Lakri
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Lasten aus Solar- und Photovoltaikanlagen - 07/02/2009 23:32
Es wird immer beliebter großflächig Photovoltaikanlagen auf Flachdächern anzuordnen. In unseren Breitengraden sind die Solarpaneele ca. 28° geneigt und in Reihen von ca. 1,2m Abstand angeordnet.
Wie groß ist die Schneelast auf dem darunter liegenden Dach anzusetzen? Kann der Schnee gleichzeitig auf der Panelle und unter der Paneele liegen und evt. in den Zwischenraum verwehen?
Hat jemand ein passendes Foto davon?
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F.Müller
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Re:Lasten aus Solar- und Photovoltaikanlagen - 10/02/2009 08:54
Hallo Lakri,
die Schneelastnorm DIN 1055-5 berücksichtigt diesen Fall nicht. Eine offizielle, bindende Vorgehensweise ist mir unbekannt - "den" Ansatz schlechthin scheint es (bisher) nicht zu geben. Meiner Ansicht nach sind das Dach und die Paneele getrennt zu betrachten.
1) Für die "globale" Dachfläche dürfte die Montage einer PV-Anlage, was den Schnee angeht, bedeutungslos sein. Man stelle sich ein leeres Fußballfeld vor, das von oben senkrecht mit Schnee berieselt wird. Wie viel Schnee kann liegen bleiben? Nun werden in einem regelmäßigen Raster die PV-Module aufgeständert. Wie viel Schnee kann liegen bleiben? Immer nur so viel, wie die waagrechte Projektion der beschneiten Fläche maximal hergibt - die Größe des Fußballfeldes bleibt unverändert, die absolute Schneemenge damit ebenfalls.
Es kann sich nicht mehr Schnee ansammeln, als vom Himmel fällt. Auf der Dachfläche wäre demnach - aus meiner ganz persönlichen Sicht - nur die "klassische" Schneelast am Dach anzusetzen (Beiwert mue=0,8 für alpha=0°). Die Diskussion über Vordächer, Anbauten und Höhensprünge blende ich gedanklich aus, da die Situation eine andere ist. Bei Vordächern kann sich Schnee anhäufen; im Falle des Höhensprungs kann Schnee von einer höher liegenden Fläche abrutschen und die Last auf den betrachteten Baukörper erhöhen. Oberhalb der PV-Anlage gibt es nichts als den freien Himmel.
Auf der sicheren Seite liegend könnte der Lastansatz auf der Dachfläche mit der Schneelast am Boden sk gewählt werden. Der Beiwert mue hätte damit den (fitkiven) Wert 1,0.
Die gesamte Schneelast auf dem Dach ist konstant. Durch ein Abrutschen und Verwehen zwischen den Aufständerungen entstehen zwar lokale Lastspitzen und Lasttäler - in der Summe heben sich diese jedoch auf. Bildhaft gesprochen werden also die Wogen geglättet und als gleichmäßig verteilte Flächenlast auf das Dach angesetzt.
Welche Art von Dachkonstruktion liegt vor - Leichtbauweise oder massiv? Beim "schweren" Massivdach wirkt sich die Schneelast weniger stark aus. U. u. liegt die Verkehrslast nach DIN 1055-3 darüber.
2) Anders sieht es bei der Befestigung der PV-Anlage aus. Hier sind diese lokalen Lastunterschiede durchaus von Bedeutung. Es haben sich diverse Hersteller bereits Gedanken gemacht; die Rahmen sollten dementsprechend ausgelegt sein.
Ergänzend noch ein Hinweis: Der (zusätzliche) Ansatz der Windlast nach DIN 1055-4 ist zu berücksichtigen.
