Einer der häufigsten Sätze beim Einholen eines Pergolaangebots lautet: „Unser System ist sehr stabil." Für sich genommen sagt dieser Satz nichts aus, denn die Tragfähigkeit eines Außensystems hängt nicht von der Marke ab, sondern von der für diese Fläche spezifischen Lastberechnung. Dasselbe Profil, das auf einer Terrasse mehr als ausreicht, kann im Obergeschoss des Nachbargebäudes unzureichend sein. In diesem Beitrag betrachten wir, wie Wind- und Schneelast berechnet werden, welche Variablen einfließen und was im Angebot zu hinterfragen ist.
Die Windlast hängt entgegen ihrem Namen nicht allein von der Windgeschwindigkeit ab. Die erste Variable ist die Basiswindgeschwindigkeit der Region; die zweite die Höhe des Bauwerks, da die Windgeschwindigkeit mit dem Abstand vom Boden steigt. Die dritte ist die Dichte der Umgebung: In dicht bebauten Vierteln wird der Wind gebrochen, im offenen Gelände oder am Meer weht er ungehindert. Die vierte ist die Geometrie der Fläche und ihre Lage zum Wind. Diese vier werden gemeinsam berechnet.
Wichtig ist zu wissen, dass Wind auf zwei verschiedene Arten auf eine Pergola wirkt. Die erste ist seitlicher Druck; der Wind trifft das System von der Seite und versucht, es umzuwerfen. Die zweite - und oft kritischere - ist die Auftriebskraft; unter die Pergola fahrender Wind saugt die Fläche ähnlich wie bei einer Flugzeugtragfläche nach oben. Diese Kraft arbeitet daran, das System aus seiner Verankerung zu ziehen. Die meisten Nutzer denken, der Wind werde das System umstürzen; tatsächlich geht ein erheblicher Teil der Schäden auf das Herausziehen nach oben zurück.
Deshalb wird die Verankerung nicht allein für abwärts gerichtetes Gewicht dimensioniert. Die Auszugsfestigkeit des Ankers muss gegenüber der berechneten Auftriebskraft ausreichen. Ein Verbundanker verbindet die Stange über in das Bohrloch injiziertes Harz chemisch mit dem Beton und leistet daher unter Zug viel; ein mechanischer Anker hält durch Spreizung und ist nahe der Betonkante riskanter. Ankerzahl, -abstand und Abstand zur Betonkante ergeben sich aus der Berechnung.
Die Schneelast wirkt intuitiver, doch auch hier gibt es einen irreführenden Punkt: Entscheidend ist nicht die Schneehöhe, sondern das Gewicht. Trockener Pulverschnee ist leicht; nasser, durchtränkter Schnee derselben Dicke wiegt weit mehr. In Istanbul fällt Schnee meist nass, weshalb er trotz Seltenheit einzurechnen ist. Zudem verteilt sich Schnee nicht gleichmäßig über die Fläche; Wind treibt ihn an eine Kante und erzeugt an einer Stelle eine Verwehung.
Die Spannweite ist die Variable im Zentrum der gesamten Berechnung. Die Tragfähigkeit eines Trägers nimmt mit der Spannweite nicht linear, sondern weit schneller ab. Eine Verdopplung der Spannweite lässt sich daher nicht durch Verdopplung des Profilquerschnitts lösen; es braucht einen deutlich stärkeren Querschnitt oder eine Zwischenstütze. Praktisch heißt das: Ein Profil, das über vier Meter bequem arbeitet, bietet über sechs Meter nicht dieselbe Sicherheit.
Die Durchbiegung ist die sichtbare Seite der Spannweitenfrage. Durchbiegung ist das Absinken, das ein Träger oder eine Lamelle unter Last in der Mitte zeigt. Die meisten Fälle, in denen ein System nicht bricht, aber nicht richtig funktioniert, gehen auf Durchbiegung zurück: Beim Schließen der Lamellen bleibt eine Lücke in der Dichtungslinie, Wasser läuft nicht vollständig ab und das System wirkt optisch gestört. Die Berechnung achtet daher nicht nur auf Versagen, sondern auch auf eine zulässige Durchbiegungsgrenze.
Der Lamellenquerschnitt ist die entscheidendste Komponente der Durchbiegung. Breite, Wandstärke und eine etwaige innere Verstärkung der Lamelle ergeben bei gleicher Spannweite sehr unterschiedliche Resultate. Am Markt finden sich Wandstärken zwischen 0,8 mm und 2 mm; Lamellen mit dünner Wandung entwickeln über große Spannweiten mit der Zeit bleibende Durchbiegung. Das ist das häufigste und nicht umkehrbare Problem billiger Systeme.
