Kosten für PV-Statik bei der Projektierung

Eine PV-Anlage stellt bei großen Anla­gen eine rel­e­vantes Invest­ment dar. Die Investi­tion sollte gut über­legt sein, wenn man bedenkt, dass bei einem wartungsan­fäl­li­gen Bauteil wie das Dach zusät­zliche tech­nis­che Risiken (z. B. Dachtragfähigkeit) im Gebäudebe­stand vorherrschen. Um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern (höhere Ren­dite) wird gern an Gutacht­en und Strate­gien im Umgang mit tech­nis­chen Risiken ges­part. “Das Dach hält schon; hat doch immer gehal­ten”, heißt es dann. Nicht nur rechtlich gehen Eigen­tümer damit ein großes Risiko ein. Ein großer Schaden kön­nte beispiel­sweise entste­hen, wenn die Tragstruk­tur des Daches durch Über­be­las­tung nach­haltig beschädigt wird. Eine Instand­set­zung des Trag­w­erkes kann — ins­beson­dere bei großen Hallen — einem Totalschaden nahe kom­men. Die Ein­trittswahrschein­lichkeit mag ger­ing, aber nicht aus­geschlossen sein. Am nach­fol­gen­den Rechen­beispiel soll zahlen­mäßig erläutert wer­den, welch­es Risiko ein Schaden am Dachtrag­w­erk mit sich bringt und in welchem Ver­hält­nis dieses zu den Kosten für einen Gutachter ste­ht.

Warum PV-Statik? Was ist das Risiko und wie bewertet man das technische Risiko?

Ein tech­nis­ches Risiko wird definiert durch eine Betra­ch­tung des poten­ziellen Schaden­saus­maßes und der Ein­trittswahrschein­lichkeit. Math­e­ma­tisch berech­net man einen Risiko-Erwartungswert durch Mul­ti­p­lika­tion des poten­ziellen Schadens im Ein­tritts­fall und der geschätzten Ein­trittswahrschein­lichkeit:

Risiko = Schaden­saus­maß x Ein­trittswahrschein­lichkeit

Um den Erwartungswert zu bes­tim­men sind zunächst die poten­ziellen Risiken bei Instal­la­tion ein­er PV-Anlage (qual­i­ta­tiv, the­o­retisch beschreibend) zu iden­ti­fizieren. Zur Ver­an­schaulichung sollen in diesem Beispiel zunächst nur baukon­struk­tiv­en /technischen Risiken berück­sichtigt wer­den. Das Risiko bei Instal­la­tion ein­er PV-Anlage beste­ht unter anderem darin, dass die durch eine PV-Anlage verur­sachte Zusat­zlast auf dem Dach ein so hohes Gewicht darstellt, welch­es von der Dachkon­struk­tion sta­tisch nicht mehr aufgenom­men wer­den kann. Es kommt zu Beschädi­gun­gen des Dachtrag­w­erkes, bis hin zum Ver­sagen. Je nach Dachtrag­w­erk entste­hen meist zunächst starke Durch­biegun­gen, die wiederum die Entwässerung bee­in­flussen und so zu Beschädi­gun­gen der Dachhaut führen kön­nen. An anderen Baukon­struk­tio­nen kann es sein, dass eine noch weit­ere Belas­tung zur Beein­träch­ti­gung der Stand­sicher­heit führen kann (sta­tis­che Über­aus­nutzung beim Span­nungsnach­weis). Wir let­zter­er Fall angenom­men, bes­timmt sich das Schaden­saus­maß durch die Kosten, die zur Behe­bung des Schadens (Wieder­her­stel­lung) erforder­lich wären. Der Ein­bruch des Daches würde ein­er­seits bauliche Kosten verur­sachen (Wieder­hestel­lung des Daches), ander­er­seits einen Pro­duk­tion­saus­fall (im Gewerbe; oder Mietaus­fall im Wohn­bau) während der Wieder­her­stel­lung verur­sachen. Weit­er­hin kön­nen Ein­rich­tungs­ge­gen­stände oder gar Per­so­n­en beim Ein­sturz beschädigt/verletzt wer­den. Beispiel­haft wird der Schaden auf 2.000.000 € als Sach- und Per­so­n­en­schä­den definiert.

Die Ein­trittswahrschein­lichkeit ist abhängig vom Dachzu­s­tand, dem Stan­dort (inkl. äußeren Rah­menbe­din­gun­gen am Stan­dort wie Wind, Schnee und Erd­beben) und der Dachkon­struk­tion. Beispiel­haft soll ein augen­schein­lich intak­tes Dach mit jedoch eingeschränk­ter sta­tis­chen Tragfähigkeit betra­chtet wer­den. Die eingeschränk­te sta­tis­che Tragfähigkeit ist durch Laien nicht augen­schein­lich und meist auch durch Experten erst nach Nach­berech­nung (soft­ware­basiert) prüf­bar. Nach fest­gelegten Kri­te­rien aus dem Bere­ich der tech­nis­chen Due Dili­gence wird eine Ein­trittswahrschein­lichkeit beispiel­haft mit 10 % (ver­hält­nis­mäßig ger­ing) bew­ertet. Damit ergibt sich ein Risiko-Erwartungswert von

Risiko Erwartungswert = 2.000.000 € x 0,10 (10 %) = 200.000 €

In diesem Beispiel ste­ht dem Invest­ment ste­ht also — nur durch Betra­ch­tung eines tech­nis­chen Risikos — ein Schadenswert von 200.000 € erwartet. Bei einem Invest­ment von ca. 300.000 € entspricht der Risiko-Erwartungswert etwa 67 % des Investi­tionsvol­u­men. Zur Bew­er­tung des Risikos wer­den abschließend Schwellen­werte für “geringes”, “mit­tleres” und “großes” Risiko fest­gelegt. Ein Ver­hält­nis zwis­chen Risiko-Erwartungswert und Investi­tionsvol­u­men von 0,67 (67 %) sollte als sehr hoch bew­ertet wer­den.

