Tetti piani
Le strutture di montaggio per tetti piani creano l'inclinazione che una superficie piana non offre e trattengono il campo fotovoltaico contro il sollevamento da vento senza compromettere l'impermeabilizzazione. Scelga in base a come viene contrastato il sollevamento: un sistema zavorrato appesantito con lastre o vasche di ghiaia, una base stampata LANDBLOCK, oppure un fissaggio perforante o incollato dove il sovraccarico ammesso è troppo basso per la zavorra. Il layout ne discende, est-ovest o esposto a sud, con inclinazione, passo tra le file e guadagno posteriore dei moduli bifacciali definiti dalla verifica strutturale e dal calcolo al vento. Guida
Categorie correlate per tetti piani
- Sistema zavorrato
- Basi LANDBLOCK
- Moduli fotovoltaici per tetto piano
- Moduli bifacciali
- Profili di montaggio e morsetti
- Strutture di montaggio
Tetti piani: sollevamento, zavorra e la membrana sottostante
Su un tetto piano il carico dominante non è il peso, è il sollevamento da vento. Un modulo inclinato è un profilo alare, e la struttura deve restare in posizione senza essere avvitata a nulla. Esistono due strategie. Un sistema zavorrato contrasta il sollevamento con peso proprio, lastre di calcestruzzo, vasche di ghiaia o basi stampate, e lascia intatta l'impermeabilizzazione. Un sistema perforante si ancora al supporto o alla soletta strutturale e richiede molto meno peso, ma ogni ancoraggio diventa un dettaglio che l'impermeabilizzatore deve sigillare e garantire. La scelta è decisa dal sovraccarico ammesso sulla copertura, ed è per questo che una verifica strutturale precede qualsiasi scelta di prodotto.
Il secondo vincolo è la stratigrafia del tetto. Una membrana sintetica in PVC-P, un foglio in EPDM e una guaina bituminosa posata a fiamma reagiscono in modo diverso ai carichi concentrati, alla migrazione dei plastificanti e al contatto con polistirene o alluminio, quindi il corretto tappetino di protezione sotto ogni appoggio fa parte della specifica e non è un accessorio. Insieme alla geometria del sistema zavorrato, ai profili e ai morsetti dei moduli, questo rende il montaggio su tetto piano la famiglia che richiede più calcoli nell'intera gamma di strutture solari.
DAL CANTIERE
"Ogni lavoro su tetto piano parte dalla stessa domanda: quanto carico aggiuntivo può reggere questo tetto. La zavorra non è un numero che si decide in cantiere, è il risultato di un calcolo al vento confrontato con la riserva strutturale del solaio. Ho visto squadre aggiungere lastre finché il campo smetteva di vibrare, per poi scoprire che il tetto era già al limite con la neve. Si faccia dare per iscritto il valore dello strutturista, poi progetti il campo di conseguenza."
Ladislav Proc · Specialista strutture di montaggio, ONSA Plus
Come scegliere una struttura di montaggio per tetto piano
I sistemi per tetto piano si specificano in un ordine preciso, e saltare un passaggio significa di norma riprogettare il campo. La riserva di carico del tetto, la zona di vento e il tipo di membrana decidono di solito il sistema ancor prima di aprire il modello di producibilità.
Proceda in questo ordine: verifica strutturale per il sovraccarico ammesso, poi zavorrato o perforante, poi il calcolo del sollevamento da vento con le sue zone di bordo e d'angolo, poi compatibilità con la membrana e tappetini di protezione, poi orientamento, inclinazione e passo tra le file, e infine drenaggio, accessibilità e manutenzione.
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Passo 1: la verifica strutturale viene per prima
Un campo zavorrato aggiunge un carico permanente su tutta la superficie del tetto, e lo aggiunge sopra il carico neve per cui il tetto era già stato progettato. La domanda per lo strutturista non è "il tetto può reggere dei pannelli fotovoltaici" ma "quale carico aggiuntivo, uniformemente distribuito e concentrato, resta disponibile in kg/m² dopo i carichi di progetto esistenti".
- Carico distribuito: un sistema zavorrato est-ovest si colloca tipicamente tra 10 e 25 kg/m² sull'impronta del campo, a seconda della zona di vento, dell'altezza dell'edificio e dell'inclinazione. Inclinazioni elevate e siti esposti lo fanno salire rapidamente.
- Carichi concentrati: la zavorra non è distribuita in modo uniforme. Le file d'angolo e di bordo ne portano di più, e i solai leggeri come la lamiera grecata sono sensibili ai carichi concentrati su una singola campata.
