherr: Friedrich Wassermann GmbH & Co, Köln

Architekt: Benthem Crouwel Architects, Aachen

Baujahr: 2008

Dachfläche: ca. 960 m²

Photovoltaikanlage: Leistung 32 kWp, ca. 30.000 kWh/Jahr

Begrünungsaufbau: ZinCo Extensive Dachbegrünung mit Floradrain® FD 40, Solarbasis SB 200 und höhenverstellbarem Solar-Grundrahmen SGR 35/80-25°

Ausführung Begrünung: Grün + Dach Garten- und Landschaftsbau, Heiligenhaus