Risiko­man­age­ment: Wie kön­nen sta­tisch bedink­te Risiken bei einem PV-Invest­ment behan­delt wer­den?

Ohne eine Über­prü­fung des Dachtrag­w­erkes durch Fach­ex­perten (z. B. Trag­w­erk­s­plan­er, Bauin­ge­nieure) soll­ten ver­gle­ich­sweise kon­ser­v­a­tive Wertvorstel­lun­gen für die Ein­trittswahrschein­lichkeit gewählt wer­den. Der Risiko-Erwartungswert kann gesenkt wer­den, indem ein Fach­ex­perte die sta­tisch rel­e­van­ten Bauteile begutachtet und deren Zus­tand bew­ertet. Beispiel­sweise kön­nte eine Nach­berech­nung der Gebäud­esta­tik dazu führen, dass die sta­tis­che Unbe­den­klichkeit nachgewiesen wer­den kann. Die Ein­trittswahrschein­lichkeit sinkt beispiel­haft auf 1 %. Der Risiko-Erwarungswert sinkt:

Risiko Erwartungswert = 2.000.000 € x 0,01 (1 %) = 20.000 €

Auch das Ver­hält­nis zwis­chen Investi­tionsvol­u­men und Risiko wird verbessert:

20.000 € Risiko-Erwartungswert / 300.000 € Investi­tion = 0,067 (6,7 %)

Uner Berück­sich­ti­gung vorhan­den­er Risiken wird das Invest­ment wirtschaftlich neu bew­ertet. Man würde jet­zt von ein­er Investi­tion mit geringem Risiko sprechen. Abge­se­hen von der zu erwartenden Ren­dite wird das Invest­ment für pro­fes­sionelle Inve­storen deut­lich attrak­tiv­er.

Was kostet eine sta­tis­che Mach­barkeit­s­analyse vor PV-Instal­la­tion?

Die Kosten für ein Inge­nieur­büro hän­gen von mehreren Fak­toren ab. Bei guter Gebäude­doku­men­ta­tion und schnell erkennbaren Las­tre­ser­ven reicht eine formelle Über­prü­fung der alten Sta­tik, ggf. mit einem Vor-Ort Ter­min zur Über­prü­fung der realen Gegeben­heit­en bere­its aus. Sind die Doku­mente unvoll­ständig und es beste­ht Zweifel an der Unbe­den­klichkeit, müssen Sta­tik­er das Gebäude neu berech­nen. Eine Art Vari­ante­n­analyse wird durchge­führt, wobei PV-Zusat­zlas­ten berück­sichtigt wer­den. Bei Hal­lendäch­ern kann die Berech­nung aufwändig sein, da die Baukon­struk­tio­nen im Bestand sta­tisch häu­fig sehr stark aus­genutzt sind. Mod­erne Nach­weis­meth­o­d­en (FEM, 3D-Mod­elle) und gute Argu­mente für Annah­men sta­tisch rel­e­van­ter Berech­nungs­größen wer­den erforder­lich.

Die Kosten für den Sta­tik­er rang­ieren erfahrungs­gemäß zwis­chen 1.000 und 10.000 € pro Gebäude.

Warum sollte man nicht an einer Machbarkeitsanalyse sparen

Nimmt man als Durch­schnittswert für die Inge­nieurskosten 5.000 € und einen Risiko-Erwartungswert von 200.000 € an, wirken die Zusatzkosten aus Risiko-Gesicht­spunk­ten als ver­gle­ich­sweise ger­ing. Bei einem Gesamt­in­vest­ment von 300.000 € PV-Instal­la­tion­skosten + 5.000 € Inge­nieurskosten betra­gen die Kosten für das Inge­nieur­büro rd. 1,6 %. Die Investi­tion in ein Gutacht­en erscheint angesichts des Risikos und der höheren Attrak­tiv­ität für Inve­storen als sehr ger­ing.

Weitere Vorteile durch PV-Statik

Wie bere­its erwäh­nt, haben Sta­tik­er unter­schiedliche Möglichkeiten/Methoden, das Bestands­ge­bäude sta­tisch zu über­prüfen. Ein unab­hängiger Sta­tik­er hat kein­er­lei wirtschaftlichen Inter­essen, möglichst viel PV-Fläche freizugeben. Möchte eben­jen­er einen Auf­trag haben, indem er ein wirtschaftlich attrak­tives Ange­bot abgibt, kann es sein, dass Dachflächen — auf­grund der vere­in­facht­en Meth­o­d­e­nauswahl — nicht für eine PV-Instal­la­tion freigegeben wer­den. Wirtschaftlich gese­hen kann es dur­chaus Sinn machen, einen weit­eren Sta­tik­er einzuschal­ten, der sich im Detail mit den Nach­weis­meth­o­d­en ausken­nt und abwe­ichend von früheren Sta­tik­ern es rech­ner­isch schafft, die den Nach­weis zu erbrin­gen, dass die zusät­zlichen Dachlas­ten aufgenom­men wer­den kön­nen. Im Ver­gle­ich zwis­chen Sta­tik­er 1 und Sta­tik­er 2 kön­nen also Qual­ität­sun­ter­schiede vor­liegen. Nur die Kosten eines Sta­tik­ers zu ver­gle­ichen sollte bei dem Ziel, der voll­flächi­gen Bele­gung also nicht aus­re­ichen.