- La neve agisce contemporaneamente al peso proprio del campo e si accumula contro le file e i parapetti. Non si sostituisce semplicemente al peso dei pannelli.
- Se la riserva è insufficiente le alternative sono un sistema perforante o incollato, un layout aerodinamico più leggero con deflettori, un'inclinazione minore o un campo più piccolo. Aggiungere lastre non è tra queste.
Passo 2: zavorrato o perforante
Entrambe le soluzioni sono legittime. Decide il tetto, non le preferenze.
- Zavorrato: nessuna foratura, quindi di norma la garanzia sulla membrana resta valida e il montaggio è rapido e reversibile. Richiede riserva di carico e una verifica dell'attrito, perché il sistema si affida al peso e al coefficiente di attrito tra tappetino e membrana per resistere allo scorrimento.
- Perforante: si ancora al supporto o alla soletta, quindi la zavorra si riduce a una frazione. Ogni ancoraggio richiede un dettaglio sigillato e risvoltato eseguito dall'impermeabilizzatore, e la capacità di estrazione del supporto va verificata o calcolata.
- Incollato: appoggi incollati alla membrana con un adesivo compatibile o con una pezza saldata. Nessun foro e peso ridotto, ma dipende dall'età e dalla pulizia della membrana e dall'approvazione dell'adesivo da parte del produttore della membrana.
- Ibrido: un campo in gran parte zavorrato con ancoraggi meccanici solo nelle zone d'angolo e di bordo, dove il sollevamento è massimo. Spesso è il modo più economico per rispettare una riserva di carico al limite.
Passo 3: sollevamento da vento, zone di bordo e calcolo della zavorra
Le azioni del vento si ricavano dalla EN 1991-1-4 con l'appendice nazionale, usando la velocità base del vento del sito, la categoria di terreno, l'altezza dell'edificio e la geometria della copertura. Il risultato non è una pressione unica su tutto il tetto. La norma divide la copertura in una zona centrale e in fasce perimetrali molto più sollecitate, con la lunghezza di riferimento e pari al minore tra la larghezza dell'edificio e il doppio della sua altezza.
- Le zone d'angolo subiscono la depressione più elevata in assoluto. Spesso i campi vengono semplicemente tenuti fuori da queste zone, cosa più economica che zavorrarle.
- Le zone di bordo lungo i parapetti richiedono zavorra o ancoraggi supplementari. Un layout che ignora la zonizzazione e applica ovunque un unico valore medio di zavorra risulta sotto-zavorrato ai bordi e sovraccaricato al centro.
- Arretramento dal parapetto: la maggior parte dei fornitori richiede una fascia libera all'interno del parapetto. Tiene il campo fuori dalla turbolenza peggiore, consente l'accesso per la manutenzione e mantiene libero il percorso di drenaggio.
- Deflettori aerodinamici: un deflettore posteriore chiude lo spazio dietro il modulo così il flusso d'aria passa sopra il campo invece che sotto, trasformando il sollevamento in carico verso il basso. Riduce in modo sostanziale la zavorra necessaria, al prezzo di una superficie maggiore su cui si accumula la neve e di un'area efficace maggiore nel modello degli ombreggiamenti.
- Scorrimento e attrito: il sollevamento è solo metà della verifica. La forza orizzontale del vento va contrastata dall'attrito tra il tappetino di protezione e la membrana, ed è per questo che il materiale del tappetino fa parte del calcolo e non può essere sostituito liberamente.
Consiglio dalla pratica
Chieda quale membrana sia presente sul tetto prima di ordinare il sistema zavorrato, e se lo faccia mettere per iscritto. Il PVC-P plastificato non è compatibile con il bitume né con il polistirene non trattato, e un appoggio posato direttamente su di esso senza il corretto strato di separazione può rammollire il telo proprio nel punto che porta il carico più alto. Il tappetino di protezione si sceglie in base alla membrana, non tra quello che c'è sul furgone.
Passo 4: compatibilità con la membrana e tappetini di protezione
La struttura di montaggio tocca l'impermeabilizzazione in corrispondenza di ogni appoggio, in modo permanente, sotto carico, a temperature che possono passare da sotto zero a ben oltre 60 °C su una membrana scura d'estate.
- Membrana sintetica in PVC-P: i plastificanti migrano. Il contatto diretto con bitume, isolante EPS o alcune gomme provoca infragilimento o rammollimento. Usi un feltro di separazione o un tappetino approvato dal produttore della membrana, e non lasci mai che un appoggio a base bituminosa la tocchi.
