Leitfaden zur Bewilligung von Solaranlagen

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1 Leitfaden zur Bewilligung von Solaranlagen Rechtliche Grundlagen: Art. 18a RPG: «In Bau- und Landwirtschaftszonen sind sorgfältig in Dach und Fassadenflächen integrierte Solaranlagen zu bewilligen, sofern keine Kultur- und Naturdenkmäler von kantonaler oder nationaler Bedeutung beeinträchtigt werden.» Die Errichtung von thermischen Solaranlagen und Solarstromanlagen bedarf einer Baubewilligung. Soweit sie an oder auf Gebäuden angebracht werden sollen, bestimmt der neue Art. 18a des Bundesgesetzes über die Raumplanung (RPG), dass die zuständigen Behörden eine Bewilligung erteilen müssen, wenn die Anlagen sorgfältig in die Fassaden oder die Dachflächen integriert werden und keine Natur- und Kulturdenkmäler von nationaler oder kantonaler Bedeutung beeinträchtigt werden. Wird ein entsprechendes Baugesuch eingereicht, hat die Behörde also zunächst zu prüfen, ob ein Natur- oder Kulturobjekt von kantonaler oder nationaler Bedeutung (zu diesen Begriffen siehe unten) tangiert wird. Kann dies verneint werden, bleibt nur noch zu beurteilen, ob die vorgesehenen baulichen Massnahmen als «sorgfältig integriert» bezeichnet werden können. Trifft dies zu, ist die Bewilligung (allenfalls mit Auflagen) zwingend zu erteilen. Da das Bundesrecht allen kantonalen und kommunalen Vorschriften vorgeht, bleibt kein Raum für die Anwendung von Spezialbestimmungen des Planungs- und Baugesetzes oder des Baureglements. Stellt die Behörde fest, dass eine Solaranlage auf oder an einem Natur- oder Kulturobjekt installiert werden soll, muss zunächst geprüft werden, ob das Vorhaben eine Beeinträchtigung darstellt. Dazu bedarf es spezieller Fachkenntnisse. Wie in den nachfolgenden Ablaufschemas dargestellt, hat der Kanton für die Beurteilung dieser Fragen eine spezielle Fachkommission aus Energie- und Denkmalpflegespezialisten eingesetzt. Die kommunale Bewilligungsbehörde hat daher das Baugesuch in diesen Fällen dem Kanton einzureichen. Die kantonale Fachkommission prüft das Vorhaben und stellt der Bewilligungsbehörde eine Stellungnahme mit konkreten Anträgen als Grundlage für den Baubewilligungsentscheid zu. Sofern das Vorhaben grundsätzlich bewilligungsfähig erscheint, wird sich die Stellungnahme auch zur Frage der «sorgfältigen Integration» und allfälligen Auflagen äussern. Natur- und Kulturdenkmäler von kantonaler oder nationaler Bedeutung Was unter dem Begriff «Natur- und Kulturdenkmäler» von kantonaler oder nationaler Bedeutung konkret zu verstehen ist, definiert Art. 18a RPG nicht. Auch das bestehende kantonale Recht hilft hier nicht weiter. In diesem Bereich soll die vorliegende Richtlinie Klarheit schaffen nach dem das kantonale Gesetz zum Schutz und zur Pflege der Natur und der Heimat (NHG SG) den Gemeinden den klaren Auftrag erteilt hat, sogenannte «erhaltenswerte Objekte» zu schützen, liegt es auf der Hand, für die vorzunehmende Begriffsdefinition auf die konkreten Umsetzungsmassnahmen der Gemeinden zurückzugreifen. Dementsprechend sind alle von den Gemeinden auf der Grundlage des NHG SG über Pläne oder Einzelverfügungen unter Schutz gestellten Gebäude in diesem Zusammenhang und ohne weitere präjudizierende Wirkung als «Kulturdenkmäler von kantonaler oder nationaler Bedeutung» zu betrachten. Einige Gemeinden haben den gesetzlichen Auftrag noch nicht vollständig umgesetzt. Um in diesen Fällen ein möglichst einfaches Entscheidungskriterium zu erhalten, werden daher alle im Hinweisinventar des Amtes für Denkmalpflege für die betroffenen Gemeinden als «wertvoll» oder «besonders wertvoll» eingestuften Gebäude als «Kulturdenkmäler von kantonaler oder nationaler Bedeutung» behandelt. 1

