DE202009007986U1 - Landwirtschaftliches Gebäude mit Fotovoltaik-Anlage - Google Patents

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Abstract

Landwirtschaftliches Gebäude mit einem Dach und auf dem Dach montierten Kollektoren einer Anlage zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach ein allgemein nach Süden abfallendes Pultdach (14) ist, auf dem die Kollektoren (12) mit einem Neigungswinkel von weniger als 30 Grad zur Horizontalen montiert sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein landwirtschaftliches Gebäude mit einem Dach und auf dem Dach montierten Kollektoren einer Anlage zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie.
  • Um den Ausbau von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien, wie aus Windkraft, Solarstrahlung, Biomasse, Geothermie und Grubengas zu fördern, hat die Bundesrepublik Deutschland das Erneuerbare-Energien-Gesetz verabschiedet. Nach diesem Gesetz erhalten Betreiber von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien, die den erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einspeisen, vom Netzbetreiber über einen längeren Garantiezeitraum eine gesetzlich festgeschriebene Vergütung pro Kilowattstunde des eingespeisten Stroms. Bei Anlagen zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie, im Folgenden auch als Fotovoltaik-Anlagen bezeichnet, beträgt dieser Garantiezeitraum 20 Jahre zuzüglich des Jahres der Inbetriebnahme der Anlagen.
  • Dächer von landwirtschaftlichen Gebäuden eignen sich besonders gut für die Montage von Fotovoltaik-Anlagen, da sie zumeist eine verhältnismäßig große Dachfläche besitzen und somit eine schnellere Amortisation der Anlagenkosten ermöglichen. Jedoch besitzen die Dächer vieler existierender landwirtschaftlicher Gebäude eine Ausrichtung, die für die Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie ungünstig ist.
  • Auf der anderen Seite macht ein Neubau von ausreichend großen landwirtschaftlichen Gebäuden, auf deren Dächern ein rentabler Betrieb von Fotovoltaik-Anlagen möglich ist, verhältnismäßig hohe Investitionskosten erforderlich, die bei existierenden Gebäudekonstruktionen durch die Erlöse aus dem Betrieb der Fotovoltaik-Anlage nur in den seltensten Fällen während des Garantiezeitraums verzinst und getilgt werden können.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem landwirtschaftliches Gebäude der eingangs genannten Art den für den Bau des Gebäudes erforderlichen Aufwand so weit wie möglich zu verringern, so dass sich während der Garantiezeit nicht nur die Kosten für die Anschaffung und Montage der Fotovoltaik-Anlage und der Kollektoren sondern auch die Kosten für den Bau des Gebäudes mit den Erlösen aus dem Betrieb der Fotovoltaik-Anlage erwirtschaften lassen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß vor allem dadurch gelöst, dass das Dach ein allgemein nach Süden abfallendes Pultdach ist, auf dem die Kollektoren mit einem Neigungswinkel von weniger als 30 Grad zur Horizontalen montiert sind. Da der Aufwand für die Montage der Kollektoren am geringsten ist, wenn der Aufstellwinkel der Kollektoren dem Neigungswinkel des Dachs entspricht, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Pultdach eine Dachoberfläche mit einem Neigungswinkel von weniger als 30 Grad besitzt, zu der die Kollektoren parallel ausgerichtet sind. Der Neigungswinkel der Dachoberfläche und der Kollektoren ist vorzugsweise größer als 15 Grad, um eine ausreichende Selbstreinigung der Kollektoren durch ablaufendes Regenwasser zu gewährleisten. Vorzugsweise liegt der Neigungswinkel der Dachoberfläche zwischen 20 und 25 Grad und beträgt am besten etwa 22 Grad.