- EPDM: chimicamente stabile ma morbido e facilmente inciso dai carichi concentrati. Tappetini a larga impronta distribuiscono la pressione. Eviti prodotti a base di oli e di bitume a contatto con esso.
- Bitume: rammollisce con il calore, quindi un appoggio stretto può lentamente imprimersi e alla lunga consumare lo strato superiore. Fogli di scorrimento più piastre di ripartizione larghe sono la risposta standard, e la temperatura superficiale del tetto sotto un campo scuro è più alta di quella del tetto libero.
- Tetti con ghiaia e tetti verdi: la zavorra scarica sul solaio strutturale attraverso la stratigrafia, quindi tappetino e base devono poggiare su uno strato portante idoneo e non galleggiare su ghiaia sciolta o substrato vegetale.
- Stato della membrana esistente: un telo vecchio, ritirato o fragile può richiedere pezze di rinforzo locali prima che vi si appoggi qualsiasi cosa. È una valutazione dell'impermeabilizzatore, da mettere per iscritto.
Passo 5: est-ovest o sud, inclinazione e passo tra le file
La scelta del layout è un compromesso tra resa di picco e quanta superficie del tetto si riesce davvero a usare.
- Est-ovest: moduli montati schiena contro schiena a formare una A ribassata, tipicamente da 10 a 15 gradi. Le file si affiancano con poco o nessuno spazio, quindi il tetto ospita molti più kWp per metro quadro. La zavorra è inferiore perché la geometria chiusa riduce il sollevamento, e la curva di produzione è più ampia, con picchi al mattino e nel pomeriggio adatti all'autoconsumo.
- Esposizione a sud: resa maggiore per kWp installato, tipicamente da 15 a 20 gradi su un tetto piano invece dell'ottimo per la latitudine, perché l'inclinazione determina sia il carico da vento sia il passo tra le file. Ogni fila richiede uno spazio libero alle spalle.
- Passo tra le file e auto-ombreggiamento: in un layout a sud il passo si stabilisce perché la fila posteriore non sia ombreggiata all'altezza solare di progetto, presa di norma attorno al mezzogiorno del solstizio d'inverno. Un passo troppo stretto ombreggia d'inverno le celle inferiori, penalizzando l'intera stringa attraverso i suoi diodi di bypass.
- L'inclinazione non è gratuita: ogni grado in più aumenta l'area proiettata al vento, quindi aumenta la zavorra, e allunga l'ombra, quindi allarga il passo tra le file. Su un tetto limitato nel carico l'inclinazione ottimale è di norma inferiore a quella suggerita dal solo modello di producibilità.
- Guadagno bifacciale: un modulo bifacciale sopra una membrana chiara raccoglie luce riflessa sul lato posteriore. I tetti piani sono il caso migliore, a condizione che ci sia spazio sufficiente sotto il modulo, una superficie ad alto albedo e una struttura i cui profili e zavorre non ombreggino il retro. Su una membrana bianca brillante la resa aggiuntiva è significativa, su bitume scuro è quasi nulla.
Passo 6: drenaggio, accessibilità e manutenzione
Un tetto piano è un sistema di drenaggio con un edificio sotto. Vasche di zavorra, piastre di base e deflettori si trovano direttamente nel percorso dell'acqua, e tutto ciò che la trattiene crea ristagni, che aggiungono carico esattamente dove il campo già si trova.
- Mantenga liberi bocchettoni e troppopieni di emergenza. Nessun componente, nessuna lastra di zavorra e nessun percorso cavi può trovarsi sopra o accanto a uno scarico in modo da limitarne il deflusso.
- Non ostruisca le pendenze. Le file vanno disposte in modo che l'acqua passi tra le basi e sotto di esse. Dove una base attraversa una linea di pendenza, il sistema deve lasciare un varco di deflusso a livello del solaio.
- Foglie e detriti si accumulano contro i deflettori e sotto il bordo inferiore dei moduli. Preveda un percorso di accesso per la pulizia e per l'ispezione di canali e bocchettoni.
- Gestione dei cavi: il cablaggio DC va posato in canaline o fissato ai profili, mai lasciato nel percorso dell'acqua né appoggiato sulla membrana dove possa abraderla.
- Protezione anticaduta e accesso al campo per le verifiche su inverter e stringhe vanno previsti in progetto, non improvvisati dopo la consegna.