2 Da auch ganze Baugruppen (z.b. Weiler, historische Siedlungskerne) eine kulturhistorische Bedeutung haben können, wird zudem auf die wertvollen oder besonders wertvollen Ortsbilder gemäss kantonalem Richtplan abgestellt. Auch sie gelten als «Kulturdenkmäler von kantonaler oder nationaler Bedeutung». Leitfaden zur Handhabung: Die Förderung von erneuerbaren Energien und der Energieeffizienz gehört zu den Zielen von energietal toggenburg. Alle Gemeinden im Toggenburg bekennen sich ebenfalls zu diesen Zielen und gehen zusammen mit energietal toggenburg diesen Weg. Bund und Kanton stellen dafür jährlich mehrere Millionen Franken an Fördermitteln zur Verfügung. In diesem Zusammenhang spielen Solaranlagen eine wichtige Rolle. Neben den finanziellen Anreizen, gehört für die Bauherrschaft aber auch ein rasches und unkompliziertes baurechtliches Bewilligungsverfahren zu den Erfolgsfaktoren. Der Bund hat dies erkannt und die Erstellung solcher Anlagen über den neuen Artikel 18a des Bundesgesetzes über die Raumplanung bewilligungsrechtlich privilegiert. Die Behörden müssen Solaranlagen an und auf Gebäuden bewilligen, wenn sie sorgfältig in die Fassaden oder die Dachflächen integriert werden und keine «Natur- und Kulturdenkmäler von kantonaler oder nationaler Bedeutung» beeinträchtigt werden. Da Bundesrecht allen kantonalen und kommunalen Bestimmungen vorgeht, ist es wünschenswert, dass das Baubewilligungsverfahren in möglichst allen Gemeinden einfach und unkompliziert gehandhabt wird. Das Ziel ist eine einheitliche Handhabung, inkl. einheitlicher Gebühren für die Bewilligung von Solaranlagen in allen Toggenburger Gemeinden. Für Bauwillige und Behörden ergeben sich aus dem neuen Recht aber dennoch einige Abgrenzungsfragen: Was heisst «sorgfältig integriert»? Was sind «Kultur- und Naturdenkmäler von kantonaler oder nationaler Bedeutung»? Wie läuft das Bewilligungsverfahren? Der vorliegende Leitfaden soll sowohl den Bauwilligen als auch den Behörden eine Hilfestellung bei der Beantwortung dieser Fragen bieten. Er enthält Beispiele für vorbildlich eingepasste Solaranlagen und weist den Weg durch die Verfahren. Wo es zwischen energiepolitischen Anliegen und Aspekten des Natur- und Heimatschutzes abzuwägen gilt, werden grundsätzliche Abgrenzungen vorgenommen und für Einzelfragen erfolgt eine gemeinsame Beurteilung durch die zuständigen Stellen des Kantons. Das Ziel ist klar: Wo immer möglich, sollen Solaranlagen rasch und unkompliziert realisiert werden können und wo Konflikte auftreten, soll nach Lösungen gesucht und schnell entschieden werden. Das Toggenburg soll auch in diesem Bereich vorbildlich sein. 2

3 Thermische Sonnenkollektoranlagen für Warmwasser und Heizungsunterstützung In thermischen Warmwasserkollektoren wird mit der Sonneneinstrahlung warmes Wasser erzeugt. Ein schwarz beschichteter, mit Kanälen durchzogener Metallkörper (Absorber) nimmt die Energie des Sonnenlichtes auf und wandelt sie in Wärme um. Im Absorber zirkuliert Wasser, das die Wärme zum Wasserspeicher transportiert. Die Glasabdeckung und eine rückseitige Wärmedämmung verhindern, dass die eingefangene Energie wieder verloren geht. Die Sonnenwärme wird über einen Wärmetauscher an den Speicher abgegeben und für die Erwärmung des Brauchwassers oder die Zentralheizung genutzt. Ein Frostschutzmittel im geschlossenen Kollektorkreislauf verhindert das Einfrieren der Flüssigkeit. In sonnenarmen Zeiten garantiert eine automatische Zusatzheizung den Wärmekomfort. Gute Absorber wandeln über 90% der Sonneneinstrahlung in Wärme um, dies bedeutet pro Jahr kWh pro m2 Kollektorfläche. Für die Brauchwarmwassererwärmung sind im Einfamilienhaus ca. 1m2 Kollektorfläche pro Person und ein Warmwasserspeicher mit ca. 100 Liter pro Person notwendig. Mit ca. 5m2 Kollektorfläche und einem 500-Liter Speicher lässt sich ca % des jährlichen Warmwasserbedarfs decken. Für ein Mehrfamilienhaus sind ca. 0.5 bis 1m2 Kollektorfläche und