Wie berechnet der Windlast-PV-Rechner Winddruck und Kraftäquivalent?
ƒWinddruck und vereinfachte PV-Flächenlast
F=0,5⋅ρ⋅v2⋅A⋅cp⋅z⋅s
Variablen
ρ
Luftdichte-Konstanter Modellwert von 1,225 Kilogramm je Kubikmeter.
v
Windgeschwindigkeit-Windgeschwindigkeit in Meter pro Sekunde. Der Rechner rechnet km/h intern um.
A
Modulfläche-Breite mal Höhe mal Anzahl der betrachteten PV-Module.
cp
Druckbeiwert-Vereinfachter Beiwert für Druck, Sog, Neigung und Montagesystem.
z
Dachzonenfaktor-Faktor für Feld-, Rand- oder Eckbereiche des Dachs.
s
Sicherheitsfaktor-Zusätzlicher Multiplikator für den überschlägigen Plausibilitätscheck.
PV-Windlast-Szenarien im Vergleich
Die Beispiele zeigen, wie Windgeschwindigkeit, Dachzone und Ballastreserve die Einordnung verändern.
Szenario
Bemessungsdruck
Kraftäquivalent je Modul
Reserve
Einordnung
Feldzone mit hoher Ballastreserve
1.592,5 N/m²
315,6 kg
843,8 kg
deutliche rechnerische Reserve
Randzone knapp unter Bedarf
2.654,2 N/m²
526,0 kg
-660,3 kg
knappe Windlast-Reserve
Erhöhter Windwert mit geringer Reserve
2.012,7 N/m²
398,9 kg
210,9 kg
rechnerisch abgedeckt
Gleiche Windlast mit wenig Ballast
1.592,5 N/m²
315,6 kg
-2.906,2 kg
Ballast reicht rechnerisch nicht
Die Werte sind Kraftäquivalente aus einem vereinfachten Flächenmodell. Eine echte Ballastplanung braucht Montagesystemstatik und Dachprüfung.
Eingabefaktoren für den Windlast-Check
Die Faktoren im Rechner sind bewusst offen, weil Dachzone, Randabstand, Gebäudehöhe und Montagesystem sehr unterschiedlich wirken.
Faktor
Typischer Prüfbereich
Hinweis
Druckbeiwert
0,8 bis 2,0
Muss Sog, Druck, Modulneigung und Montagesystem widerspiegeln.
Dachzonenfaktor
1,0 bis 2,5
Rand- und Eckbereiche sind meist ungünstiger als Feldzonen.
Sicherheitsfaktor
1,2 bis 2,0
Reiner Aufschlag für einen vorsichtigen Plausibilitätscheck.
Ballast je Modul
projektspezifisch
Dachlast, Punktlast und Lastverteilung begrenzen den sinnvollen Wert.
Warum Windgeschwindigkeit so stark wirkt
Der dynamische Winddruck wächst mit dem Quadrat der Windgeschwindigkeit. Deshalb sind kleine Windänderungen nicht harmlos.
Windgeschwindigkeit
Dynamischer Winddruck
Wirkung
80 km/h
302,5 N/m²
moderater Prüfwert
120 km/h
680,6 N/m²
deutlich höhere Last als bei 80 km/h
160 km/h
1.209,9 N/m²
viermal so hoher Druck wie bei 80 km/h
200 km/h
1.890,4 N/m²
extremer Prüfwert, nur mit fachlicher Einordnung nutzen
Häufig gestellte Fragen zum Windlast-PV-Rechner
Was berechnet der Windlast-PV-Rechner?
Der Rechner überschlägt den dynamischen Winddruck auf eine PV-Modulfläche und wandelt die resultierende Kraft in ein Masseäquivalent um. Damit siehst du, ob dein eingetragener Ballast grob über oder unter diesem Modellwert liegt.
Ist das eine statische Auslegung für eine PV-Anlage?
Nein. Der Rechner ist nur ein Plausibilitätscheck. Eine echte Auslegung muss Windzone, Gebäudehöhe, Dachrand, Eckbereiche, Montagesystem, Reibung, Sogbeiwerte, Lastverteilung, Dachtragfähigkeit und Herstellerfreigaben berücksichtigen.
Warum ist die Windgeschwindigkeit so wichtig?
Der Winddruck steigt mit dem Quadrat der Windgeschwindigkeit. Wenn der Windwert von 100 km/h auf 140 km/h steigt, erhöht sich der Druck nicht um 40 %, sondern fast auf das Doppelte. Deshalb darf der Windwert nicht grob geraten werden.
Was bedeutet Druckbeiwert im Rechner?
Der Druckbeiwert ist ein Multiplikator für die aerodynamische Wirkung von Druck, Sog, Neigung und Montagesystem. Ein niedriger Beiwert kann nur plausibel sein, wenn ein Systemnachweis oder eine Herstellerangabe diese Annahme stützt.
Was ist der Dachzonenfaktor?
Der Dachzonenfaktor bildet vereinfacht ab, dass Windlasten in Rand- und Eckbereichen höher sein können als im Dachfeld. Der Rechner ersetzt keine genaue Zonierung, macht aber sichtbar, wie stark ein ungünstiger Bereich die Last erhöht.
Warum zeigt der Rechner ein Masseäquivalent in kg?
Kräfte in Newton sind für viele Angebotschecks schwer greifbar. Das Masseäquivalent teilt die Kraft durch die Erdbeschleunigung und zeigt, welcher Gewichtskraft die Windlast ungefähr entspricht. Das ist nicht automatisch die nötige reale Ballastmenge.
Kann ich den Ballast je Modul direkt aus dem Ergebnis übernehmen?
Nein. Reale Ballastierung hängt von Montagefuß, Reibung, Hebelarmen, Kippmomenten, Lastverteilung und Dachbelag ab. Der Rechner hilft, offensichtlich knappe Annahmen zu erkennen, ersetzt aber keine Systemstatik.
Warum fragt der Rechner nach der Modulneigung?
Die Neigung bestimmt die aufragende Kante und hilft bei der Einordnung. Die eigentliche Flächenlast wird über Druckbeiwert und Dachzonenfaktor modelliert, weil aerodynamische Beiwerte je nach Montagesystem und Dachbereich stark variieren.
Wann ist besondere Vorsicht nötig?
Vorsicht ist besonders wichtig bei Rand- und Eckbereichen, hohen Gebäuden, hohen Neigungen, leichten Dächern, hohen Windwerten, wenig Ballastreserve und Dächern, deren Tragfähigkeit oder Abdichtung nicht eindeutig geklärt ist.
Wie nutze ich den Rechner sinnvoll?
Nutze ihn als Vorfilter. Wenn der überschlägige Check schon knapp oder negativ ist, sollte die Planung nicht schön gerechnet werden. Wenn der Check gut aussieht, brauchst du trotzdem die verbindliche Prüfung über Montagesystem, Dach und Standortdaten.