Bei der Planung von durchdringungsfreien Photovoltaik-Montagesystemen auf Flachdächern spielt die Windlastberechnung eine zentrale Rolle. Sie bildet die Grundlage dafür, wie viel Ballast erforderlich ist, damit ein System dauerhaft sicher auf dem Dach liegt. Gerade bei aerodynamisch optimierten Systemen wie TRITON, TRITON flora und METIS ist eine präzise und normgerechte Berechnung entscheidend.
Dabei fällt immer wieder ein scheinbar ungewöhnliches Verhalten auf: Bei bestimmten Gebäudeabmessungen wird die erforderliche Ballastierung zunächst geringer, je höher das Gebäude ist. Auf den ersten Blick wirkt das überraschend, denn allgemein wird oft angenommen, dass mit zunehmender Gebäudehöhe auch die Windbelastung automatisch steigt.
Warum kann die Windlast auf dem Dach bei steigender Gebäudehöhe sinken?
Bei gleichbleibenden Grundrissabmessungen und zunehmender Gebäudehöhe verändert sich die Windströmung am Gebäude. Je höher ein Gebäude im Verhältnis zu seiner Grundfläche wird, desto stärker wird die Luftströmung seitlich um die Fassaden herumgeführt. Gleichzeitig strömt ein geringerer Anteil der Luft über das Dach. Dadurch nimmt die Beschleunigung der Luftströmung auf der Dachfläche ab. In der Folge sinken auch die maßgeblichen Druckbeiwerte für das Dach. Diese Druckbeiwerte können mit zunehmender Gebäudehöhe schneller abnehmen, als der sogenannte Staudruck durch die größere Höhe zunimmt.
Das Ergebnis: In bestimmten Höhenbereichen kann die berechnete Windlast auf dem Dach und damit auch die erforderliche Ballastierung zunächst sinken.
Sicherheitsbegrenzung ab 25 Metern Gebäudehöhe
Wichtig: Diese Abnahme wird nicht unbegrenzt fortgeführt. Aus Sicherheitsgründen ist sie bei einer Gebäudehöhe von 25 Metern begrenzt. Für Gebäude über 25 Meter sinken die Druckbeiwerte nicht weiter. Gleichzeitig steigt der Staudruck mit zunehmender Höhe weiter an. Dadurch nimmt die erforderliche Ballastierung ab diesem Bereich wieder zu.
Fazit
Bei Windlastberechnungen ist nicht allein die Gebäudehöhe entscheidend. Auch das Verhältnis von Gebäudehöhe zu Grundrissabmessungen sowie die daraus resultierende Strömung über Dach und Fassade spielen eine wichtige Rolle. Für Planer, Partner und Anwender unseres T.Konfigurators bedeutet das: Auch wenn die Ballastierung bei bestimmten Gebäudehöhen zunächst abnimmt, basiert diese Berechnung auf nachvollziehbaren strömungstechnischen Effekten und berücksichtigt gleichzeitig konservative Sicherheitsgrenzen. So entstehen belastbare, sichere und zugleich wirtschaftliche Ballastierungsvorgaben für unsere PV-Montagesysteme TRITON, TRITON flora und METIS.