  • Ein solcher Neigungswinkel ist insofern etwas überraschend, als die Sonnenstrahlung für eine bestmögliche Ausnutzung der Strahlungsenergie senkrecht auf die Kollektoren auftreffen sollte. Dies ist dann der Fall, wenn der Neigungswinkel der Kollektoren zur Horizontalen der geographischen Breite des Ortes entspricht, an dem die Fotovoltaik-Anlage errichtet werden soll, in Deutschland zwischen etwa 38 Grad und etwa 45 Grad, entsprechend der geographischen Breite von Freiburg bzw. Lübeck, was erheblich über dem Neigungswinkel der Kollektoren des erfindungsgemäßen Gebäudes liegt.
  • Ein Pultdach mit einem flachen Neigungswinkel hat jedoch den Vorteil, dass das Verhältnis der für Kollektoren geeigneten Dachfläche zum gesamten umbautem Raum maximiert werden kann. Darüber hinaus lassen sich landwirtschaftliche Gebäude mit einem Pultdach mit einem flachen Neigungswinkel nicht nur mit erheblich geringerem Aufwand und damit auch mit erheblich geringeren Investitionsbedarf errichten, sondern gestatten auch eine sehr variable und flexible Nutzung der Gebäude, zum Beispiel zum Unterstellen von landwirtschaftlichen Maschinen und Geräten, zur Lagerung von Heu, Stroh oder anderen landwirtschaftlichen Produkten und/oder als Viehstall. Zudem kann durch den flachen Neigungswinkel die Windangriffsfläche verkleinert werden, so dass eine leichtere und dadurch mit geringeren Investitionskosten verbundene Bauweise ausreichend ist.
  • Da auf der einen Seite die durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz festgelegte Vergütung bis maximal 100 kW installierte elektrische Leistung festgeschrieben ist und auf der anderen Seite die spezifischen Baukosten, das heißt die Baukosten pro m3 umbautes Volumen, bei erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Gebäuden mit zunehmender Gebäudegröße in der Regel abnehmen, macht es für den Betreiber der Fotovoltaik-Anlage Sinn, das landwirtschaftliche Gebäude bzw. dessen Pultdach mindestens so groß zu machen, dass die Fotovoltaik-Anlage als Spitzenwert die zuvor genannten 100 kW elektrische Leistung bringt. Einer größeren Dach- bzw. Kollektorfläche steht jedoch nichts entgegen, zum Beispiel wenn das landwirtschaftliche Gebäude für mehrere Nutzungsarten gleichzeitig bestimmt ist, wie zur Einlagerung von Stroh, zur Viehhaltung und zum Unterstellen von landwirtschaftlichen Maschinen und Geräten.
  • Eine elektrische Spitzenleistung von etwa 100 kW kann erbracht werden, wenn die Größe der Dachfläche des erfindungsgemäßen Pultdachs etwa zwischen 900 und 1000 m2 beträgt.
  • Eine besonders variable und/oder flexible Nutzung des landwirtschaftlichen Gebäudes wird ermöglicht, wenn dieses gemäß einer ersten Erfindungsvariante eine Tiefe von etwa 13 bis 15 m besitzt und an seiner höheren, allgemein nach Norden weisenden First- oder Vorderseite eine Firsthöhe von 7 bis 10 m aufweist, während die Traufhöhe an der Trauf- oder Rückseite des Gebäudes entsprechend der gewählten Dachneigung und Gebäudetiefe etwa 3,0 bis 4,5 m beträgt. Ein solches Gebäude kann einerseits über seine gesamte Tiefe auch zum Einstellen von höheren landwirtschaftlichen Maschinen oder Geräten, wie Heuwagen oder Mähdreschern, oder zum Aufstapeln großer Mengen an Heu oder Stroh verwendet werden, während es andererseits bei einer solchen Gebäudetiefe noch ausreicht, das Pultdach auf drei Reihen von hintereinander angeordneten Stützen mit genügender Stabilität abzustützen, so dass eine leichte und Kosten sparende Bauweise des Gebäudes möglich ist. Bei dieser Erfindungsvariante beträgt die Länge des Gebäudes zweckmäßig mehr als 50 m, wenn die Anlage für eine maximale elektrische Leistung von 100 kW oder mehr ausgelegt werden soll.
