Photovoltaik: Funktionsweise, Technik und Installation / 6.3 Statische Anforderungen

Bei den statischen Anforderungen einer PV-Anlage ist zwischen der Gebäudestatik und der Systemstatik der Anlage zu unterscheiden.

6.3.1 Gebäudestatik

Die Gebäudestatik misst die Standsicherheit der Gebäudekonstruktion. Wenn eine PV-Anlage installiert werden soll, sollte vorab die Statik des Daches überprüft werden. Die durchschnittlichen Zusatzlasten, die ein Dach tragen kann, unterscheiden sich dabei je nach der Dachform. Im Schnitt ist von folgenden Belastungen durch die PV-Anlage mit kristallinen Modulen auszugehen (bei Dünnschichtmodulen ist die Belastung deutlich geringer):

• Schräg- oder Steildach: 20 bis 25 kg/m²
• Flachdach ohne Dachdurchdringung: 7 bis 12 kg/m²
• Flachdach mit Dachdurchdringung: 18 bis 30 kg/m²

Zwar dürfte bei diesen Werten die Belastung durch eine PV-Anlage auf dem Dach bei den meisten Dächern unproblematisch sein, doch insbesondere bei älteren Dächern oder in Regionen mit verstärktem Wind- oder Schneeaufkommen sorgt eine Berechnung der Statik vor der Installation der PV-Anlage in jedem Fall für mehr Sicherheit. Geprüft wird dabei, welche Lastreserven vorhanden sind, um das zusätzliche Gewicht der PV-Anlage auffangen zu können. Diese Prüfung schließt die Tragfähigkeit der Dachunterkonstruktion (Sparren, Pfetten, Unterzüge) und der tragenden Dacheindeckung (z. B. Ziegel/Pfannen, Schiefer, Trapezblech und flächige Deckplatten) ein.

Praxis-Tipp

Lebensdauer der PV-Anlage berücksichtigen

Bei einer festinstallierten PV-Anlage ist von einer Betriebsdauer von bis zu 30 Jahren auszugehen. Die Betreiber sollten sich daher vor der Installation in jedem Fall einen gründlichen Einblick in die Qualität oder Renovierungsbedürftigkeit der Dacheindeckung verschaffen, da für Reparaturarbeiten die PV-Anlage demontiert werden muss. Eine vorgezogene Ausbesserung spart unnötige Kosten während des Betriebs der Anlage.

Der Hauseigentümer ist als Bauherr für eine ordnungsgemäße Statik verantwortlich, der Installationsbetrieb für die Standsicherheit der PV-Anlage. Er ist nicht verpflichtet, eine Statik-Berechnung vorzunehmen, wird dies jedoch im Zweifelsfall (vor allem bei älteren Dächern und Flachdächern) empfehlen. Bei vielen Installationsbetrieben und Solarteuren ist eine Statik-Prüfung im Komplettpreis inbegriffen.

Die Berechnung dürfen nur geprüfte Statiker oder Architekten durchführen. Sie können aus den Bauplänen die ursprünglichen Lasten ermitteln, für die ein Gebäude konzipiert wurde. Bei älteren Häusern fehlen die Baupläne oftmals und werden auch beim Bauamt nicht archiviert. Hier ist dann zunächst eine Bauzustandsüberprüfung mit neuen statischen Berechnungen durchzuführen. Je nach Prüfungsumfang ist für die Statik-Prüfung mit Kosten zwischen 300 bis 1.000 EUR zu rechnen.

Achtung

Asbesthaltige Dacheindeckung

Ältere Häuser (vor allem im ländlichen Bereich) sind häufig noch mit Wellplatten oder Wellzementplatten/Faserzementplatten (Eternitplatten) eingedeckt. Diese alten Eternitplatten mit Baujahr 1990 oder älter enthalten häufig Asbest. Bei Beschädigung oder Abnutzung der Platten können krebserregende Asbestfasern freigesetzt werden. Ab dem Produktionsjahr 1990 gelangten Eternitplatten grundsätzlich nur noch ohne Asbest in den Handel. Gemäß den technischen Regeln für Gefahrstoffe TRSG 519 dürfen asbesthaltige Dacheindeckungen grundsätzlich nicht überbaut werden. Das gilt auch für PV-Anlagen. Vor einer Installation sollte daher in jedem Fall die Dacheindeckung auf Asbest getestet werden.

6.3.2 Systemstatik

Die Systemstatik meint die Befestigungskonstruktion (Unterkonstruktion) der PV-Anlage auf dem Dach bzw. an der Fassade. Sie misst die dauerhafte Standsicherheit der Anlage und muss verantwortlich vom Installationsbetrieb berechnet und garantiert werden (Standsicherheitsnachweis – siehe auch Kap. 6.5). Hierbei sind neben der Beschaffenheit des Dachtyps, der Dachkonstruktion und der Dachhaut alle zusätzlichen Lasten aus Wind und Schnee gemäß DIN EN 1991 zu berücksichtigen.

In der Praxis läuft das in aller Regel so ab, dass der Installateur oder Solarteur mit einer Software arbeitet, die vom Hersteller der Unterkonstruktion zur Verfügung gestellt wird. In diese Software müssen die am Standort der PV-Anlage gültige Wind- und Schneelastzone sowie die geplante Montagevariante (Schrägdach/Flachdach) eingefügt werden. Die Software liefert dann die notwendigen Materialstärken für die Unterkonstruktion und gibt auf einem Plan die notwendigen Befestigungs- oder Balastierungspunkte und deren Anordnung auf dem Dach an.

Der Hersteller der Befestigungskonstruktion muss nachweisen, dass deren Komponenten die am Standort auftretenden Kräfte auch aufnehmen können. Dabei kann er entweder auf Bauteile zurückgreifen, die eine Bauartzulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) haben oder er muss für jede seiner Komponenten eine Prüfung im Einzelfall durchführen, diese dokumentieren und dem Installateur verfügbar machen. Die erforderlichen Einzelnachweise sind in der Richtlinie VDI 6012 Blatt 1.4. zusammengestellt.

Praxis-Tipp

Web-Tipp: VDI 6012 Blatt 1.4

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