Est-ovest a confronto con sud su tetto piano
| Caratteristica | Layout est-ovest | Layout a sud |
|---|---|---|
| Inclinazione tipica | Da 10 a 15 gradi | Da 15 a 20 gradi |
| Superficie di tetto utilizzata | File affiancate schiena contro schiena, massimi kWp per m² | Spazio libero dietro ogni fila, minimi kWp per m² |
| Zavorra necessaria | Minore, la A chiusa riduce il sollevamento | Maggiore, il retro aperto intercetta il vento |
| Profilo di produzione | Ampio, con picchi al mattino e nel pomeriggio | Picco stretto a mezzogiorno, resa massima per kWp |
| Adatto soprattutto a | Autoconsumo, tetti limitati nel carico | Immissione o accumulo, tetti con superficie e riserva di carico disponibili |
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Domande frequenti sul montaggio su tetto piano
Devo forare il tetto per montare i pannelli fotovoltaici su un tetto piano?
Di norma no. Un sistema zavorrato trattiene il campo con il peso proprio e lascia intatta l'impermeabilizzazione. I fissaggi perforanti o incollati si usano quando il tetto ha una riserva di carico insufficiente per la zavorra, oppure nelle zone d'angolo e di bordo dove il sollevamento è massimo.
Quanto peso aggiuntivo comporta un sistema zavorrato?
Dipende da zona di vento, altezza dell'edificio, inclinazione e layout, ma un campo zavorrato est-ovest aggiunge comunemente tra 10 e 25 kg/m² sulla propria impronta. Il valore esatto deriva dal calcolo al vento e non è distribuito in modo uniforme.
Il mio tetto ha bisogno prima di una verifica strutturale?
Sì, prima di scegliere qualsiasi prodotto. Le serve il sovraccarico ammesso in kg/m² e i carichi concentrati accettabili, considerati i carichi di progetto esistenti compresa la neve. Se la riserva è insufficiente, la risposta è un sistema più leggero o ancorato, non più zavorra.
Posso posare una struttura direttamente su una membrana in PVC?
No. Il PVC-P plastificato richiede uno strato di separazione approvato dal produttore della membrana, perché i plastificanti migrano e reagiscono male con il bitume e con alcune materie plastiche. I tappetini di protezione distribuiscono inoltre il carico concentrato e forniscono l'attrito che il calcolo allo scorrimento presuppone.
Che differenza c'è tra PVC, EPDM e bitume per il montaggio?
Il PVC-P è chimicamente delicato e richiede strati di separazione compatibili. L'EPDM è chimicamente stabile ma morbido, quindi si incide sotto i carichi concentrati e richiede tappetini di ripartizione larghi. Il bitume rammollisce con il calore, quindi richiede fogli di scorrimento e piastre larghe per evitare impronte sotto gli appoggi.
Est-ovest o sud, quale layout devo scegliere?
L'est-ovest colloca molti più kWp sullo stesso tetto, richiede meno zavorra e offre una curva di produzione più ampia per l'autoconsumo. Il sud dà la resa massima per kWp installato ma richiede un passo tra le file maggiore e più zavorra. Di solito decidono la riserva di carico e la superficie disponibile.
Quanto devono essere distanziate le file?
Abbastanza perché la fila retrostante non sia ombreggiata all'altezza solare di progetto, presa di norma attorno al mezzogiorno del solstizio d'inverno. Il passo cresce con l'inclinazione e con la latitudine. Se è troppo stretto, l'ombreggiamento invernale sulle celle inferiori penalizza l'intera stringa attraverso i diodi di bypass.
I pannelli bifacciali convengono su un tetto piano?
Spesso sì, ed è la loro applicazione migliore. Il guadagno posteriore richiede tre cose: spazio libero sotto il modulo, una membrana chiara ad alto albedo sotto di esso e una struttura i cui profili e zavorre non ombreggino il vetro posteriore. Su bitume scuro il guadagno è trascurabile.
Che cosa fanno davvero i deflettori del vento?
Un deflettore posteriore chiude lo spazio dietro il modulo così l'aria scorre sopra il campo invece che sotto, trasformando il sollevamento in carico verso il basso. Questo riduce la zavorra necessaria. Il compromesso è una superficie maggiore su cui si accumula la neve e un'impronta di ombreggiamento leggermente più estesa.
Il campo fotovoltaico può ostruire il drenaggio del tetto?
Può farlo, ed è un modo di guasto reale. Le basi zavorrate non devono trattenere l'acqua né trovarsi sopra bocchettoni e troppopieni di emergenza, perché il ristagno aggiunge carico esattamente dove il campo già si trova. Mantenga libere le pendenze, lasci un varco di deflusso a livello del solaio e preveda l'accesso per la pulizia.
Zavorra, layout e protezione della membrana seguono un calcolo del carico da vento e una verifica strutturale del sovraccarico ammesso sulla copertura.
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