  • Unter dem Aspekt einer Baukostenminimierung bei gleichzeitiger Maximierung der verfügbaren Dachfläche für die Montage von Kollektoren sieht eine andere Erfindungsvariante vor, das Pultdach an der Rückseite des Gebäudes weiter nach unten zu ziehen, gegebenenfalls bis in Bodennähe, um auf diese Weise die Tiefe des Gebäudes und die Breite der Dachfläche zu vergrößern. Dies gestattet es, entweder bei gleicher installierter Leistung die Länge des Gebäudes zu verkürzen, so dass für eine Anlage mit einer elektrischen Spitzenleistung von 100 kW eine Gebäudelänge von etwas mehr als 40 m bei einer Tiefe von 20 bis 24 m je nach Traufhöhe und Dachneigung ausreichend ist, oder bei gleich bleibender Gebäudelänge ohne wesentlichen Anstieg der Baukosten die Kollektorfläche zu vergrößern, wodurch die Amortisationszeit des Gebäudes stark verkürzt werden kann. Auch bei diesem Gebäude beträgt die Firsthöhe an der First- oder Vorderseite vorteilhaft zwischen 7 und 10 m, jedoch lässt die lichte Höhe im hinteren Teil des Gebäudes dort allenfalls noch eine eingeschränkte Nutzung zu.
  • Um das Gewicht des Pultdachs mit möglichst geringem baulichem Aufwand abzustützen, jedoch trotzdem für eine ausreichende Versteifung des Gebäudes in Richtung von dessen Tiefe und in Richtung von dessen Länge zu sorgen, sieht eine noch weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, zur Abstützung des Pultdachs ausschließlich vertikale Stützen zu verwenden, die sich auf Fundamenten abstützen und an den Kopfenden zur Versteifung mit benachbarten Stützen verbunden sind.
  • Da das Gebäude eine relativ große Länge aufweist, wenn die Fotovoltaik-Anlage für eine elektrische Spitzenleistung von 100 kW oder mehr ausgelegt werden soll, während die Tiefe mit etwa 14 m bzw. mit etwa 22 m zumeist deutlich kleiner ist, sind die Stützen vorzugsweise in drei bzw. vier Reihen angeordnet, die jeweils parallel zur Längsachse des Gebäudes, d. h. zum First und zum Trauf ausgerichtet sind.
  • Um trotz einem möglichst geringen baulichen Aufwand für eine ausreichende Versteifung des Gebäudes zu sorgen, sind die Stützen von einer der mehreren Reihen vorzugsweise als Stahlstützen ausgebildet, deren untere Enden jeweils in Einzelfundamente aus gegossenem Beton eingebettet sind.
  • Sowohl bei den Gebäuden mit einer Tiefe von etwa 13 bis 15 m als auch bei den Gebäuden mit einer größeren Tiefe, deren Pultdach an der Gebäuderückseite nach unten gezogen ist, bilden die Stahlstützen vorteilhaft die dritte Stützenreihe von der Vorderseite des Gebäudes aus. Die Stützen der übrigen Reihen werden aus Kostengründen zweckmäßig von Holzstützen gebildet, welche sich mit ihren unteren Enden zweckmäßig auf parallelen Streifenfundamenten abstützen, die sich unterhalb von jeder Reihe von Stützen in Längsrichtung des Gebäudes erstrecken, während die Einzelfundamente der Stahlstützen zweckmäßig parallel zu den beiden entgegen gesetzten Stirnseiten des Gebäudes ausgerichtet sind. Diese Ausrichtung der Einzelfundamente sorgt für einen besonders hohen Widerstand der Stahlstützen gegen Querkräfte, die von der Vorder- und Rückseite her auf das Gebäude einwirken. Die Einzelfundamente der Stahlstützen sind zweckmäßig in Längsrichtung des Gebäudes mit benachbarten Einzelfundamenten durch Streifenfundamente verbunden, die in dieser Richtung für eine gegenseitige Abstützung der Einzelfundamente und damit für eine Versteifung der Stahlstützen sorgen, wodurch sich der Widerstand derselben gegen Querkräfte erhöht, die von den Stirnseiten her auf das Gebäude einwirken.