ca. 50 Liter Speichervolumen pro Person notwendig. Bei einer Anlage zur Heizungsunterstützung soll die Kollektorfläche 1m2 pro 15m2 Energiebezugsfläche betragen und der Warmwasserspeicher ca. 140 Liter Inhalt pro m2 Kollektor haben. So kann ca % des Energiebedarfs für Heizung und Warmwasser solar gedeckt werden. Die Kollektoren können frei aufgestellt, ins Dach ein- oder aufgebaut oder an die Fassade montiert werden. Für den Ertrag einer thermischen Solaranlage sind die Neigung und die Ausrichtung massgebend. Der optimale Neigungswinkel liegt zwischen 40 (Brauchwassererwärmung) und 60 (Heizungsunterstützung). Für Flachkollektoren kann bei einer Südausrichtung am meisten Energie gewonnen werden. Die Grafik zeigt den Prozentsatz des optimalen Ertrags bei unterschiedlicher Ausrichtung und Neigung der Kollektoren. Daraus ist ersichtlich, dass auch bei anderen Ausrichtungen viel Sonnenwärme eingefangen werden kann, z.b. geneigte Kollektoren gegen Osten ergeben 80% Energieertrag der Südausrichtung. Vakuumröhrenkollektoren können ohne Ertragseinbusse auch horizontal aufs Dach gelegt oder vertikal als Balkongeländer montiert werden. Rechts sind die wichtigsten Kollektorenkonstruktionen schematisch dargestellt. Die Vakuumröhrenkollektoren haben einen um ca. 30% höheren Wärmeertrag als Flachkollektoren, kosten aber auch ca. 30% mehr. Flachkollektoren haben eine Bauhöhe von ca. 11cm und werden in verschiedenen Modulmassen angeboten. Vakuumröhrenkollektoren haben einen Röhrendurchmesser von ca. 10cm und eine Gesamthöhe 3

4 inkl. Tragkonstruktion von ca. 20cm. Solarstromanlagen Solarzellen bestehen aus Halbleitern, wie sie bei der Herstellung von Computer-Chips verwendet werden. Diese Halbleiter erzeugen unter Licht Elektrizität. Der Strom wird durch metallische Kontakte gesammelt. Der erzeugte Gleichstrom kann mit Hilfe eines Wechselrichters in Wechselstrom umgewandelt und so direkt ins öffentliche Elektrizitätsnetz eingespeist werden. Als Halbleiter wird in der Regel Silizium verwendet, das nach Sauerstoff zweithäufigste Element der Erdkruste. Solarstromzellen (Photovoltaikzellen) können ca % des Sonnenlichtes in Strom umwandeln, dies bedeutet eine jährliche Energieproduktion von ca kwh pro m2 Kollektorfläche. Die Nennleistung einer Solarstromanlage wird mit Kilowatt peak (kwp) angegeben. Sie bezeichnet die maximale Gleichstromleistung unter Standardbedingungen. 1 kwp benötigt eine Fläche von rund 8m2. Eine Kilowattstunde (kwh) ist im Gegensatz dazu die Einheit der produzierten Energie. Eine Anlage mit einer Leistung von rund 2 kwp (16m2) deckt 50% des elektrischen Energiebedarfs eines durchschnittlichen Haushaltes mit einem Stromverbrauch von 4 000kWh (Warmwassererzeugung nicht mit Elektroboiler). Grossflächige Anlagen sind wirtschaftlicher, da die Fixkosten für Wechselrichter und Zähler anteilsmässig weniger ins Gewicht fallen. Wie die thermischen Warmwasserkollektoren können auch die Solarstrommodule frei aufgestellt, ins Dach ein- oder aufgebaut oder an die Fassade montiert werden. Allerdings ist beim Dacheinbau eine ca. 20 cm hohe Hinterlüftungsebene einzuplanen, da hohe Zelltemperaturen zu erheblichen Ertragsverlusten führen können. Auch bei den Solarstromanlagen sind Neigung und Ausrichtung für den Ertrag entscheidend. Die nebenstehende Grafik zeigt den Prozentsatz des optimalen Ertrags bei unterschiedlicher Ausrichtung und Neigung der Kollektoren. Die grösste Energiemenge kann bei Südausrichtung und einer Neigung von 30 bis 60 erzielt werden, wobei horizontale Flächen nur eine Ertragseinbusse von 10% haben. Solarstromzellen können aus kristallinen (mono- und polykristallin) sowie amorphen oder Dünnschichtzellen hergestellt werden. Sie unterscheiden sich vor allem in Farbe und Erscheinungsbild. Dünnschichtzellen können auch auf Gläser und Wasserabdichtungsbahnen aufgebracht werden. Monokristalline Zellen erreichen den höchsten Wirkungsgrad, amorphe Zellen kosten am wenigsten. Solarstrom-Panels haben eine Bauhöhe von 3 5cm. Zusätzlich braucht es noch eine Unterkonstruktion und eine eventuell notwendige Hinterlüftung. Auf Wasserdichtungsfolien oder Gläsern aufgebracht sind Materialstärken von wenigen Millimetern möglich. 4

