Dachsanierung mit Doppelnutzen: EVALON® Solar auf der Werfthalle des Deutschen Museums

dachsanierung1Es ist seit je her ein Merkmal von Hochkulturen, dass für die Öffentlichkeit bedeutsame Gegenstände aufbewahrt, kategorisiert, restauriert und ausgestellt werden. Eigens dafür geschaffene oder umgewandelte Bauten ermöglichen diese bedeutsame Sammlung von Zeugnissen der Menschheitsgeschichte. Seit dem ausgehenden 18. Jahrhundert bezeichnet man solche Institutionen allgemein als Museum. Obwohl der Begriff für besondere Sammlungen schon im Mittelalter auftaucht und bereits in der Antike genutzt wurde.

Welt der Technik

dachsanierung2Als größtes naturwissenschaftlich-technisches Museum der Welt genießt das Deutsche Museum von Meisterwerken der Naturwissenschaft und Technik in München globalen Ruhm. 28.000 Objekte aus 50 verschiedenen Bereichen der Naturwissenschaft und Technik werden regelmäßig ausgestellt und jährlich von rund 1,5 Mio. Besuchern bestaunt. Neben den regelmäßig ausgestellten Exponaten verfügt das Museum über eine Studiensammlung mit rund 94.000 Objekten sowie eine Spezialbibliothek für die Geschichte der Naturwissenschaften und Technik mit etwa 850.000 Bänden. Zum Museum gehört neben dem Stammhaus auf der Museumsinsel noch das Verkehrszentrum in München, das Deutsche Museum Bonn sowie die Flugwerft in Oberschleißheim.

Flugwerft Schleißheim

dachsanierung3Am letztgenannten Standort zeigt das Deutsche Museum einen wichtigen Teil seiner Luftfahrtsammlung. Er liegt unmittelbar am Flugplatz Oberschleißheim, nahe der Schleißheimer Schlösser. Der Flugplatz und seine historischen Bauten wurden zwischen 1912 und 1919 für die Königlich-Bayerischen Fliegertruppen errichtet. Anfang der 1990 Jahre restaurierte man die historische Werfthalle und die Kommandantur. Außerdem erweiterte man den Standort um eine neue Ausstellungshalle sowie einer angegliederten Restaurierungswerkstatt. Ein Teil des Untergeschosses dient zudem als Depot für zahlreiche derzeit nicht ausgestellte Exponate.

Vielschichtige Nutzung

Gerade die Anfang der 90er Jahre erbaute Ausstellungshalle mit angegliederter Werkstatt macht deutlich, dass Museumsbauten aufgrund ihrer Nutzung und in Kombination mit dem Raumbedarf eine Vielzahl von traditionellen Gebäudekategorien vereinigen. Denn in Ihrer Funktionalität gleicht die Ausstellungshalle einem Gewerbebau, dessen Hauptmerkmal die Präsentation von technischen Produkten ist. Gleichzeitig ist eben die Ausstellungshalle in Schleißheim keine „übliche Flugzeughalle“, sondern ein architektonisch gestalteter Ort, der unterschiedliche technische Aspekte und Epochen der Luftfahrt erlebbar macht. Die an einen Hangar angelehnte Architektur bildet zugleich markant deren inhaltliche Nutzung ab.

Notwendige Dachsanierung

Nach nunmehr 20 Jahren stand im Rahmen der Instandsetzung eine Erneuerung der vorhandenen Dachabdichtung an. Bereits zu Beginn der Sanierungsplanung vom Münchner Planungsbüro RPM Architekten GmbH wurde der Bauherrenwunsch nach einer Photovoltaik(PV)-Anlage zur teilweisen Deckung des erheblichen Strombedarfs des Museums mit in Betracht gezogen. Aufgrund der vorhandenen Rahmenbedingungen – Gesamtgeometrie und Detailausbildungen – als auch aus ästhetischen Gesichtspunkten kam nach kurzer Vergleichsanalyse nur eine dachintegrierte Lösung in Betracht. Bauherr und Architekt entschieden sich deshalb für die weltweit erste, seit über zwölf Jahren bewährte, Strom erzeugende Dachbahn EVALON® Solar der Trierer alwitra GmbH.

Bewährte Kombination

Markenzeichen der EVALON® Solar sind die unmittelbar kraftschlüssig und wasserdicht mit EVA (Ethylen-Vinyl-Acetat) auf die Bahnenoberfläche auflaminierten Uni-Solar-PV-Module mit Dünnschicht-Triple-Junction-Technologie. Die allseitig wetterfest und transparent polymerver-kapselten Module bestehen aus flexiblen Solarzellen in 240 x 340 mm Größe und sind mit Bypass-Dioden zwischen allen Zellen in Serie geschaltet. Von den drei übereinander liegenden Silizium-Zellen werden jeweils unterschiedliche Wellenlängen des Sonnenlichts genutzt. Das ermöglicht hohe Leistungen und konstante Erträge. Gekrönt wird die Multifunktionsbahn durch einen kompakten, patentierten Anschluss unterhalb der Abdichtung.

Dank eines Flächengewichts von nur 4 kg/m² lässt sich selbst bei statisch ausgereizten Dachflächen mit EVALON® Solar (Dachbahn inkl. Solaranlage) noch die Installation einer PV-Anlage realisieren. Basis des Erfolgsrezeptes „made in Trier“ ist die seit Jahrzehnten praxisbewährte Kunststoff-Dach- und Dichtungsbahn EVALON®. Ihre Hochpolymerlegierung aus Ethylen-Vinyl-Ac-tat-Terpolymer (EVA) bildet einen thermoplastischen Werk-stoff nach Maß. Gleich¬bleibende Eigenschaften bei höchster Lebensdauer ermöglicht die aus Feststoffkomponenten bestehende Rezeptur. Zudem ist die homogene Dichtschicht der Bahn erst unterseitig mit einem Polyestervlies kaschiert.

