Statische Überprüfung einer PV-Dachanlage auf einer Logistikhalle in Kaiserslautern, Rheinland Pfalz

Projektbeschreibung

Für ein PV-Gen­er­alun­ternehmen wur­den die Tra­gre­ser­ven ein­er Logis­tikhalle sta­tisch geprüft. Geplant ist die Instal­la­tion großflächiger Solaran­la­gen mit Bal­last (ca. 20 kg/m²) auf dem Dach der Halle. Die Tragfähig-und Gebrauch­stauglichkeit sind zu prüfen. Nach ein­er Erstein­schätzung fol­gte später eine rech­ner­ische Prü­fung und Bew­er­tung.

Die Halle wurde im Jahr 2019 geplant und gebaut. Es han­delt sich um eine Stahl-Fach­w­erkhalle. Das Dachtrag­w­erk bildet eine Trapezblechdecke mit Dachver­band, gelagert auf Fach­w­erk­bindern und Rand- sowie Brand­wandträgern. An den Fas­saden befind­en sich Unterkon­struk­tio­nen mit hor­i­zon­tal ges­pan­nten Isopa­neel-Ele­menten. Stahlbe­ton­stützen (Fer­tigteile), aus­ge­bildet als Kra­garm­stützen leit­en die Las­ten weit­er in die Fun­da­mente.

Die Herausforderung

Es han­delt sich um ein zweifach begutachtetes Hal­lenge­bäude mit umfan­gre­ichen Bestand­sun­ter­la­gen. Die Instal­la­tion der PV-Anlage kon­nte bisweilen sta­tisch nicht als unbe­den­klich bew­ertet wer­den. Das Pro­jekt sollte jedoch zeit­nah starten, da der Betreiber von den stark gestiege­nen, hohen Stromkosten betrof­fen war. Nachbesserun­gen am Bestand soll­ten ver­mieden wer­den. Im Sinne der Solarstromerzeu­gung wird davon aus­ge­gan­gen, dass die Dachfläche mit PV-Mod­ulen größt­möglich belegt wer­den soll (Flächen­last mit ger­ingst­möglichen Mod­u­la­b­stand). Die vorge­se­hene Bele­gung wurde mit dem Auf­tragge­ber abges­timmt.

Unsere Ergebnisse

Nach rech­ner­isch­er Nach­mod­el­lierung (Reverse-Engi­neer­ing) kon­nten die PV-Zusat­zlast als sta­tisch unbe­den­klich bew­ertet wer­den (wie im Erstcheck bere­its prog­nos­tiziert).

Die in den beste­hen­den Unter­la­gen aufge­führten Las­tan­nah­men wur­den mit den tat­säch­lichen Las­ten vor Ort abgeglichen und an die Real­ität angepasst. Weit­er­führend wurde eine 3D-FEM Berech­nung durchge­führt. Die vorheri­gen Sta­tik-Gutachter hat­ten lediglich am Desk­top ein­fache Las­ten­ver­gle­ichsmeth­o­d­en ver­wen­det, ohne die einzel­nen Posi­tio­nen im Detail zu prüfen.

Bei einem Ort­ster­min durch unseren erfahre­nen Trag­w­erk­s­plan­er kon­nten weniger Instal­la­tion­slas­ten fest­gestellt wer­den, als ursprünglich angenom­men wurde. Die später fol­gende Nach­mod­el­lierung des Tragsys­tems führte – übere­in­stim­mend zu der Erstein­schätzung vor Ort – dazu, dass die gelieferte Vordi­men­sion­ierung prüf­fähig doku­men­tiert und Haf­tungsrisiken über­nom­men wer­den kon­nten. Durch tabel­lar­ische Auflis­tung der Ergeb­nisse wurde dem Kun­den aufgezeigt, wo Reser­ven beste­hen und wo Aufla­gen nötig sind.

Bei zwei Fach­w­erk­bindern kon­nten Aus­nutzungs­grade von über 100 % rech­ner­isch ermit­telt wer­den. Mit begrün­de­tem Inge­nieur­sachver­stand wurde die leicht erhöhte Aus­nutzung als vertret­bar bew­ertet.

Fragen und Antworten

Learnings

• Langjährige Pro­jek­ter­fahrung im Hal­len­bau hil­ft bei sta­tis­chen Erstein­schätzun­gen, die Stellschrauben ziel­ge­nau zu iden­ti­fizieren und das Dachtrag­w­erk zu prüfen. Der Aufwand kann ins­ge­samt – trotz hoher Anforderun­gen – auf ein Min­dest­maß reduziert wer­den.
• Vor-Ort-Auf­nah­men kön­nen ein PV-Pro­jekt ret­ten. Es reicht jedoch nicht aus, einen Beruf­se­in­steiger zu einem Vor-Ort Ter­min zu schick­en. Es kommt auf einzelne Details an.
• Neubauhallen sind sta­tisch häu­fig stark aus­genutzt. Die Pro­fes­sion­al­ität in der Branche führt zu sta­tisch opti­mierten Kon­struk­tio­nen. Rel­e­vante Stellschrauben in der Sta­tik muss man ken­nen.

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