Flachdach: Wie viel Ertrag auf dieselbe Fläche passt

Zwei Zahlen, die nicht dasselbe sagen

Jede Flachdachplanung beantwortet stillschweigend eine Frage, die selten ausgesprochen wird: Was ist knapp — die Fläche oder das Geld?

• Kilowattstunden je Kilowatt-Peak misst, wie gut die eingebaute Leistung arbeitet. Das ist die Zahl für die Rendite je investiertem Franken. Sie steigt mit der Neigung Richtung Süd.
• Kilowattstunden je Quadratmeter Dachfläche misst, wie viel Ertrag das Grundstück hergibt. Das ist die Zahl, wenn das Dach die Grenze ist — und sie steigt mit der Belegungsdichte, also genau gegenläufig.

Auf dem Schrägdach fallen beide zusammen, weil die Fläche ohnehin geneigt ist und Reihen sich nicht gegenseitig verschatten. Auf dem Flachdach trennen sie sich, und zwar drastisch: Zwischen der besten Variante je kWp und der besten je Quadratmeter liegt in der Rechnung unten fast der Faktor zwei.

Der Reihenabstand ist eine Winkelfrage

Aufgeständerte Reihen verschatten sich gegenseitig, sobald die Sonne tief steht. Massgebend ist nicht die Sonnenhöhe, sondern der Profilwinkel: der Winkel der Sonne, projiziert in die Ebene senkrecht zur Reihe. Er ergibt sich aus Sonnenhöhe und Azimut und ist immer grösser oder gleich der Sonnenhöhe.

Gegenprobe: Am Tag der Wintersonnenwende gilt für den Mittagsstand die geschlossene Form 90° − Breitengrad + Deklination, also 90° − 47,3769° − 23,42° = 19,20°. Der numerische Wert stimmt mit der Rechnung überein.

Dass 19,2° und 11,1° keine akademischen Werte sind, zeigt ein Blick in ein Herstellerdatenblatt: Das Flachdachsystem eines Schweizer Anbieters bietet drei Gehwegbreiten an und nennt dazu die resultierenden Verschattungswinkel 26°, 18° und 9° (Ernst Schweizer, MSP-FR-S, Ausgabe 01/2024). Die mittlere Variante entspricht ungefähr der Auslegung „schattenfrei am Mittag des kürzesten Tages“, die weiteste ungefähr „schattenfrei von 9 bis 15 Uhr“. Der Markt hat also längst parametrisiert, was hier gerechnet wird.

Die Rechnung für ein Zürcher Flachdach

Ertragswerte aus demselben PVGIS-Abruf, den auch die übrigen Beiträge dieses Ratgebers verwenden — 10 kWp, 14 Prozent Systemverluste, Fassung 5.3 mit PVGIS-SARAH3 und ERA5 über 2005–2023:

https://re.jrc.ec.europa.eu/api/v5_3/PVcalc
  ?lat=47.3769&lon=8.5417   # Zürich, 416 m ü. M.
  &peakpower=10             # kWp
  &angle=10|20|30           # Neigung
  &aspect=0|-90|90          # Süd | Ost | West
  &loss=14                  # Systemverluste in Prozent
  &outputformat=json

Modul für die Flächenrechnung: 1'762 × 1'134 mm, 445 Wp
  = 223 Wp je m2 Modulfläche
Belegung = Tafelhöhe / Reihenperiode (Süd) bzw.
           2 × Tafelhöhe / Paarperiode (Ost-West, 150 mm Gasse)

Je Kilowatt-Peak liefert Süd 30° rund 18 Prozent mehr als Ost-West. Je Quadratmeter Dachfläche liefert Ost-West rund 93 Prozent mehr als Süd 30°.

Zwei Beobachtungen, die in der Diskussion regelmässig untergehen:

• Die Neigung ist der kleinere Hebel, der Reihenabstand der grössere. Zwischen Süd 10° und Süd 30° liegen 8,5 Prozent Ertrag je kWp. Zwischen der engsten und der weitesten Gassenwahl bei gleicher Neigung liegt der Faktor 1,6 in der Belegung — 75 gegen 48 Prozent.
• Auch im Winterhalbjahr liegt Ost-West je Dachfläche vorne — 55 gegen 36 kWh/m² gegenüber Süd 30°. Der Vorsprung stammt nicht aus besserer Ausrichtung, sondern aus der Menge Modul, die auf dieselbe Fläche passt.

