Su un tetto piano commerciale o industriale, la scelta tra una struttura fotovoltaica zavorrata e una fissata meccanicamente dipende da tre domande: quanto carico aggiuntivo può sopportare la struttura del tetto, quanto sono elevati i carichi del vento per quell’edificio e quel sito, e se l’impermeabilizzazione può essere forata. La zavorra evita forature ma aggiunge peso. Gli ancoraggi riducono il peso ma richiedono attraversamenti impermeabilizzati. Molti progetti finiscono con una soluzione ibrida.
Questa guida spiega come funziona ciascun sistema, dove si adatta meglio e cosa installatori, EPC e progettisti devono verificare prima di ordinare la struttura. Se il vincolo principale è il peso dei moduli stessi, consulta il nostro articolo sui moduli fotovoltaici leggeri per tetti con portata limitata. Qui ci concentriamo sul metodo di fissaggio.
Quali strutture si usano sui tetti piani?
Le strutture per tetto piano rientrano in tre famiglie. I sistemi zavorrati poggiano sulla superficie del tetto e sono trattenuti dal peso, di solito blocchi in calcestruzzo o vasche di zavorra, unito a una forma aerodinamica che riduce il sollevamento. I sistemi fissati meccanicamente sono collegati alla struttura dell’edificio con ancoraggi che attraversano il pacchetto di copertura fino al solaio in calcestruzzo, alla lamiera grecata o agli arcarecci. I sistemi ibridi combinano entrambi: il campo è in gran parte zavorrato, con un numero limitato di ancoraggi dove la sola zavorra diventerebbe troppo pesante.
La disposizione conta quanto il fissaggio. File orientate a sud con inclinazione moderata massimizzano la produzione per modulo, ma offrono più presa al vento e richiedono distanze maggiori tra le file per evitare ombreggiamenti. I campi est-ovest sono più bassi, con i moduli appoggiati l’uno all’altro a forma di tenda. Sono in genere più tranquilli dal punto di vista aerodinamico, sfruttano meglio la superficie e distribuiscono la produzione nell’arco della giornata, un vantaggio per edifici con consumi diurni. La scelta della disposizione cambia direttamente il carico del vento e quindi la quantità di zavorra o il numero di ancoraggi.
Come funziona un sistema zavorrato?
Un sistema zavorrato deve resistere a due azioni: il sollevamento dovuto al vento, che tende a strappare il campo, e lo scorrimento, che tende a spingerlo sul tetto. Il peso contrasta il sollevamento, l’attrito tra gli appoggi della struttura e la superficie del tetto contrasta lo scorrimento. Per questo il materiale di contatto è decisivo. Tappetini o piedini di protezione devono essere compatibili con la membrana, proteggerla dall’abrasione e garantire il coefficiente di attrito assunto nel calcolo.
La zavorra non è mai distribuita in modo uniforme. Le azioni del vento sono massime negli angoli e sui bordi del tetto e minori nella zona centrale. Un piano di zavorramento corretto concentra quindi molto più peso lungo il perimetro, e alcune disposizioni lasciano libera da moduli la fascia di bordo. La quantità di zavorra per ogni appoggio deve derivare da un calcolo del vento per l’edificio specifico, secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC) vigenti o la UNI EN 1991-1-4 con l’appendice nazionale, considerando altezza dell’edificio, categoria di esposizione e geometria del campo, e non da una regola pratica ripresa da un cantiere precedente.
Il grande vantaggio è che il manto di copertura resta integro. Nessuna foratura da sigillare, nessun ponte termico attraverso l’isolamento e, in genere, meno obiezioni da parte dell’impermeabilizzatore o di chi garantisce la copertura. Anche il montaggio è rapido: la struttura viene assemblata sul tetto e zavorrata senza forare l’edificio.
Quando si usa l’ancoraggio meccanico?
L’ancoraggio meccanico diventa la scelta migliore quando la riserva di portata si esaurisce. Molti capannoni logistici e produttivi con coperture metalliche leggere sono stati dimensionati con poco margine per carichi permanenti aggiuntivi. Su questi tetti la zavorra necessaria nelle zone di bordo e d’angolo può semplicemente superare ciò che la struttura sostiene in sicurezza. Gli ancoraggi trasferiscono le forze di sollevamento direttamente alla struttura portante, quindi il carico permanente aggiunto resta contenuto.
L’ancoraggio è comune anche su edifici alti, in siti esposti come zone costiere o aperta campagna e su tetti con leggera pendenza, dove cresce il rischio di scorrimento. Il prezzo è la foratura. Ogni ancoraggio richiede un dettaglio di impermeabilizzazione compatibile con il manto esistente, idealmente eseguito o approvato dall’impermeabilizzatore e concordato con il titolare della garanzia della copertura. Significa più coordinamento e manodopera, ma sul tetto giusto è l’unica soluzione sicura.
