Brandschutz auf Solargründächern.

Hintergrund und Zielsetzung.
Mit dem Versuch möchte Optigrün zeigen, dass ein Gründach keine Brandlast, sondern einen effektiven Schutz des Daches darstellt, auch gegenüber der potenziell hohen Brandlast einer PV-Anlage auf dem Gründach. Eine Richtlinie oder Norm, die zur Nachweisführung herangezogen werden könnte, gibt es aktuell nicht. Aus diesem Grund hat sich Optigrün an die bestehende Norm zur harten Bedachung (DIN CEN/TS 1187) und an die Norm zur Prüfmethode einer äußeren Brandeinwirkung auf Dächern in Kombination mit Photovoltaik (CLC/TR 50670) angelehnt.

Versuchsaufbau, Methodik und Messungen.
Mit dem folgenden Schichtaufbau des Optigrün-Solar FKD Solargründaches wurde der Brandversuch durchgeführt:
– Optigrün Trenn-, Schutz- und Speichervlies RMS 500
– Optigrün Bodenplatte der Solaraufständerung FKD
– Optigrün Festkörperdrainage FKD 25MA
– Optigrün Filtervlies FIL 150
– Optigrün Extensivsubstrat
– Vegetation
– Solar Unterkonstruktion (Bügel, Schnellmontageschienen, Modulklemmen)
– Photovoltaikmodul

Für die Tests wurden bewusst Bedingungen gewählt, die noch ungünstiger sind als das, was im schlechtesten Fall in der Praxis zu erwarten wäre. Dies dient dazu, sicherzustellen, dass das getestete System auch unter extremen und unwahrscheinlichen Umständen funktioniert. So wurde zum Beispiel die nicht brennbare Substratschicht auf 4 cm reduziert, obwohl für eine ordentliche Begrünung in der Praxis mindestens 6 cm erforderlich sind. Außerdem waren alle Bauteile vollständig trocken, was in der Praxis nur sehr selten der Fall ist.

Die Temperatur während der Brandversuche wurde an zwei verschiedenen Stellen gemessen. In der Aluminium-Schnellmontageschiene direkt über dem Energieeintrag und direkt unter dem Energieeintrag unter den 4 cm Substrat, jedoch über dem Filtervlies. Zudem wurde die Brandausbreitung erfasst, indem dokumentiert wurde, wie viel zusätzliche Fläche außerhalb des direkten Energieeintrags verbrannt ist. Um eine mögliche Brandausbreitungsgeschwindigkeit zu dokumentieren, wurde der Vorgang gefilmt.

Durchführung und Beobachtungen.
Beim Versuch mit einem Gasbrenner wurde eine trockene, hohe Vegetation sowie eine Solaraufständerung mit einer Neigung von 5° verwendet. Während einer Brenndauer von 10 Minuten wurde mit einem Volumenmassenstrom von 537 mg/s beflammt. Bei der Durchführung erfolgte keine Ausbreitung des Feuers, lediglich die Pflanzen die direkt unter dem Brenner standen wurden verbrannt. Außerhalb des Flammenbereichs brannte es jedoch auch nach 10 Minuten nicht und es war nicht absehbar, dass sich das bei längerer Versuchsdauer geändert hätte. Die maximale gemessene Temperatur in der Schiene betrug ca. 233 °C. Im Gegensatz dazu betrug die maximal gemessene Temperatur 4 cm tief im Substrat nur ca. 31 °C.

Beim Versuch mit einem Brandkorb erfolgte trotz trockener Vegetation auch dieses mal keine Ausbreitung des Feuers und der beschädigte Bereich beschränkte sich auf die Standfläche des Brandkorbes. Die gemessene Temperatur in der Schiene betrug im Maximum ca. 450 °C. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Thermometer an den Rand der Schiene gezogen, um es nicht thermisch zu überlasten. Die maximal gemessene Temperatur 4 cm tief im Substrat betrug ca. 30 °C. Mit den Flammen in Berührung kommende Pflanzenteile trockneten komplett aus und fingen kurz Feuer, brannten jedoch nicht weiter. Außerhalb des Flammenbereichs brannte es jedoch auch nach 10 Minuten nicht und es war nicht absehbar, dass sich das bei längerer Versuchsdauer geändert hätte. Das PV-Modul wurde bei dem Versuch stark beschädigt, trat jedoch nicht in Wechselwirkung mit dem Gründach.

Die Ergebnisse der Versuche.
Die Ergebnisse der Versuche waren eindeutig. In allen Szenarien schützte die trockene Dachbegrünung den darunter liegenden Dachaufbau. Insbesondere zeigten die folgenden Punkte, dass Gründächer in Kombination mit PV-Anlagen keine erhöhte Brandgefahr darstellen:

Substrat: Das Substrat wurde nicht entflammt. Es hat die Ausbreitung des Feuers gehemmt. Beim letzten Versuch wurde der Temperaturverlauf über die Versuchsdauer von 10 Minuten hinaus aufgezeichnet. Nach 25 Minuten war sie bei ca. 47 °C. Dies zeigt, dass der hohe anorganische Anteil die Hitze abhält und die Wärme verzögert weiterleitet.

Vegetation: Selbst bei direkter Einwirkung von Zündquellen konnte sich das Feuer nicht über die Vegetation ausbreiten.

PV-Module: Die PV-Module selbst trugen nicht zum Brand bei. Wir gehen davon aus, dass sich das hoch aufgeständerte Solargründachsystem positiv auf das gesamte Brandverhalten auswirkt, im Gegensatz zu auf der Dachabdichtung flach aufgelegten PV-Systemen.

Winkel der Bügel: Der flache Aufständerungswinkel von 5° hatte keinen negativen Einfluss auf das Brandverhalten.

Brandweiterleitung: Eine Brandweiterleitung konnte in keinem Versuch beobachtet werden, weder durch den Dachaufbau, die Vegetation, die Aufständerung noch durch die PV-Module.

Schlussfolgerungen und Empfehlungen.
Die Versuche zielten darauf ab möglichst viele potentielle Zündquellen zu berücksichtigen, darunter elektrische Fehlfunktionen in den PV-Anlagen, externe Feuerquellen wie brennende Zigaretten und extrem heiße Wetterbedingungen sowie zusätzlich auftretendes Flugfeuer und strahlende Wärme.

Die Ergebnisse der Brandversuche belegen, dass die Kombination von Gründächern und PV-Anlagen keine erhöhte Brandgefahr darstellt. Die Erkenntnisse verdeutlichen, dass Solargründächer den Dachaufbau vor Brandeinwirkungen schützen. Dies ist besonders relevant, wenn Kunststoffdachabdichtungen wie PVC, FPO oder EPDM-Bahnen verwendet werden, da diese nicht grundsätzlich eine harte Bedachung darstellen. Ebenfalls geschützt wird die Dachabdichtung vor UV-Strahlung, hohen Temperaturamplituden sowie
Hagel – die Lebensdauer und Sicherheit des Daches wird sichtlich erhöht.

Zusammenfassend bieten Solargründächer einen hervorragenden Schutz des Daches, mit wirtschaftlichem Ertrag, ökologischer Wertigkeit und Regenwassermanagement in einem System.