Was das Montagesystem vorgibt

Wer die Reihen frei wählt, plant an der Realität vorbei: Ballastierte Systeme sind Windbauwerke, und der Hersteller definiert ihren Rahmen. Aus dem Datenblatt eines in der Schweiz gebauten Systems (Ernst Schweizer, MSP-FR-S und MSP-FR-EW):

• Neigungswinkel 8° bis 10°, je nach Modulbreite — bei beiden Varianten. Die auf dem Schrägdach übliche 30°-Diskussion findet auf dem ballastierten Flachdach gar nicht statt.
• Randabstand: mindestens 1'500 mm im Süd-System (500 mm nur mit erhöhten Windkraftbeiwerten), aber nur 150 mm im Ost-West-System. Auf einem kleinen Dach entscheidet dieser Unterschied allein schon über die Modulzahl.
• Blockgrösse maximal 14 × 14 m — grössere Felder werden aufgeteilt, was weitere Gassen kostet.
• Anforderungen an das Dach: Neigung ≤ 3,0°, Dauerdruckfestigkeit der Dämmung ≥ rund 10 kN/m², Reibungskoeffizient 0,3 bis 0,8 je nach Dichtungsbahn.

Der letzte Punkt ist der, an dem Projekte scheitern: Ein ballastiertes Feld hält durch Reibung und Gewicht. Beides hängt an der Dachhaut und an der Dämmung darunter — und die Windlast selbst kommt aus der Norm SIA 261, gerechnet mit Gebäudehöhe, Lage, Geländekategorie und Feldposition. Randfelder und Ecken tragen ein Vielfaches der Last des Feldinneren.

Was das Baurecht begrenzt

Für Dächer in Bau- und Landwirtschaftszonen kennt das Bundesrecht ein Meldeverfahren statt einer Baubewilligung, sofern die Anlage „genügend angepasst“ ist. Für Flachdächer gilt dabei eine eigene Alternative: Die Anlage darf die Oberkante des Dachrandes um höchstens einen Meter überragen, muss von der Dachkante so weit zurückversetzt sein, dass sie von unten in einem Winkel von 45 Grad betrachtet nicht sichtbar ist, und nach dem Stand der Technik reflexionsarm ausgeführt werden (Art. 32a Abs. 1bis RPV).

Beide Bedingungen sind Planungsgrössen, keine Formalitäten:

• Die Systemhöhe von 280 bis 300 mm plus Modul bleibt bequem unter einem Meter — solange die Aufständerung flach bleibt. Eine 30°-Aufständerung mit langer Tafel reisst diese Grenze.
• Der 45-Grad-Rückversatz kostet Fläche in genau der Grössenordnung, die auch der Hersteller für den Randabstand verlangt. Beides zusammen ist der Grund, warum kleine Flachdächer selten so viel Leistung tragen, wie die reine Fläche verspricht.

Bewilligungsfreie Vorhaben sind vor Baubeginn der zuständigen Behörde zu melden; Frist und Unterlagen legt das kantonale Recht fest (Art. 32a Abs. 3 RPV). Der Weg dorthin steht in Anmelden, anschliessen, abnehmen.

Wie entschieden wird

Eine brauchbare Reihenfolge für die Auslegung eines Flachdachs:

1. Grenze bestimmen. Ist die Dachfläche knapp oder das Budget? Danach richtet sich, welche der beiden Kennzahlen oben zählt.
2. Verbrauch dagegenhalten. Bei tiefen Rückliefertarifen zählt der Anteil, der im Haus bleibt — Ost-West trifft mit dem breiteren Tagesgang oft besser als die Südspitze. Siehe Was der eingespeiste Strom noch wert ist.
3. Dach und System prüfen. Neigung, Dichtungsbahn, Dämmung, zulässige Zusatzlast, Randabstände, Blockgrössen — bevor irgendein Modul gesetzt wird.
4. Verschattung rechnen statt schätzen. Reihenverschattung, Aufbauten, Attika und Nachbargebäude wirken zusammen; die Wirkung auf den Ertrag hängt zusätzlich an der Verschaltung. Siehe Verschattungsanalyse.