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die Streifenfundamente nicht nur entlang der Rückseite und der Vorderseite sondern auch entlang der Stirnseiten des Gebäudes, so dass das Gebäude bei Bedarf an einer oder mehreren Seiten durch Wände geschlossen werden kann, die sich auf den Streifenfundamenten abstützen. Jedoch kann das Gebäude auch an allen Seiten offen sein, zum Beispiel bei einer Nutzung als Offen- oder Laufstall für Jungvieh oder zur Einlagerung von Stroh, Heu oder Silage.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Stützen so zu bemessen, dass die Zwischenräume oder Abstände zwischen benachbarten Stützen jeder Stützenreihe ebenso wie zwischen benachbarten Stützenreihen, d. h. in Längsrichtung des Gebäudes und quer dazu, zwischen 6 und 7 m betragen, und dass das Pultdach diese Zwischenräume freitragend überspannt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Gebäudes mit einer Fotovoltaik-Anlage;
  • 2 eine verkleinerte Oberseitenansicht des Gebäudes;
  • 3 eine Rückseiten- oder Traufansicht des Gebäudes vor der Montage der Fotovoltaik-Anlage;
  • 4 einen Grundriss des Gebäudes;
  • 5 einen Fundamentplan des Gebäudes.
  • 6 eine Seitenansicht eines anderen erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Gebäudes vor der Montage der Fotovoltaik-Anlage.
  • Die in der Zeichnung dargestellten Gebäude 10 dienen einerseits zur landwirtschaftlichen Nutzung, zum Beispiel zum Einstellen von landwirtschaftlichen Maschinen, zur Lagerung von Heu, Stroh oder anderen landwirtschaftlichen Produkten und/oder als Viehstall, zum Beispiel als Laufstall für Rinder oder Jungvieh, sowie andererseits zur Gewinnung von elektrischem Strom aus der Strahlungsenergie der Sonne mit Hilfe einer Fotovoltaik-Anlage, deren Kollektoren 12 auf dem Dach 14 der Gebäude 10 montiert sind. Bei den Gebäuden 10 handelt es sich um lang gestreckte Hallen mit rechteckigem Grundriss, deren Dach 14 als Pultdach ausgebildet ist.
  • Um eine hohe Ausbeute an Sonnenenergie zu erzielen, sind die Gebäude 10 so ausgerichtet, dass ihre First- oder Vorderseite 16 allgemein nach Norden und ihre Trauf- oder Rückseite 18 allgemein nach Süden weist, wodurch das Dach 14 allgemein nach Süden abfällt. Wie in 2 dargestellt, verläuft jedoch die Längsachse 20 der Gebäude 10 von Ost-Süd-Ost nach West-Nord-West, und zwar unter einem Winkel α von etwa 8 Grad zur Ost-West-Richtung. Auf diese Weise fällt zwar am frühen Morgen etwas weniger Sonnenenergie auf die auf der Oberseite der Dächer 14 montierten Kollektoren 12 ein, dafür ist jedoch die Sonneneinstrahlung am späten Nachmittag größer, was insgesamt zu einer höheren Energieausbeute führt.
  • Wie am besten in 1 und 6 dargestellt, weisen die Dächer 14 einen Neigungswinkel β von etwa 22 Grad in Bezug zur Horizontalen auf. Wie in 1 beispielhaft dargestellt, sind die Kollektoren 12 so auf den Dächern 14 montiert, dass sie parallel zur Dachoberseite ausgerichtet sind, wodurch sie ebenfalls einen Neigungswinkel von etwa 22 Grad in Bezug zur Horizontalen aufweisen. Dieser relativ flache Neigungswinkel β der Dächer 14 und der Kollektoren 12 hat zwar zur Folge, dass die Energieausbeute nicht das mögliche Optimum erreicht, das bei einem Neigungswinkel erreicht werden kann, der dem geographischen Breitengrad am Ort des Gebäudes 10 entspricht. Durch den relativ flachen Neigungswinkel β der Dächer 14 kann jedoch auf der anderen Seite die Nutzbarkeit des umbauten Raums verbessert und außerdem bei Starkwind ein Abheben der Dächer 14 infolge der an dessen Unterseite angreifenden Windkräfte verhindert werden. Außerdem würde eine größere Dachneigung dazu führen, dass die Gebäude 10 an ihrer First- oder Vorderseite 16 eine Höhe erreichen, die für die meisten landwirtschaftlichen Nutzungen nicht benötigt wird.
