Einbaukategorien

Die europäische Norm für Photovoltaik im Bauwesen DIN EN 50583-1 definiert fünf verschiedene Einbaukategorien von BIPV-Modulen. Diese Kategorien definieren sich durch den Einbauort und einhergehende normative Anforderungen, welche an das BIPV-Modul bzw. die BIPV-Konstruktion gelten.

Einbaukategorie A | Dach, kein Zugang zum Innenraum

Die PV-Module in der Normallösung sind wesentliche Bestandteile der Dachhaut oder werden auf ein bestehendes Dach in Aufdach-Anlagen eingesetzt. Sie ersetzen im Regelfall konventionelle Bauelemente - und deren Funktion als wasserführende Schicht - wie Dachziegel oder Stehfalzdächer. Es gibt keinen direkten Zugang von darunterliegenden Verkehrs- oder Nutzflächen. Im Bauart-Konfigurator wird zwischen zwei verschiedenen Einbausituationen unterschieden:

1. Semi-integriert

Das semi-integrierte Indachsystem ist eine PV-Anwendung, die sich konstruktiv zwischen Aufdach- und Indach-PV bewegt. Das PV-Modul übernimmt hierbei keine Schutzfunktionen des Daches. Konstruktiv und normativ handelt es sich bei dieser Bauart um eine Aufdach-PV-Anlage, welche jedoch an den Rändern gestalterisch in das Dach oder als Dachhaut integriert wird.
Ortgang-, First- und Traufanschlüsse sind so ausgebildet, dass die PV-Anlage als Dachhaut wahrgenommen wird, ohne jedoch wasserführende Schicht zu sein. Bei einer Teilbelegung des Daches schließt das Modulfeld bündig mit den umgebenden Ziegeln ab, statt sie zu überragen. Die eigentliche Dachkonstruktion sowie die notwendige Hinterlüftung liegen als einfache und kostengünstige Konstruktion (z.B. als Trapezblech) darunter.

2. Indach

Beim Indachsystem wird die PV-Anlage zum Teil der Gebäudehülle, welche sowohl die Schutzfunktion als Dachaußenhaut, als auch die Energieerzeugung in sich vereint. Da die PV-Module zur wasserführenden Schicht werden, müssen besonders die Verbindungen und Übergänge zwischen den Modulen den hohen Anforderungen an Dacheindeckungen genügen. Diese Verbindungen werden je nach Anbieter unterschiedlich ausgeführt. Neben Sonderrahmen, die alle Module wasserdicht miteinander verbinden und das Wasser komplett über die Module ableiten, gibt es auch Lösungen, bei denen mit Kanälen versehene Leitschienen das Wasser sowohl über die Module als auch zwischen den Modulen ableiten.

Da die Module die Außenhaut des Daches bilden, werden sie nicht wie bei Aufdachanlagen frei von Luft umströmt. Die Hinterlüftung liegt daher - anders als beim semi-integrierten System - im Gebäudeinneren. Das PV-Modul bildet die äußere Dachhaut und muss somit mindestens die bauaufsichtliche Klassifizierung des Brandverhaltens „normalentflammbar“ und „harte Bedachung“, wie herkömmliche Dacheindeckungen, erfüllen. Die Anforderungen an das Brandverhalten und an die Ausführung der PV-Module können – beispielsweise je Nutzung, Gebäudeklasse oder Anforderungen seitens eines schutzzielorientierten Brandschutzkonzepts - variieren.

Einbaukategorie B | Dach, Zugang zum Innenraum

Die Einbaukategorie B umfasst alle in Glasdächer, Oberlichter oder Sheddächer integrierten PV-Module. Das PV-Modul übernimmt in diesem Einbaufall alle Schutzfunktionen des Daches. Im Versagensfall müssen Bruchstücke der PV-Module beim direkten Zugang von darunterliegenden Verkehrs- oder Nutzflächen (im „Überkopfbereich“) an Ort und Stelle verbleiben und dürfen nicht heraus- oder herunterfallen. Die Module unterliegen dann den Anforderungen der Normenreihe DIN 18008.

Einbaukategorie C | Fassade, kein Zugang vom Innenraum

Die Einbaukategorie C beschreibt den Einsatz von BIPV-Modulen in vorgehängten hinterlüfteten Fassaden (VHF), bei der sie sowohl gestalterische als auch funktionale Aufgaben wie den Witterungsschutz übernehmen. Trotz möglicher Ertragsminderungen durch Verschattungen und suboptimaler Ausrichtung und Einbauwinkeln lohnt sich der Einsatz von BIPV in den Fassaden aufgrund des großen Flächenpotenzials und der gleichmäßigeren Ausbeute über den Tagesverlauf. Für die Fassadenmodule, in der Regel (d.h. also ohne weitere Nachweise) als Verbundglas ausgeführt, sind prinzipiell alle für flächige Bauteile entwickelten Montagesysteme auch für BIPV geeignet. Als Befestigungselemente können geklebte Backrails sowie punkt- oder linienförmige Halterungen oder punktförmige Klemmen zum Einsatz kommen. Da es sich bei diesen in Deutschland im Kontext mit Verbundglas in den meisten Fällen um ungeregelte Bauarten handelt, ist eine abZ/aBG oder ZiE/vBG – u.U. auch für das Befestigungselement selbst - erforderlich.

Einbaukategorie D | Fassade, Zugang vom Innenraum

Die Einbaukategorie D umfasst in Glasfassaden integrierte PV-Module. In der Regel erfolgt die Integration der Module in Vorhangfassaden, in denen sie die Funktionen des Witterungsschutzes und der Wärmedämmung kombinieren. Je nach Entwurf müssen die Module zudem absturzsichernd ausgebildet sein. Der Nachweis dafür kann z.B. über ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (abP) für das Modul inkl. Befestigung erlangt werden. Mögliche Systeme sind beispielweise Pfosten-Riegel-, Element,- oder Structural Glazing-Konstruktionen. Die PV-Module werden hierfür in Isoliergläser integriert. Die Zellen können mit Abständen zueinander angeordnet werden, sodass auch semi-transparente PV-Module möglich sind. Abhängig von der Einbausituation können die Zellen so auch einen Beitrag zur Verschattung, Lichtlenkung und zum Blendschutz leisten.

Einbaukategorie E | Externes Element

Die Einbaukategorie E fasst alle Anbauten an ein Bauwerk zusammen. In diese Kategorie fallen viele mögliche Konstruktionsarten, wie an eine Gebäudehülle BIPV-Anlagen appliziert werden können. Diese werden teilweise auch als Bauwerkapplizierte Photovoltaik (BAPV) bezeichnet, da sie zumeist keine Schutzfunktion der Fassade übernehmen. Gemäß DIN EN 50583-1 gibt es für die Einbaukategorie E zwei grundsätzliche Kategorisierungen: Die Einbaukategorie E-1 beschreibt eine geneigte oder horizontale BIPV als appliziertes Element an die Fassade ohne direkte Schutzfunktion. Dies können z.B. Vordächer, Lamellen oder horizontale Bänder sein, welche u.a. als konstruktiver Sonnenschutz funktionieren. Die Einbaukategorie E-2 hingegen beschreibt ein BIPV-Element mit absturzsichernder Funktion, zum Einsatz kommend beispielsweise bei Balkonbrüstungen von Laubengängen. Der Nachweis dafür kann z.B. über ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (abP) für das Modul inkl. Befestigung erlangt werden.