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Statik bei Photovoltaikanlagen

Statik bei Photovoltaikanlagen

Was ist Statik?

Die Statik ist die Berechnung der Bauteile auf Zuverlässigkeit und Sicherheit. Hier werden die einzelnen aufeinander wirkenden Kräfte berechnet und bestimmt.

Die Gebäudestatik ist vor dem Bau einer Photovoltaikanlage zu prüfen. Kann das Gebäude die Lasten einer Photovoltaikanlage tragen? Wie viele Lasten entstehen durch die Photovoltaikanlage? Es gibt mittlerweile unterschiedliche Modultypen (Glas-Glas ist schwerer als Glas-Folie) und Unterkonstruktion (Dachparallel oder als Flachdach mit Beschwerung). Aber auch durch die Anbringen des Wechselrichters auf dem Dach  sollte mit einkalkuliert werden.

Bei Photovoltaikanlagen gibt es nicht nur die Gebäudestatik zu beachten, sondern auch die Systemstatik. Sie beinhaltet die Unterkonstruktion, die Befestigung am Dach, sowie eventuelle Beschwerungen (siehe Bild Flachdach).

Statik bei Photovoltaikanlagen

Immer wieder wird das Thema Statik bei Photovoltaikanlagen vernachlässigt. Installateure schützen sich vermeidlich mit dem Passus „Statik wird  bauseits erbracht“. Der Statikbericht eines Gebäudes wird oft nicht beim Bau einer Photovoltaikanlage auf ein Einfamilienhaus eingesehen. Frei nach dem Motto: Des passt scho.

Der Kunde glaubt dem Unternehmer, denn dieser ist vom Fach, wenn es einer wissen muss, dann er. Liebe Bauherren, nicht jeder Solarteur weiß, wie man einen Statikbericht liest. Und selbst, wenn im Statikbericht eine Photovoltaik als Last berechnet wurde, heißt, dass noch lange nicht, dass eine Photovoltaikanlage installiert werden kann.

Bei Bauherren von Gebäuden die keinen Statikbericht vorlegen können, wird mancher Solarteur sich auf die Einigung einlassen in seinem Angebot zu vermerken, dass die Statik bauseits erbracht wird und die Photovoltaikanlage auf das Dach montieren.

In diesem Fall gibt es mehrere Risiken:

  • Wer das Dach nicht kennt, kann auch bei der Montage schon einen Fehl-Tritt machen, dies kann Leib und Leben gefährden.
  • Hält das Dach nach der Montage der Photovoltaikanlage, heißt das noch nicht, dass es Wind und Winterwetter übersteht -> siehe Eislaufhalle in Bad Reichenhall.
  • Beim Schaden vom Dach und Photovoltaikanlage bei Wind- und Wetter übernehmen viele Versicherungen ohne Statikbericht den Schaden nicht.

Die fachliche Verantwortung liegt hier beim Installateur und/oder Planer, nicht beim Bauherren, der Anmerkung „die Statik wird bauseits erbracht“ wird vor Gericht nicht gelten. Die Fachkraft ist hierfür verantwortlich.

Beispiel

Wir hatten vor ein paar Jahren mal ein Projekt bei dem eine Industriehalle neugebaut wurde. Industriehallen haben einen Dachsparren Abstand von ca. 2,5 m, im Einfamilienhaus liegt der zwischen 50-100 cm. Der Statiker für die Industriehalle berechnete auf Wunsch des Bauherren das Gewicht der Photovoltaikanlage mit ein. Er kalkuliert das Gewicht der Photovoltaikanlage auf die Sparren(Stabwerk) und nicht auf die Dachfläche. Die Dachhaut ist eine Kalzip-Eindeckung (Falzabstand: 50 cm). Die Photovoltaikanlage könnte alle 50 cm auf dem Kalzipdach mit den entsprechenden Rundfalzklemmen befestigt werden. Das Gewicht der Photovoltaikanlage würden dann auf die Dachfläche alle 50 cm verteilt werden. Die Gebäudestatik hat hier allerdings das Gewicht auf die Sparren berechnet, d.h. alle 2,5 m darf die Photovoltaikanlage ihr Gewicht auf die Sparren bringen.

Dies ist mit dem Einschienensystem der Photovoltaikanlage nicht möglich. Ich untersuchte die Möglichkeit des Kreuzverbunds. Hier werden die ersten Schienen auf den Pfetten alle 2,5m befestigt und die Modulschienen gekreuzt montiert. Auf die Modulschienen kommen im Anschluss die Photovoltaikmodule, diese liegen dann nicht im Hochformat, sondern quer auf dem Dach.

Durch diese Möglichkeit wird die Gebäudestatik berücksichtigt, die Systemstatik der obengenannten Unterkonstruktion wurde von mehreren Herstellern überprüft und nicht freigegeben. Denn die schmalen Unterkonstruktionsschienen würden das ganze Gewicht der Photovoltaikmodule über 2,5m tragen müssen. Auch die dicksten Schienen wären für die Länge von 2,5 Metern nicht geeignet.

D.h. die Gebäudestatik kann eingehalten werden, die Systemstatik nicht oder die Systemstatik wird eingehalten, aber die Gebäudestatik nicht. Bei diesem Projekt kann keine Photovoltaikanlage installiert werden, denn der Statiker hat hier die Lasten berechnet, allerdings nicht den praktischen  Teil der Systemstatik bedacht.

Im 1. Worstcase wäre das Dach durch den Druck von Schnee- und Wind zusammengekracht, hätte Maschinen und vor allem Menschenleben gefährdet. Oder im 2. Fall hätten sich die Module inklusive dem Dach von der Halle gelöst, wären auf die Straße oder Zuggleise geflogen mit ähnlichen möglichen Folgen.

 

 

In der DIN 1055 werden die Lastannahmen bei Gebäuden geregelt. Hier sind auch die Wind- und Schneelastklassen zu berücksichtigen.

Schneelast

Damit das Gebäude auch im Winter bei viel Schnee, stehen bleibt, werden im Statikbericht die möglichen Schneelasten berechnet. Deutschland ist in vier Schneelastzonen aufgeteilt, diese sind in einer Karte dargestellt. Des Weiteren spielt bei der Schneelastberechnung auch die Geländehöhe und die Dachneigung eine wichtige Rolle.

Windlast

Die Windlasten  sind wie die Schneelasten in Zonen aufgeteilt und werden auch über Tabellen mit Geländehöhe, Windgeschwindigkeit und Staudruck berechnet. Auch örtliche topographische Einflüsse zum Beispiel Hochhäuser sind hier zu beachten.

–> Ein guter Statiker kennt seine Region und weiß auf Besonderheiten zu achten. Nehmen Sie für Ihre Bauvorhaben lieber immer einen Statiker aus umliegender Nähe des Bauvorhabens als einen der weit weg und vielleicht günstiger ist, aber die Besonderheiten Ihrer Region nicht beachtet.