  • Wie in 2 am Beispiel des Gebäudes aus 1 dargestellt, bedecken die rechteckigen Kollektoren nahezu die gesamte Oberseite des Dachs 14, um das Verhältnis zwischen der Größe des Gebäudes 10 bzw. des Pultdachs 14 und der Energieausbeute zu maximieren. Das Dach weist dort zwischen drei geschlossenen Kollektorflächen zwei streifenförmige begehbare Bereiche 22 auf, die sich in Abständen von etwa 20 m vom Dachfirst 24 bis zum Dachtrauf 26 erstrecken und einerseits zur Begehung und zum Ausgleich unterschiedlicher Wärmedehnungen des Dachs 14 und der Kollektoren 12 dienen.
  • Die Kollektoren 12 sind so auf dem Pultdach 14 montiert, dass ihre Längsseiten parallel zu den entgegengesetzten Stirnenden 28 des Pultdachs 14 und des Gebäudes 10 ausgerichtet sind, während ihre Schmalseiten parallel zum Dachfirst 24 an der First- oder Vorderseite 16 und zum Dachtrauf 26 an der Trauf- oder Rückseite 18 des Gebäudes 10 ausgerichtet sind. Um eine möglichst vollständige Bedeckung der Dachoberseite mit den Kollektoren 12 zu ermöglichen, sind die Abmessungen des Dachs 14 so an die Abmessungen der Kollektoren 12 angepasst, dass die Länge des Dachs 14 zwischen seinen entgegen gesetzten Stirnenden 28 einem ganzzahligen Vielfachen der Länge der Schmalseiten der Kollektoren 12 entspricht, während die Breite des Dachs 14 zwischen dem Dachfirst 24 und dem Dachtrauf 26 einem ganzzahligen Vielfachen der Länge der Längsseiten der Kollektoren 12 entspricht.
  • Um eine möglichst variable landwirtschaftliche Nutzung zu ermöglichen, beträgt die Tiefe T (4) des in den 1 bis 5 dargestellten Gebäudes 10 etwa 14 m, was bei einer Dachneigung von 22 Grad und einem leichten Dachüberstand an der First- oder Vorderseite 16 sowie an der Trauf- oder Rückseite 18 einer Breite B der Dachoberfläche von etwa 16,50 m entspricht. Bei einer Firsthöhe H von etwa 7,5 bis 10 m an der First- oder Vorderseite 16 des Gebäudes 10 kann bei dieser Tiefe T ein voll beladener Erntewagen einschließlich Traktor an der offenen First- oder Vorderseite 16 rückwärts in das Gebäude 10 gefahren und als Gespann innerhalb des Gebäudes 10 so abgestellt werden, dass das Gespann ohne Rangieren wieder herausgefahren werden kann.
  • Bei dem in den 1 bis 5 dargestellten Gebäude 10 ruht das Pultdach 14 ausschließlich auf Stützen 30, 32, 34, die in drei zur Längsachse 20 des Gebäudes 10 parallelen Reihen angeordnet sind, wie am besten in 5 dargestellt. Wie am besten in 1 dargestellt, sind die vordere und die hintere Reihe von Stützen 30 und 34 in Richtung der Tiefe des Gebäudes 10 etwas einwärts vom Dachfirst 24 bzw. etwas einwärts vom Dachtrauf 26 angeordnet, während die mittlere Reihe von Stützen 32 etwa in der Mitte zwischen der vorderen und der hinteren Reihe angeordnet ist.
