Bei der Planung von Photovoltaikanlage sollte die Statik und das Gewicht unbedingt berücksichtigt werden. Warum das so ist und wie man die Statik des Dachs berechnet, erfahren Sie in diesem Ratgeber.
Das Wichtigste zuerst
- Die Dachstatik ist wichtig, damit das Dach die zusätzliche Last der PV-Anlage sicher trägt;
- Eine Statikberechnung ist nicht vorgeschrieben, aber die Tragfähigkeit und Wetterschutz des Dachs sollten sichergestellt sein;
- Die Statikberechnung für Photovoltaik kostet 300 bis 1.000 €, wobei seriöse Anbieter diese Prüfung oft im Angebotspreis inkludieren;
- Eine PV-Anlage erzeugt ein Gewicht von 12 bis 33 kg pro m², was 80 bis 170 kg pro kWp entspricht.
Warum ist die Dachstatik bei der Installation einer PV-Anlage wichtig?
Die Dachstatik ist entscheidend für die Installation einer PV-Anlage, da sie Auskunft über die Tragfähigkeit des Dachs gibt. In Neubauten werden die zusätzlichen Lasten bereits mit berechnet, sodass meist keine Gefahr besteht. Anders sieht es bei bestehenden Gebäuden. Hier kann das Gewicht einer Solaranlage im schlimmsten Fall zu Einstürzen und teuren Reparaturen führen.
Ist die Berechnung der Statik einer PV-Anlage Pflicht?
Eine Berechnung der Statik ist nicht vorgeschrieben. Die meisten Schrägdächer verkraften die zusätzliche Belastung problemlos, und auch die Installation auf Flachdächern ist meist ohne Weiteres möglich. Dennoch liegen Zusatzlasten auf dem Dach. Sie sollten sicherstellen, dass die Solaranlage auf dem Dach vor Schäden bei extremen Witterungsbedingungen geschützt ist.
Wann sollte die Statik berechnet werden?
Es statische Berechnung empfiehlt sich bei älteren Gebäuden, die über keine statischen Unterlagen verfügen. Des Weiteren sollten Sie die Statik bei Flachdächern berechnen, da Beschwerung für die Befestigung der Anlage notwendig ist. Zudem ist eine Prüfung durch einen Statiker in Gebieten sinnvoll, die stark von Windeinflüssen und Schneelasten betroffen sind.
Dachstatik vs. Statik der Haltekonstruktion
Die Gebäudestatik zeigt die Stabilität eines Bauwerks vom Fundament bis zum Dach. Prüfen Sie vor der Installation einer PV-Anlage, ob genügend Lastreserven auf dem Dach vorhanden sind. Achten Sie dabei auf die Tragfähigkeit der Dachkonstruktion (Sparren, Pfetten, Balken) sowie die Dacheindeckung (Trapezblech, flache Deckplatten).
Anders sieht es bei der Statik der Solaranlage aus. Der Installateur oder Anlagenplaner ist allein für die Überprüfung der Standsicherheit der Photovoltaikanlage und die Auswahl des Montagesystems verantwortlich.
Der Installateur muss die Photovoltaikanlage und ihre Montagekonstruktion berechnen, und eine sichere und stabile Installation auf dem Dach gewährleisten. Dabei müssen Faktoren wie Dacheigenschaften, Struktur, Verkleidung und äußere Bedingungen wie Schnee- und Windlasten berücksichtigt werden. Diese Informationen bestimmen die Auswahl, Dimensionierung, Anordnung und Befestigung des Montagesystems.
Der Installateur entscheidet über das Trägersystem für die PV-Module und darüber, wie die Last verteilt oder auf dem Dach befestigt werden soll. Ein rechnerischer Nachweis ist erforderlich.
Was kostet die Statikberechnung für Photovoltaik?
Die Statikberechnung für Photovoltaik kostet 300 bis 1.000 €, je nach Größe des Daches. Bei seriösen Solarteuren ist die Prüfung der Statik in der Regel im Angebotspreis enthalten, um unerwartete Zusatzkosten zu vermeiden.
Welche Unterlagen benötige ich für die Statikberechnung?
Der Statiker benötigt zum einen die statischen Berechnungen des Daches für das zu installierende Befestigungssystem. Diese Berechnungen werden in der Regel vom Architekten oder dem zuständigen Statiker beim Bau eines Hauses erstellt. Liegen die Unterlagen bei einem älteren Gebäude nicht vor, konsultieren Sie die Baubehörde. Bauherren sind für die Archivierung ihrer Unterlagen selbst verantwortlich. Sind die erforderlichen Unterlagen nicht vorhanden, muss ein zertifizierter Statiker die Gebäude- und Dachverhältnisse erneut prüfen und eine neue statische Berechnung durchführen.