Stützenabstand und Zwischenträger sind die direkte Lösung des Spannweitenproblems. Statt eine große Fläche in einer Spannweite zu überbrücken, ist die Teilung mit Zwischenstütze oder -träger sicherer und wirtschaftlicher. Sind Stützen unerwünscht, wird der Profilquerschnitt vergrößert, was die Kosten erhöht. Das Gleichgewicht zwischen architektonischem Wunsch und technischer Notwendigkeit gehört in das Gespräch bei der Besichtigung.
Auch der Systemtyp verändert das Lastverhalten. Bei der bioklimatischen Pergola bilden die Lamellen geschlossen eine starre Fläche und werden so ausgelegt, dass sie Schneelast tragen und in das Rinnensystem führen. Bei Systemen mit flexiblen Flächen wie Stoffdächern und Zip-Screens ist Schneeauflast nicht zulässig; diese Systeme müssen an Tagen mit starkem Schneefall eingefahren werden. Ebenso müssen sie ab einer bestimmten Windgeschwindigkeit einfahren.
Genau hier kommt der Windsensor ins Spiel und hört auf, Komfortzubehör zu sein. Überschreitet die mit dem Anemometer gemessene Geschwindigkeit den eingestellten Schwellenwert, bringt der Sensor das System automatisch in eine sichere Stellung; bei Stoffsystemen fährt er ein, bei bioklimatischen Systemen stellt er die Lamellen in einen sicheren Winkel. Das System schützt sich auch in Abwesenheit des Nutzers. Bei Systemen mit flexiblen Flächen ist das Teil der Berechnung; den Sensor zu deaktivieren heißt, das System außerhalb seiner Auslegungsbedingungen zu betreiben.
Auch regionale Unterschiede sind einzurechnen. In Istanbul stehen der Lodos aus Südwesten und der Poyraz aus Nordosten senkrecht zueinander; ein nur für eine Richtung geplantes System bleibt der anderen ausgesetzt. Am Meer und im offenen Gelände weht der Wind ungehindert. In Obergeschossen steigt die Geschwindigkeit. Dasselbe Produkt überall mit denselben Querschnitten zu bauen, ist daher nicht richtig; die Berechnung ist flächenspezifisch.
Sagen wir klar, was im Angebot zu hinterfragen ist. Sind der zu verwendende Profilquerschnitt und die Lamellenwandstärke schriftlich genannt; wie viele Stützen sind bei welcher Spannweite vorgesehen; sind Ankertyp und -anzahl angegeben; für welche Wind- und Schneelast wurde das System ausgelegt; ist ein Windsensor enthalten. In einem Angebot ohne diese schriftlichen Angaben ist die Formulierung „stabiles System" keine Zusage, sondern nur eine Behauptung.
Das Ergebnis der Berechnung kann auch „nein" lauten. Reicht die Tragfähigkeit der Fassade nicht, ist eine Kraglösung nicht möglich; ist die Spannweite zu groß, lässt sie sich nicht ohne Zwischenstütze überbrücken; Geschosshöhe und Windverhältnisse können ein bestimmtes System ungeeignet machen. In solchen Fällen schlagen wir eine Alternative vor oder halten klar fest, dass das System dort nicht passt. Eine ungeeignete Ausführung zu verkaufen bedeutet, kurzfristig einen Auftrag zu gewinnen und langfristig Probleme zu erzeugen.
Zusammengefasst kommt die Tragfähigkeit einer Pergola nicht von der Marke, sondern von der flächenspezifischen Lastberechnung. Beim Wind ist die eigentliche Gefahr der Auftrieb; beim Schnee ist das eigentliche Maß das Gewicht; bei der Spannweite ist die eigentliche Grenze die Durchbiegung. Für ein gutes Ergebnis müssen die Verankerung gegen Zug dimensioniert, der Lamellenquerschnitt nach Spannweite gewählt und der Sensor bei flexiblen Systemen aktiv gehalten werden. Sehen Sie sich unsere bioklimatischen Systeme an und lesen Sie zum Lastverhalten stützenfreier Lösungen unseren Beitrag zur Hängepergola.
Um den richtigen Querschnitt für die Wind- und Schneeverhältnisse Ihrer Fläche zu bestimmen, fordern Sie eine kostenlose Besichtigung an.
Häufig gestellte Fragen
Nicht im Umkippen, sondern im Auftrieb. Darunter fahrender Wind saugt die Fläche nach oben und arbeitet daran, das System aus der Verankerung zu ziehen; deshalb wird gegen Zug dimensioniert.
Die Tragfähigkeit eines Trägers sinkt mit der Spannweite weit schneller als linear. Eine Verdopplung lässt sich nicht durch Verdopplung des Querschnitts lösen; es braucht einen deutlich stärkeren Querschnitt oder eine Zwischenstütze.
Bei flexiblen Systemen wie Stoffdächern und Zip-Screens ist der Sensor Teil der Berechnung. Ihn zu deaktivieren führt das System aus seinen Auslegungsbedingungen heraus und berührt bei den meisten Herstellern die Garantie.