Komplexe Rahmenbedingungen

Bei der neuen Werfthalle in Schleißheim bestand die Herausforderung im Wesentlichen darin, die PV-Anlage gestalterisch in die preisgekrönte Architektur des Hallenbaus zu integrieren. Gleichzeitig galt es, die geometrischen und konstruktiven Rahmenbedingungen bestmöglich zu berücksichtigen und zu nutzen. Bis zur endgültigen Festlegung der Ausführung mussten daher in mehreren Varianten die Verlegerichtung, die Befestigung der Module und deren Verschaltung untereinander untersucht und wechselseitig optimiert werden. Hier kam es im Vorfeld der finalen Planung zu einer engen Zusammenarbeit mit dem Architekturbüro und dem Service-Center Anwendungstechnik der Trierer alwitra GmbH. Denn die Halle weist vier weitgehend geometrisch identische Dachflächen mit unterschiedlichen Neigungsrichtungen in Nordost-, bzw. Südwest-Richtung auf. Neben der geometrischen Vorgabe existieren darüber hinaus dauerhafte Teilverschattungen durch die über die Dachfläche herausragenden Bauteile der Tragkonstruktion des Daches.

Neue PV-Anlage ohne Eingriff in die Gestaltung

Am Ende konnte auf der insgesamt 5.026 m² großen Dachfläche eine PV-Anlage mit einer Gesamtleistung von 78,34 kWp installiert werden. Dabei bedecken die Dachbahnen mit integrierten PV-Modulen eine Fläche von rund 1.709 m². Die Restfläche wurde passend mit der Dach- und Dichtungsbahn EVALON® abgedichtet. Aufgrund der sehr engen Zeitplanung wurde der Auftrag zur Sanierung der Dachfläche an zwei Dachdeckerbetriebe vergeben, die hierfür eigens eine ArGe bildeten. So konnte die Sanierung im vorgegebenen Zeitraum von 12 Wochen durchgeführt werden.

Witterungsgeschütze Kabelführung

Eine Besonderheit der EVALON® Solar ist der witterungsgeschützte DC-Anschluss auf der Bahnenunterseite und die damit verbundene witterungsgeschützte Kabelführung. Die in Strings zusammengefassten Anschlusskabel der einzelnen PV-Bahnen wurden zu insgesamt zehn zentral angeordneten Feldanschlusskästen unterhalb der neuen Dachabdichtung geführt. Über spezielle Kabeldurchgänge verlaufen die DC-Strangkabel von den DC-Anschlusskästen dann unter Dach zu vier String-Controllern. Entlang der vorhandenen Tragkonstruktion gelangen die DC-Kabel dann bis ins Untergeschoss zu den dort aufgestellten Netzwechselrichtern.

Interessante Anschlussdetails

Neben der Verlegung der dachintegrierten PV-Anlage ergaben sich auf dem Dach der neuen Werft weitere Details, die fachtechnisch zu lösen waren. Hierzu zählen zum einen die dauerhaft funktionssichere Einbindung aller Stützpfeiler und Abspannanker der Tragkonstruktion. Zum anderen galt es die vorhandenen Glasflächen zur Belichtung der Halle von oben in die neue Abdichtungsebene einzubinden.

Wirtschaftlich erfolgreich

Auch in wirtschaftlicher Hinsicht hat sich die Installation einer dachintegrierten PV-Anlage auf dem Dach der neuen Werfthalle in Oberschleißheim gerechnet. Bei den veranschlagten Gesamtbaukosten von rund € 800.000 Netto machen die darin enthaltenen Kosten für die integrierte Photovoltaikanlage weniger als ein Drittel aus. Aufgrund der ohnehin erforderlichen Dachsanierung konnte eine rasche Amortisation der erforderlichen Zusatzinvestition nachgewiesen werden. Natürlich wurden dabei schon die seinerzeit beabsichtigten Reduzierungen der Einspeisevergütung berücksichtigt. Zudem konnten sämtliche berechneten Kosten nach Projektabschluss nahezu exakt eingehalten werden.

Fazit: Professionell und zukunftsweisend gelöst

Dank der konstruktiven Zusammenarbeit zwischen Hersteller und Architekten konnte auf das vorhandene Dach der neuen Werfthalle in Schleißheim mit EVALON® Solar eine dachintegrierte PV-Anlage installiert werden. Die üblicherweise von Dachhandwerkern zu verarbeitende Kombination aus Dachabdichtung und PV-Modulen wurde von der eigens dazu gebildeten ArGe zweier Dachdecker im vorgegebenen Zeitrahmen verlegt. Im Ergebnis setzt das weltweit als Technikmuseum bekannte Deutsche Museum München am Standort Schleißheim trotz aller Retrospektive zukunftsweisend auf die Technik von heute.

Bautafel

Bauherr: Deutsches Museum München, Standort Flugwerft Schleißheim
Planer: RPM Architekten GmbH, München
Verarbeiter: ArGe Flugwerft: Dachtechnik Schuchhardt, Fürstenfeldbruck; Paar GmbH, Rimstieg/Zacking
Material: EVALON® Solar, EVALON® V
Dachfläche: 5.026 m²
Gesamtleistung PV-Anlage: 78,34 kWp