Wie viel Gewicht pro m² erzeugt eine PV-Anlage?
Eine PV-Anlage erzeugt ein Gewicht von 12 bis 33 kg pro m². Umgerechnet können Sie mit 80 bis 170 kg pro kWp rechnen. Das heißt, eine 10 kWp-Anlage erzeugt eine Last zwischen 800 und 1.700 kg.
Dabei fällt weniger Gewicht bei Aufdachanlagen an als bei Flachdachanlagen. Grund ist, dass auf dem Flachdach zusätzliche Beschwerung notwendig ist.
| Bauteil | Gewicht |
|---|---|
| Solarmodul | 10,0 - 11,0 kg/m² |
| Montagesystem | 1,5 - 3,0 kg/m² |
| Beschwerung (Flachdach) | 6,0 - 19,0 kg/m² |
| Gesamt | 11,5 - 33,0 kg/m² |
Wie berechnet man die Statik und die Dachlast für die Installation einer PV-Anlage?
Bei der Berechnung von Solar- oder Photovoltaikanlagen richtet sich der Statiker oder Solarteur nach DIN 1055 und DIN EN 1991 (Eurocode 1). Sie berücksichtigen ständige Lasten, wie Eigenlasten und zusätzliche Lasten aus Wind und Schnee.
Dachform und ständige Lasten
Der Statiker beurteilt zunächst die Form des Daches und bestimmt seine Tragfähigkeit. Bei geneigten Dächern liegt die Berechnung bei 16 bis 24 kg pro m², während sie bei Flachdächern je nach Dachdurchdringung zwischen 7 und 120 kg pro m² liegt. Der Statiker berücksichtigt auch das Gewicht der PV-Anlage.
| Art des Daches | Gewicht |
|---|---|
| Schrägdach | 16 bis 24 kg/m² |
| Flachdach ohne Dachdurchdringung | 7 bis 12 kg/m² |
| Flachdach mit Dachdurchdringung | 18 bis 30 kg/m² |
| Flachdach mit Wanne, abhängig von der Gebäudehöhe | 30 bis 120 kg/m² |
Windlasten
Winddruck und Windsog sind zwei permanente Windeinflüsse, die auf das Dach eines Gebäudes wirken. Die Höhe des Gebäudes und die Windzone, in der es sich befindet, bestimmen die Berechnung. Deutschland ist je nach Lage in vier Windzonen eingeteilt - Binnenland, Nordseeküste, Ostseeküste oder Insel in der Nord-/Ostsee. Der Geschwindigkeitsdruck des Windes wird auch durch die Höhe des Gebäudes beeinflusst.
Der Geschwindigkeitsdruck wird nach dem unten beschriebenen vereinfachten Verfahren gemessen.
| Windzone | Geschwindigkeitsdruck Gebäudehöhe ≤ 10 m | Geschwindigkeitsdruck Gebäudehöhe 10 m bis ≤ 18 m | Geschwindigkeitsdruck Gebäudehöhe 18 m bis ≤ 25 m |
|---|---|---|---|
| 1 – Binnenland | 0,5 | 0,65 | 0,75 |
| 2 – Binnenland | 0,65 | 0,8 | 0,9 |
| 2 - Inseln der Ostsee/Küste | 0,85 | 1 | 1,1 |
| 3 – Binnenland | 0,8 | 0,95 | 1,1 |
| 3 - Inseln der Ostsee/Küste | 1,05 | 1,2 | 1,3 |
| 4 – Binnenland | 0,95 | 1,15 | 1,3 |
| 4 - Inseln der Ostsee/Küste | 1,25 | 1,4 | 1,55 |
| 4 - Inseln der Nordsee | 1,4 |
Schneelasten
Zudem spielt der Schneefaktor eine wichtige Rolle. Modulneigung, Anlagenstandorthöhe und Schneelastzone fließen in die statistische Berechnung. In Deutschland gibt es drei Schneelastzonen für die Statik.
Die Berechnung basiert auf den folgenden Formeln:
- Zone 1: sk = 0,19 + 0,91 * ((A+140)/760)²
- Zone 2: sk = 0,25 + 1,91 * ((A+140)/760)²
- Zone 3: sk = 0,31 + 2,91 * ((A+140)/760)²
Der Buchstabe A in diesen Formeln steht für die Höhe über dem Meeresspiegel. Vorschriften, die auf diesen Formeln basieren, gelten nur bis zu einer Höhe von 1.500 Metern. Oberhalb dieser Höhe müssen Sie die Schneelasten direkt bei den örtlichen Behörden einholen.
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