  • Die Stützen 30 bzw. 32 der vorderen und der mittleren Reihe bestehen jeweils aus Holz und haben Rechteckquerschnitte, die entsprechend der statischen Berechnung ausgelegt sind, wobei die Stützen 30 und 32 unterschiedlich ausgerichtet sind (1). Die Stützen 30 und 32 stützen sich mit ihren unteren Enden auf betonierten Streifenfundamenten 36 (5) ab, die sich unterhalb der vorderen und mittleren Reihe von Stützen 30 bzw. 32 in Längsrichtung des Gebäudes 10 erstrecken. Zur Befestigung der Stützen 30 und 32 an den Streifenfundamenten 36 dienen U-förmige Schraublaschen 38, deren untere Enden im Beton der Streifenfundamente 36 eingebettet sind.
  • Die Stützen 34 der hinteren Reihe sind als eingespannte Stützen ausgebildet, die eine entlang der Rückseite 18 des Gebäudes 10 verlaufende Stabilisierungsscheibe bilden. Bei den Stützen 34 handelt es sich um I-Träger aus Stahl, deren untere Enden in quaderförmige Einzelfundamente 40 aus gegossenem Beton eingebettet sind. Diese Fundamente 40 weisen Abmessungen auf, die entsprechend der statischen Berechnung ausgelegt sind, und sind so angeordnet, dass ihre Längsachsen senkrecht zur Längsachse 20 des Gebäudes 10 ausgerichtet sind. Die Fundamente 40 sind mit den jeweils benachbarten Fundamenten 40 durch Streifenfundamente 42 (5) verbunden, die sich parallel zur Längsachse 20 des Gebäudes 10 an der Reihe von Stützen 34 entlang erstrecken und in dieser Richtung für eine gegenseitige seitliche Abstützung der Einzelfundamente 40 sorgen.
  • Neben den Streifenfundamenten 36 und 42 der drei Reihen von Stützen 30, 32, 34 sind zwei weitere Streifenfundamente 44 vorgesehen, die sich senkrecht zur Längsachse 20 des Gebäudes 10 entlang von dessen Stirnseiten 28 erstrecken. Dadurch kann das Gebäude 10 bei Bedarf mit Seitenwänden und mit einer Rückwand versehen werden, die sich auf den Streifenfundamenten 44 bzw. 42 abstützen. Die Streifenfundamente 36, 42 und 44 werden hergestellt, indem geradlinige Gräben aus dem Boden ausgefräst und unmittelbar nach dem Ausfräsen mit Beton vergossen werden.
  • Die Stützen 30, 32, 34 von jeder Stützenreihe sind an ihren Kopfenden durch hölzerne Pfetten 46, 48, 50 verbunden, die oberhalb der Kopfenden der Stützen 30, 32, 34 in Längsrichtung des Gebäudes 10 verlaufen und die Kopfenden der Stützen 30, 32, 34 jeder Stützenreihe miteinander verbinden. Um für eine zusätzliche Versteifung der hinteren Reihe von Stützen 34 zu sorgen, können benachbarte Stützen 34 dieser Stützenreihe jeweils durch einen Kreuzverband (nicht dargestellt) verbunden sein, jedoch muss dies nicht der Fall sein.
  • Die Kopfenden von einem Teil der Holzstützen 32 der mittleren Stützenreihe sind mit den Kopfenden der benachbarten Holzstützen 30 der vorderen Stützenreihe sowie mit den Kopfenden der benachbarten Stahlstützen 34 der hinteren Stützenreihe durch Druckhölzer 52 verbunden, wie in 1 und 4 dargestellt. Die Druckhölzer 52 erstrecken sich parallel zur Dachneigung zwischen den hintereinander angeordneten Stützen 30, 32, 34 der drei Stützenreihen, wobei sie sich mit ihren entgegen gesetzten Stirnenden gegen die Firstpfette 46 und die Traufpfette 50 abstützen und über die Mittelpfette 48 hinweg verlaufen, mit der sie starr verbunden sind. Auf diese Weise sorgen die Druckhölzer 52 dafür, dass sich die Stützen 30, 32 der vorderen und der mittleren Reihe an den eingespannten Stützen 34 der hinteren Reihe abstützen können, wodurch die gesamte Stützkonstruktion in Richtung der Tiefe T des Gebäudes 10 versteift wird. Wie in 4 dargestellt, ist es möglich, benachbarte Druckhölzer 52 durch Abspannungen 56 zu verbinden, die mit diagonaler Ausrichtung zwischen den Kopfenden von jeweils zwei benachbarten Stützenpaaren in zwei benachbarten Stützenreihen angeordnet sind.