5 Empfehlungen für die Gestaltung Historische Bauten sind ein wichtiger Teil des Toggenburgs, die durch sorgfältig gestaltete Neubauten ergänzt werden soll. Bei der Förderung von erneuerbarer Energie und der Energieeffizienz soll deshalb diese kulturelle Ressource geschont und ebenso nachhaltig bewirtschaftet werden wie die Energie. Solaranlagen können mit relativ einfachen Mitteln in die Dächer und Fassaden von Neubauten integriert werden. Auch bei bestehenden Bauten finden sich gute Lösungen, so dass die Nutzung erneuerbarer Energie und gute Gestaltung kombiniert werden können. Worauf dabei geachtet werden soll, wird in den folgenden Empfehlungen beschrieben. Neubauten Für Neubauten können die Empfehlungen für bestehende Bauten ebenfalls angewendet werden. Die Fassadenintegration der Solaranlagen ist meist nur bei Neubauten möglich. Für eine gute Fassadenintegration ist ein stimmiges architektonisches Konzept notwendig. Die Solarkollektoren sollen sich in die bestehende Fassadengliederung integrieren, indem z.b. Bauteile wie Fensterbrüstungen, Balkongeländer, Klebedächer möglichst vollflächig mit Solaranlagen bedeckt werden. Nebenstehende Fotos zeigen einige gute Beispiele. Wo sind diese? Bestehende Bauten Standorte Bei bestehenden Bauten soll zuerst der geeignete Standort für eine Solaranlage gefunden werden. Sie können auch auf Nebengebäuden oder Anbauten platziert werden, wenn die entsprechenden Standorte nicht verschattet sind. Nebengebäude und Anbauten sind im siedlungs- und städtebaulichen Kontext meist weniger empfindlich als Hauptgebäude. Nebengebäude und Balkonbrüstungen, Hofraum und Garten, Vor- und Klebedächer, aber auch Trenn- und Umfassungsmauern eignen sich ebenfalls für die Installation von Solaranlagen. Bei günstiger Anordnung kann durchaus eine befriedigende Gesamtwirkung erzeugt werden, ohne dass grosse Bodenflächen beansprucht werden müssen. Vakuumröhrenkollektoren zur Warmwassererwärmung können auch vertikal, z.b. als Balkongeländer, eingebaut werden (unterstes Bild). Wo? Freistehende Anlagen Solaranlagen können auch als freistehende, eigenständige Anlagen gebaut werden, wenn sie sich innerhalb der Bauzone befinden. Folgende optischen Richtlinien müssen beim Bau einer Anlage berücksichtigt werden: Steildächer Solaranlagen auf Steildächern sollten in einer Fläche zusammengefasst werden. So ordnen sie sich besser in die meist grossflächigen Dächer ein. Bei einer Aufteilung der Module in mehrere Felder entstehen statt grossflächigen Dachabschnitten «optische Löcher» und eine Segmentierung des Daches. Unsere Bauten sind meist durch rechteckige Formen geprägt. Wenn Solaranlagen rechteckig ausgeführt werden, schafft die Gemeinsamkeit der Formen eine starke optische Einbindung in die Dachlandschaft. 5

6 Horizontlinien und seitliche Begrenzungen von Bauten gehören zu den stärksten Merkmalen unserer gebauten Umwelt. Solaranlagen sollen darum nur innerhalb der Dachbegrenzungslinien (First, Walm, Traufe, seitliche Dachränder) angeordnet werden. Um eine gute Gesamtwirkung zu erhalten, ist die Montage im Traufbereich anzustreben. Wenn Solaranlagen die parallelen Flächen und Linien von Dachflächen übernehmen, wird eine starke Integrationswirkung erzielt. Die Module sollen nur in der Dachneigung montiert werden, damit sie sich in die Dachfläche einordnen. Falls die Solaranlagen den Dachabschnitt vollflächig bedecken, können auch mit formal angepassten Kollektorflächen optisch gute Lösungen