Zavorra o ancoraggio: il confronto
La tabella riassume le differenze tipiche. Usala come base di discussione con lo strutturista, non come sostituto del calcolo di progetto.
| Criterio | Sistema zavorrato | Ancoraggio meccanico | Sistema ibrido |
|---|---|---|---|
| Forature della copertura | Nessuna | Sì, a ogni ancoraggio | Solo in zone selezionate |
| Carico permanente aggiunto | Il più alto | Il più basso | Intermedio |
| Tetto tipico | Solai in calcestruzzo e tetti con riserva | Coperture metalliche leggere con poca riserva | Riserva al centro ma non ai bordi |
| Forte esposizione al vento | Richiede molta zavorra ai bordi | Assorbita dagli ancoraggi | Ancoraggi dove la zavorra sarebbe eccessiva |
| Montaggio | Rapido, senza forature | Più lento, servono dettagli di tenuta | Intermedio |
| Garanzia della copertura | Di solito la più semplice da concordare | Servono dettagli di tenuta approvati | Serve l’approvazione dei punti di ancoraggio |
Lo schema è chiaro: la zavorra scambia peso con semplicità, l’ancoraggio scambia semplicità con risparmio di peso. Sui tetti più grandi la soluzione ibrida è spesso la più economica, perché la zona centrale, meno sollecitata dal vento, può essere zavorrata leggermente mentre gli ancoraggi mettono in sicurezza il perimetro critico.
Come incidono vento, neve e portata del tetto sulla scelta?
Il vento determina la resistenza necessaria al sollevamento e allo scorrimento e varia con il sito, l’altezza dell’edificio, il contesto e la posizione sul tetto. La neve aggiunge un secondo livello. Può accumularsi e formare cumuli dietro parapetti, salti di quota e le stesse file di moduli, generando carichi locali ben superiori al carico neve uniforme della zona. La struttura deve sostenere la neve sui moduli, il tetto la neve, il campo fotovoltaico e la zavorra insieme.
Immagina due progetti in programma nello stesso mese. Il primo è un edificio per uffici in centro città con copertura in calcestruzzo armato e ampia riserva di portata. La scelta naturale è un campo est-ovest zavorrato: nessuna foratura, montaggio rapido e profilo aerodinamico stabile. Il secondo è un capannone logistico in un sito aperto e ventoso con lamiera grecata leggera. Qui la zavorra di bordo richiesta dal calcolo del vento supererebbe la portata del tetto, quindi il progetto ha bisogno di ancoraggi sul perimetro, in configurazione ibrida o completamente ancorata. Stessa categoria di prodotto, risposte opposte: decide l’edificio, non l’abitudine dell’installatore.
Cosa verificare prima di ordinare la struttura?
Parti da una verifica della portata del tetto eseguita da un ingegnere strutturista abilitato. Senza di essa ogni piano di zavorramento è un’ipotesi. Poi documenta il tetto: tipo e stato della membrana, stratigrafia dell’isolamento, pendenza, punti di scarico e altezza dei parapetti. Annota l’altezza dell’edificio, le zone di vento e neve del sito e i percorsi, le distanze antincendio e le vie di manutenzione che devono restare libere dai moduli.
Sul lato fotovoltaico, definisci presto il modello di modulo, le sue dimensioni, il peso e le zone di bloccaggio approvate dal produttore, perché la struttura deve corrispondervi. Scegli la disposizione, sud o est-ovest, in base alla produzione e al profilo di consumo del cliente. Infine, parla con l’impermeabilizzatore e con chi garantisce la copertura prima di chiudere il progetto, non dopo la consegna della struttura. Queste verifiche richiedono pochi giorni. Correggere una scelta sbagliata dopo il montaggio richiede molto di più.
La normativa rende queste decisioni ancora più rilevanti. La direttiva europea rivista sulla prestazione energetica nell’edilizia (EPBD) prevede un’estensione graduale dei requisiti per gli impianti solari sugli edifici, tenendo conto della loro fattibilità tecnica ed economica. Per i proprietari di edifici commerciali, il fotovoltaico sul tetto piano diventa quindi una questione di pianificazione, e la scelta del metodo di fissaggio adatto ne fa parte.
Le soluzioni Photonica per tetti piani
Photonica progetta e fornisce strutture di montaggio fotovoltaico proprie, inclusi sistemi per tetti piani. La nostra gamma comprende strutture zavorrate e imbullonate con l’angolo di inclinazione ottimale, senza forare la copertura. Photonica Light Tension è una soluzione di montaggio robusta e flessibile per impianti FV su tetto piano. Dispone di una piattaforma di zavorra aggiuntiva con metodo di ancoraggio saldato opzionale e offre diverse opzioni di montaggio, tra cui morsetti e rivetti, garantendo durabilità in tutte le zone.
Light Tension è stata utilizzata, ad esempio, per un impianto da 10,44 kWp a Bogatynia (Polonia) e per un progetto su tetto piano a Vilnius (Lituania). Entrambi sono presenti nella nostra sezione progetti. Se stai preparando un progetto su tetto piano, inviaci i dati del tetto e il modello di modulo: il nostro team ti aiuterà a scegliere la configurazione adatta.