  • Die Firstpfetten 46, die Mittelpfetten 48 und die Traufpfetten 50 dienen als Auflage für das eigentliche Pultdach 14, das aus Trapezblech 54 (2) besteht. Die Querschnittsabmessungen des Trapezblechs 54 sind so gewählt, dass je nach Nutzung des Gebäudes 10 zwischen den benachbarten Stützen 30, 30; 32, 32, 34, 34 jeder Stützenreihe ein Abstand von 6 bis 6,8 m und zwischen den benachbarten Reihen von Stützen 30, 32, 34 ein Abstand von 6 bis 7 m möglich ist, ohne dass zwischen den Pfetten 46, 48, 50 für eine zusätzliche Abstützung des Trapezblechs 54 gesorgt werden muss.
  • Die auf der Oberseite des Trapezblechs 54 montierten Kollektoren 12 der Fotovoltaik-Anlage weisen Abmessungen von etwa 1,5 × 0,8 m auf und werden jeweils an Längsschienen 58 (1) eingehängt, die sich parallel zur Längsachse 20 des Gebäudes 10 über die gesamte Länge des Dachs 14 erstrecken. Die Längsschienen 58 sind an darunter angeordneten Querschienen 60 befestigt, die sich in regelmäßigen Abständen von 1 bis 1,5 m in Richtung der Dachneigung erstrecken und auf nach oben ragenden Abschnitten des Trapezblechs 54 aufliegend an diesem festgeschraubt sind.
  • Anders als bei dem zuvor beschriebenen Gebäude 10 ist bei dem Gebäude 10 in 6 das Pultdach 14 an der Rückseite des Gebäudes 10 bis in Bodennähe nach unten gezogen. Bei gleicher Firsthöhe H und einer Dachneigung, die bei dem Gebäude 10 in
  • 6 ebenfalls 22 Grad beträgt, jedoch auch einen anderen Wert zwischen 15 und 30 Grad annehmen kann, weist das Pultdach 14 je nach Traufhöhe, die zwischen 0,5 und 1 m liegen kann, eine größere Breite B von etwa 23 bis 26,5 m auf.
  • Der herabgezogene Teil des Pultdachs 14 ist in der Nähe des Dachtraufs 26 auf einer vierten Reihe von kurzen Holzstützen 62 abgestützt, die ebenfalls auf Streifenfundamenten 36 stehen und deren Kopfenden durch Pfetten 64 mit benachbarten Stützen 62 sowie durch Druckhölzer 52 mit den Kopfenden der Stahlstützen 34 in der benachbarten dritten Stützenreihe verbunden sind.
  • Wegen der geringen Höhe der Stützen 62 ist der konstruktive und bauliche Aufwand für den hinter der dritten Reihe von Stützen 34 befindlichen Teil des Gebäudes 10 sehr gering, weshalb auch die zusätzlichen Investitionskosten nicht sehr bedeutend sind. Auf der anderen Seite kann jedoch durch die vergrößerte Dachbreite B die Länge des Gebäudes 10 bei gleicher Kollektorfläche entsprechend kürzer gemacht oder alternativ mit relativ geringen zusätzlichen Kosten die gesamte Kollektorfläche vergrößert werden, was eine erhebliche Verkürzung der Amortisationszeit des Gebäudes 10 ermöglicht.