erreicht werden. Kleinflächige Solaranlagen Solaranlagen mit kleinem Dachflächenanteil integrieren sich am besten, wenn sie als rechteckiges Band im unteren Drittel des Daches angeordnet werden. Dabei sollen die einzelnen Module möglichst stehend angeordnet werden. In besonderen Fällen können sich auch vertikale Kollektorflächen gut in die Dachlandschaft integrieren. Grossflächige Solaranlagen Bei Anlagen mit einem Dachflächenanteil von über 50% soll geprüft werden, ob das ganze Dach mit Solarmodulen bedeckt werden kann. Wenn die Solaranlagen die gesamte Dachfläche bedecken, ist ebenfalls eine gute Integration gegeben. Flachdächer Solaranlagen auf Flachdächern müssen innerhalb der nebenstehend definierten Niveaulinie eingebaut werden, damit sie sich dem Gebäude unterordnen. Bei Gebäuden mit geschlossenen Brüstungen beziehen sich die Masse auf die Oberkante der Brüstung (ist nicht zwingend, siehe Högg). 6

7 Das Gute liegt im Detail Für eine gute Integration von Solaranlagen sind auch die folgenden Details wichtig. Sie können für alle oben genannten Montagevarianten angewendet werden. Kollektoreinbau dachbündig Dachbündigkeit oder niedrige Bauhöhe von Solarmodulen wirken integrierend, sodass die Solaranlagen ein Teil der Gebäudehülle werden. Falls der dachbündige Einbau nicht möglich oder nur mit einem unverhältnismässig hohen Aufwand möglich ist, soll der gesamte Aufbau die Dachfläche um höchstens 10cm überragen. Leitungen und Armaturen unter Dach führen Leitungen und Armaturen sollten unter Dach geführt werden. Wenn dies nicht möglich ist, soll der Vor- und Rücklauf in der Art eines Regenfallrohres installiert werden. Farben der Anschlüsse Die Farben der einzelnen Flachkollektoren sind systembedingt dunkel und über die ganze Fläche gleichfarbig. Eine farbliche Integration in alte Ziegeldächer ist daher nicht möglich. Alle Blechabschlüsse der Kollektoren sollen jedoch mit dem gleichen Material ausgeführt werden wie dasjenige des bestehenden Daches, im Zweifelsfall eher mit dunklen Materialien. Bei Neubauten kann das Material der Dacheindeckung im Farbton der Solarkollektoren gewählt werden, um die Integration in die Dachfläche zu verbessern. Kombination Solarstrom und thermische Sonnenkollektoranlagen Eine gute optische Integration von Solarstrom- und thermischen Sonnenkollektoranlagen ins gleiche Schrägdach ist nur möglich, wenn Rastermasse, Farben und Einbauhöhen der beiden Kollektorsysteme aufeinander abgestimmt sind. Auf einem Flachdach aufgeständert ist die Kombination von Solarstrom- und thermischen Sonnenkollektoranlagen jedoch meist problemlos möglich. Spielraum der Bewilligungsbehörde Art. 18a RPG geht als Bestimmung des Bundesrechts allen kantonalen und kommunalen Vorschriften vor. Für die Anwendung von Spezialbestimmungen des Planungs- und Baugesetzes oder des Baureglements beispielsweise zum Ortsbildschutz bleibt daher kein Raum. Sind die geschilderten Voraussetzungen des Art. 18a RPG erfüllt, haben die Behörden die Baubewilligung zwingend zu erteilen. Bei der Beurteilung der sorgfältigen Integration der Solaranlage in die Fassaden oder Dachflächen verbleibt den Behörden namentlich bei jenen Vorhaben, welche kein Kulturdenkmal von kantonaler oder nationaler Bedeutung betreffen, allerdings ein gewisser Beurteilungsspielraum. Die im vorliegenden Leitfaden enthaltenen Empfehlungen dienen dabei als Entscheidungshilfe. Sie enthalten Beispiele für gut eingepasste Solaranlagen. Auch die Fachkommission orientiert sich bei der Beurteilung von Solaranlagen an oder auf Kulturdenkmälern von nationaler und kantonaler Bedeutung an diesen Empfehlungen. Ihre Stellungnahme ist durch die Behörden beim Entscheid zu berücksichtigen. Ein Beurteilungsspielraum besteht in diesen Fällen grundsätzlich nicht. 21. Juni 2011, Christiane Pietsch, energietal-toggenburg 7