Statische Überprüfung von PV-Dachanlagen auf Produktionshallen mit Trapezblechdach in NRW

Projektbeschreibung

Für ein pro­duzieren­des Gewer­be­un­ternehmen wur­den die Tra­gre­ser­ven mehrerer Pro­duk­tion­shallen sta­tisch geprüft. Eine Solaran­lage mit Bal­last (ca. 20 kg/m²) soll auf den Däch­ern der Hallen aufgestellt und angeschlossen wer­den. Die Tragfähig- und Gebrauch­stauglichkeit der Hallen sind zu prüfen. Um hohe Pro­jek­tkosten zunächst zu ver­mei­den, wur­den wir mit ein­er kosten­ef­fizien­ten Erstein­schätzung und später rech­ner­ischem Nach­weis beauf­tragt.

Nach Durch­führung ein­er tech­nis­chen Zus­tand­sprü­fung durch einen Dachgutachter wur­den ins­ge­samt vier Hallen als geeignete PV-Poten­zialfläche bew­ertet. Für diese vier Hallen soll­ten die Las­tre­ser­ven bes­timmt wer­den. In Abhängigkeit der Las­tre­ser­ven sollte wurde ein geeignetes PV-Dachsys­tem gewählt. Nachbesserun­gen im Bestand waren nicht gewün­scht.

Die Herausforderung

Es han­delt sich um mehrere Hal­len­baut­en mit unter­schiedlichen Kon­struk­tion­sweisen (Stahlbauweise, Stahlbe­ton­bauweise mit Spann­be­ton­binder). Die Hallen wur­den in ver­schiede­nen Jahren gebaut. Eigenlast‑, Nut­zlast sowie Wind- und Schnee­las­tan­nah­men aus dem früheren Stand­sicher­heit­snach­weis stim­men nicht mehr mit aktuellen Nor­mvor­gaben übere­in. Im Falle ein­er sta­tis­chen Verän­derung des Dachtrag­w­erkes sind aktuelle Las­tan­nah­men zu ver­wen­den. Bei der Erstein­schätzung sind die Las­tun­ter­schiede und deren Auswirkun­gen auf die Bestand­skon­struk­tion möglichst präzise einzuschätzen, um ein wirtschaftlich­es Vorge­hen gewährleis­ten zu kön­nen.

Unsere Ergebnisse

Die Ergeb­nisse der Erstein­schätzung nach Durch­sicht der Doku­mente und Vor-Ort Ter­mine kon­nten mit einem rech­ner­ischen Nach­weis bestätigt wer­den. Die Hal­lenkon­struk­tion ist für die vorgegebe­nen Las­tre­ser­ven sta­tisch unbe­den­klich. Die Las­tre­ser­ven sind allerd­ings unter­schiedlich hoch.

Auf einem Luft­bild wur­den die Las­tre­ser­ven textlich und bildlich dem Kun­den vorgestellt. Der Aus­sage gehen Doku­menten­prü­fun­gen, Vor-Ort Auf­maß und rech­ner­ische Nach­weise voraus. Dem Eigen­tümer war wichtig, möglichst frühzeit­ig über eine grund­sät­zliche Mach­barkeit informiert zu wer­den. Die späteren Berech­nun­gen haben bewiesen, dass keine falschen Ver­sprechen bei der Erstein­schätzung geliefert wur­den und das Pro­jekt zeitunkri­tisch weit­er­ver­fol­gt wer­den kon­nte.

Durch tabel­lar­ische Auflis­tung der Ergeb­nisse wurde dem Kun­den aufgezeigt, dass die Las­tre­ser­ven unter Berück­sich­ti­gung ein­er 100 % sta­tis­chen Aus­nutzung definiert wur­den.

Die in der Spalte 3 angegebene Aus­nutzung in Prozent beschreibt die sta­tis­che Aus­nutzung eines Bauteils in Abhängigkeit sein­er Tragfähigkeit (Span­nungsnach­weis) oder Gebrauch­stauglichkeit (Durch­biegung). In jed­er Halle gab es ein Bauteil, welch­es max­i­mal aus­ge­lastet ist (z. B. in Halle 1 der Stahlbe­ton­balken BIO1 mit 98 % sta­tis­ch­er Aus­nutzung). Im Einzelfall wurde mit begrün­de­tem Inge­nieur­sachver­stand die leicht erhöhte Aus­nutzung (>100 %) begrün­det und als vertret­bar bew­ertet.

Learnings

• Sta­tis­che Mach­barkeit­sprü­fun­gen kön­nen über die reine Desk­top Eingabe hin­aus­ge­hen. Erfahrungswerte durch die Date­nauf­nahme vor Ort helfen bei weit­eren Pro­jek­ten, die eigene Erstein­schätzung zur sta­tis­chen Belast­barkeit weit­er zu verbessern.
• Alte Stahl-Rah­men­pro­file sind nicht ohne Detailauf­maß mod­el­lier­bar. Ein Auf­maß mit Hub­wa­gen kann erforder­lich sein.
• Je nach Tra­gre­serve sind unter­schiedliche PV-Dachsys­teme denkbar. Mit­tler­weile gibt es auch verkleb­bare PV-Dachmod­ule. Sie sind jedoch teur­er und kon­struk­tiv beden­klich­er als Stän­der­lö­sun­gen mit Bal­lastierung. Eine hohe Tra­gre­serve hat wirtschaftliche Vorteile.

Fragen und Antworten