Claims (23)

  1. Landwirtschaftliches Gebäude mit einem Dach und auf dem Dach montierten Kollektoren einer Anlage zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach ein allgemein nach Süden abfallendes Pultdach (14) ist, auf dem die Kollektoren (12) mit einem Neigungswinkel von weniger als 30 Grad zur Horizontalen montiert sind.
  2. Landwirtschaftliches Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pultdach (14) einen Neigungswinkel von weniger als 30 Grad und mehr als 15 Grad besitzt und dass die Kollektoren (12) mit demselben Neigungswinkel wie das Dach (14) auf dessen Oberseite montiert sind.
  3. Landwirtschaftliches Gebäude nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel des Dachs (14) zwischen 20 und 25 Grad beträgt.
  4. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel des Dachs (14) etwa 22 Grad beträgt.
  5. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse (20) des Gebäudes (10) von West-Süd-West nach Ost-Nord-Ost verläuft und unter einem Winkel (α) zwischen 5 und 10 Grad und bevorzugt von etwa 8 Grad zur West-Ost-Richtung geneigt ist.
  6. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Pultdachs (14) mehr als 30 m und vorzugsweise mehr als 50 m beträgt.
  7. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Pultdachs (14) etwa 14 bis 18 m oder etwa 20 bis 26,5 m beträgt.
  8. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe eines Dachfirsts (24) an der Oberkante des Pultdachs (14) zwischen etwa 7 und 10 m beträgt.
  9. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe eines Dachtraufs (26) an der Unterkante des Pultdachs (14) weniger als 4,5 m beträgt.
  10. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens an seiner allgemein nach Norden weisenden Vorderseite (16) offen ist.
  11. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es an allen Seiten offen ist.
  12. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach (14) nur auf Stützen (30, 32, 34) ruht.
  13. Landwirtschaftliches Gebäude nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach auf mehreren Reihen von Stützen (30, 32, 34, 62) ruht.
  14. Landwirtschaftliches Gebäude nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen (34) von einer Reihe als Stahlstützen ausgebildet und mit ihren unteren Enden jeweils in Einzelfundamenten (40) eingebettet sind.
  15. Landwirtschaftliches Gebäude nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen (34) der dritten Reihe von Stützen (30, 32, 34, 62) in Richtung der Tiefe des Gebäudes (10) als Stahlstützen ausgebildet sind.
  16. Landwirtschaftliches Gebäude nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen (30, 32, 62) der übrigen Reihen als Holzstützen ausgebildet sind und sich mit ihren unteren Enden auf Streifenfundamenten (36) abstützen, die parallel zur Längsachse (20) des Gebäudes (10) ausgerichtet sind.
  17. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfundamente (40) senkrecht zur Längsachse (20) des Gebäudes (10) ausgerichtet und durch Streifenfundamente (42) mit benachbarten Einzelfundamenten (40) verbunden sind.
  18. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Streifenfundamente (44) entlang der Stirnseiten (28) des Gebäudes (10).
  19. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen (30, 32, 34, 62) jeder Stützenreihe an ihren Kopfenden durch Pfetten (46, 48, 50, 64) mit benachbarten Stützen (30, 32, 34, 62) derselben Reihe verbunden sind.
  20. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Stützen (30, 32, 34, 62) benachbarter Stützenreihen an ihren Kopfenden durch Druckhölzer (52) miteinander verbunden ist.
  21. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Stützen (30, 32, 34, 62) jeder Stützenreihe einen Abstand aufweisen, der zwischen 6,0 und 7 m liegt.
  22. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Reihen von Stützen (30, 32, 34, 62) einen Abstand aufweisen, der zwischen 6,0 und 7 m liegt.
  23. Landwirtschaftliches Gebäude nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach (14) aus Trapezblech besteht.
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DE102010049675A1 (de) * 2010-10-21 2012-04-26 Dirk Euler Allseits offenes oder teilweise geschlossenes Gebäudesystem zur klima- und umweltfreundlichen Energieversorgung
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