F.Müller
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Lakri
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Re:Lasten aus Solar- und Photovoltaikanlagen - 11/02/2009 18:36
Hallo F. Müller,
danke für die ausführliche Antwort. Meine etwas ungenau formulierte Frage sollte sich auf leichte Hallenkonstruktionen mit Binderabständen von 4,0 bis. 5,0 m und Spannweiten um ca. 20 m beziehen. Ich denke das zur Bemessung der Binder die, in der Antwort erwähnten, lokalen Lastspitzen maßgeblich sind. Kann man den Beiwert mue für diese Situation evt. auf Grundlage der Norm ermitteln? Interessant sind natürlich auch die Windlasten. Sind sie je nach Windrichtung abhebend oder belastend ?
Gruß
Lakri
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F.Müller
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Re:Lasten aus Solar- und Photovoltaikanlagen - 11/02/2009 20:55
Guten Abend Lakri,
Ich denke das zur Bemessung der Binder die, in der Antwort erwähnten, lokalen Lastspitzen maßgeblich sind.
Das sehe ich anders. Eine Aneinanderreihung von Trapezlasten über den Binder ergibt gemittelt wieder eine gleichmäßige Streckenlast. An einigen Stellen läge der Spitzenwert über dem Mittel, an anderen darunter - das gleicht sich aus.
Problematischer sind die (Stahl?-)Pfetten. Hier hilft evtl. ein Telefonat mit einem Anbieter, der Stahlpfetten vertreibt und auch selbst bemisst. Ich habe mit SBE-Zeta gute Erfahrungen gemacht.
Kann man den Beiwert mue für diese Situation evt. auf Grundlage der Norm ermitteln?
Meines Erachtens nicht, da diese Situation für eine Normung (noch) zu speziell ist.
Interessant sind natürlich auch die Windlasten. Sind sie je nach Windrichtung abhebend oder belastend ?
Beides  . Nach DIN 1055-4 sind je nach Dachneigung Druck- und Soglasten zu untersuchen. Günstig wirkende Einflüsse dürfen nicht angesetzt werden, der jeweils ungünstigere Fall ist maßgebend.
Die aufgeständerten Module sollten auf jeden fall für abhebende Last (Unterwind) alleine, also ohne Schnee darauf, untersucht werden; der Sicherheitsbeiwert für Eigengewicht wäre Gamma-g,inf=1,0 nach Tabelle A.3 in DIN 1055-100. Zusätzlich sind Schnee auf dem Modul, Winddruck auf das Modul und Eigengewicht zu kombinieren. Tabellen für Sicherheitsbeiwerte gibt es in DIN 1055-100 oder z. B. den Schneider-Bautabellen für Ingenieure.
Die Wind(sog)lasten des Trägerrahmens müssen vermutlich in die Pfetten verankert werden. Die Pfetten wiederum werden auf dem Binder gegen Abheben gesichert. Der Pfettenlieferant wird üblicherweise bei einer Anfrage darüber informiert, das zusätzliche Lasten durch eine aufgeständerte PV-Anlage aufgenommen werden müssen, und legt seine Bauteile entsprechend aus.
Wie erwähnt preisen einige PV-Hersteller Bemessungsmodule an, manche liefern (bei Kauf) eine statische Berechnung dazu. Auch hier empfehle ich ein Telefonat. Das Ergebnis interessiert mich natürlich.
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F.Müller
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Re:Lasten aus Solar- und Photovoltaikanlagen - 13/02/2009 09:02
Aus aktuellem Anlass:
Es wurde erhebliche Entwicklungsarbeit in die Konstruktion normgerechter Montagesysteme investiert, die voll den seit Anfang 2007 gültigen neuen Normen DIN 1055 4 und 5 (Wind- und Schneelasten) genügen. Wagner & Co hat hier Pionierarbeit geleistet.
Anfrage stellen bei wagner-solar.com
Beitrag geändert von: F.Müller, am: 05/12/2009 11:24
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F.Müller
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Diskussion beim Nachbarportal - 02/09/2009 09:19
Auf der Seite diestatiker.de wird die Thematik ebenfalls angesprochen. Dies bestätigt unseren Ansatz (Stichwort: Fußballfeld). Auch zum Ansatz der Norm (Gültigkeitsbereich alt/neu) gibt es Beiträge.
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