Statische Berechnung zu PV-Anlagen
PV Anlagenergänzungen – braucht man hierzu eine Statik?
Die Sonne – eine unendliche und kostenlose Energiequelle, die uns jeden Tag mit Strom versorgt. Die Vorstellung, dass uns dieser weit entfernte Kernreaktor mit einer Strahlungsenergie von ca. 6000 Kelvin in der Zukunft von allen endlichen Ressourcen befreit ist zugegeben schon sehr wunderbar.
Die Integration von Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen) auf Bestandsdächern ist eine nachhaltige Möglichkeit, erneuerbare Energie zu erzeugen und in Grenzen Autarkie zu erreichen. Sowohl die öffentliche Hand, wie auch zahlreiche Privatpersonen investieren in diese Zukunft, wodurch sich planerische Fragen zu diesem Thema häufen.
In diesem Beitrag soll auf die Notwendigkeit und übliche Vorgehensweisen bei der Bewertung zur Standsicherheit und Tragfähigkeit von Bestandsdächern aufgezeigt werden.
Ist eine statische Bewertung überhaupt notwendig?
Ganz klar, ja! In der Praxis hört man oft, dass die paar Kilogramm doch kein Problem sein sollten. Aber wer sagt, dass der Ist-Zustand des Daches unter den normativen Extremallasten überhaupt standsicher ist.
Neben den statischen Nachweisen zur PV-Anlage selbst (v.A. Windsogverankerung) gilt es also zu klären, ob der Bestand überhaupt noch in der Lage ist dieses zusätzliche Gewicht sicher abzutragen.
Wie sieht normalerweise das Vorgehen bei der statischen Bewertung des Bestandes aus?
Schritt 1: Prüfung des Bestandes
Der erste und entscheidende Schritt bei der Ergänzung von PV-Anlagen auf Bestandsdächern ist die gründliche Prüfung des vorhandenen Daches sowie der vorliegenden Bestandsunterlagen. Hierbei geht es darum, den aktuellen Zustand der Dachkonstruktion, die Querschnitts- und Systemdaten sowie mögliche Detailinformationen (z.B. zur damaligen Bemessung und den getroffenen Lastannahmen) zu erfassen.
Diese Erstanalyse ist wesentlich um die weitere Vorgehensweise in die richtige Richtung zu lenken.
Schritt 2: Ersteinstufung
Eine erste Einschätzung zu den möglichen Auswirkungen einer zu ergänzenden PV-Anlage liefert ein einfacher Lastvergleich. Hierbei wird die prozentuale Zunahme des Dachgewichts durch die PV-Anlage berechnet. Gerade bei sehr leichten Dachkonstruktion (v.A. Holzdachstühle) können bereits wenige Kilogramm Zuwachs eine deutliche prozentuale Laststeigerung bedeuten. In solchen Fällen sind explizite Nachweise zur bestehenden Dachkonstruktion dringend notwendig.
Auch die grundsätzliche Bewertung der statischen Systeme und die Untersuchung möglicher Umlagerungsmöglichkeiten sollte bei der Ersteinschätzung zu tragen kommen.
Schritt 3: Statische Nachrechnung
Wenn es Unsicherheiten hinsichtlich der Tragfähigkeit gibt oder die prozentuale Zunahme des Dachgewichts als kritisch eingestuft wird, erfolgt eine detaillierte statische Nachrechnung der tragenden Bauteile des Bestandes.
Dies beinhaltet eine genaue Analyse der vorhandenen Tragstrukturen, wobei sich die Nachweise i.d.R. nur auf die in direkter Verbindung stehenden Bauteile konzentrieren. Das heißt Nachweise bis hin zu den Gründungsbauteilen sind in den meisten Fällen nicht notwendig.
Die statische Nachrechnung stellt sicher, dass die Integration der PV-Anlagen auf dem Bestandsdach die Standsicherheit gewährleistet und keine Gefahr für das Gebäude darstellt. Je nach den vorliegenden Informationen (Einsehbarkeit/Bestandsunterlagen) können Sondierungen und entsprechende Untersuchungen vor Ort notwendig werden, um an die für die Bemessung notwendigen Querschnitts- und Materialdaten zu gelangen.
Fazit
Die statische Bewertung der Bestandsdächer ist ein entscheidender Schritt, um eine geplante Ergänzung von PV-Anlagen zu ermöglichen. Schalten Sie bereits frühzeitig einen Tragwerksplaner in die Planung ein, um die Machbarkeit bzw. die Kriterien der Umsetzung festzulegen. Durch die gründliche Prüfung des Bestandes kann sichergestellt werden, dass die PV-Anlage sicher und ohne Risiken installiert werden kann.
Je nach Konstruktionsform und den gewünschten PV-Anlagen-Systemen kann die Machbarkeit i.d.R. mit Einem oder Mehreren der vorgestellten Schritten ermittelt werden.
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