Montaggio di ganci per tetto

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1 Montaggio di ganci per tetto Avvertenze generali Il montaggio su tetti inclinati in tegole è sempre uno dei più frequenti tipi di montaggio per impianti fotovoltaici. Di solito si usano in questo caso i cosiddetti "ganci per tetto" o "ganci di ancoraggio sul puntone". Una piastra di ancoraggio di solito serve al fissaggio sul puntone del tetto mediante viti per legno; una staffa tra le tegole trasferisce la forza di tenuta verso l'esterno; su queste ultime vengono di nuovo fissati i profili portanti per i moduli. La geometria della trasmissione delle forze è spesso abbastanza limitata a causa della forma di tegola, per questo una verifica accurata è particolarmente necessaria in caso di carichi elevati. Poiché la maggior parte delle tegole non presenta una sezione trasversale libera, ma sono aggraffate una sopra l'altra, il più delle volte non si può completamente evitare un trattamento delle tegole; tuttavia le tegole non devono essere indebolite in modo inammissibile. Nel presente documento troverete avvertenze importanti relative alla scelta, alla progettazione ed al montaggio. Generalmente bisogna constatare che nella maggior parte degli impianti montati finora sui tetti, sono stati utilizzati troppo pochi ganci per tetto e ganci per tetto troppo deboli. Spesso non si differenzia nella progettazione del sistema dove e sotto quali carichi il relativo impianto viene montato alla fine. Si può ancora trascurare i danni in impianti e tetti successi finora, ma tuttavia questi ultimi portano ad una certa sensibilizzazione e professionalizzazione. Questo fatto è particolarmente da salutare per limitare i rischi nelle aziende installatrici. Si dovrebbe prendere in considerazione che proprio il sistema di montaggio con una quota del valore di spesso solo dal 5 all 8% del prezzo dell'impianto può essere decisivo per la stabilità dell'impianto complessivo e per possibili danni consecutivi costosi (ad es. rottura di tegole, difetto di tenuta del tetto, danni materiali ecc.). 1 Tipiche cause di errore Un montaggio perfetto dei ganci è una condizione indispensabile per la qualità e la durabilità dell'impianto complessivo e del tetto. Con tegole ad incastro, un trattamento della tegola è inevitabile, però in nessun caso si deve indebolire la tegola in modo inammissibile (esempio negativo: vedi immagini). La conseguenza di montaggi errati sono difetti di tenuta del tetto ed il pericolo di rottura di tegole. Ulteriori cause principali di problemi sono generalmente un dimensionamento errato di ganci senza prendere in considerazione i carichi locali di neve e di vento o un montaggio errato dei ganci senza prendere in considerazione una distanza minima in relazione alla tegola. Un gancio può solo assorbire un carico e trasmetterlo nella sottostruttura se si può deformare in modo elastico senza toccare la tegola. In caso di carichi locali di neve molto elevati si deve eventualmente tollerare un appoggio sulle tegole malgrado l'utilizzo di tipi di ganci rinforzati; in questo caso sono consigliabili delle tegole succedanee in lamiera che sono adatte per la copertura del tetto per evitare possibili danni consecutivi (a tal proposito vedi anche la sezione "dimensionamento statico"). 1 / 8

2 Degli errori nel dimensionamento si trovano spesso in caso dei sistemi a barre incrociate: a causa del dispendio elevato di barre della costruzione a barre incrociate non si raggiunge un diretto aumento della stabilità. A causa del dispendio elevato di barre, si scelgono spesso le griglie di fissaggio e/o le distanze tra le barre troppo grandi e per questo si installano meno punti di fissaggio che necessari. I sistemi di montaggio monostrato dispongono, in confronto, spesso di più punti di fissaggio con spese comparativamente ridotte. In caso di carichi superficiali (carico di vento, carico di neve), la densità superficiale sufficientemente alta dei punti fissaggio è alla fine sempre determinante. 2 Forme del tetto e scelta di ganci per tetto adatti Innanzitutto, il gancio per tetto utilizzato deve essere adatto per la forma di copertura. Oltre a ganci speciali per forme speciali del tetto (tegola piana, Tegalit, tetto bituminoso), i ganci per tetto del tipo Universal "tegola Francoforte" vengono impiegati in diversi spessori per la maggior parte dei tetti in tegole piane e tegole ad incastro. In caso di dubbio una campionatura può chiarire se il gancio è adatto per il tetto. Si deve prendere in considerazione che non solo il tipo di tegola, ma anche il tipo e lo spessore della listellatura esercitano un influsso sulla forma del gancio necessaria. Per limitare la varietà dei tipi, di solito tutti i ganci vengono adattati alle forme di tegole di uno spessore più sottile. In caso di tegole con uno spessore più grosso può essere necessario inserire delle piastre distanziali sotto le piastre di montaggio. A questo scopo possono essere utilizzate delle piastrine adatte in legno compensato o anche delle piastre distanziali in alluminio disponibili particolarmente per questa applicazione (immagine in basso a destra) che possono essere combinate in modo adeguato. Poiché le posizioni piane delle tegole il più delle volte non appoggiano nel mezzo sopra il centro del puntone, grazie ad una piastra larga di montaggio si consente di montare il gancio anche in modo lateralmente spostato. Per essere all altezza dei diversi carichi statici, ci sono molte forme di ganci per tetto in diversi spessori (ad es. per la tegola Francoforte i tipi Schletter EcoG, EcoS, VaMax, VaMax2 ). Questo consente un adattamento al sito. Per compensare delle disuguaglianze, per molti tipi sono disponibili anche delle varianti regolabili. In questo caso si deve però osservare che la capacità di regolazione è abbastanza limitata per motivi costruttivi; in caso di tetti molto disuguali eventualmente sono spesso più utili delle soluzioni che, per così dire, seguono la forma del tetto poiché questi tetti il più delle volte non sono assolutamente indeformabili. 3 Montaggio di ganci per tetto Le prescrizioni relative al montaggio di ganci per tetto sono rilevabili dalle relative istruzioni di montaggio. Le fasi fondamentali sono rilevabili dalle seguenti immagini di montaggio. Generalmente il più delle volte non si può evitare un trattamento delle tegole, la tegola però non deve essere indebolita in modo inammissibile. Durante il montaggio si deve assolutamente osservare che tra il gancio per tetto e la tegola inferiore ci deve essere uno spazio di circa 5mm in tutte le posizioni per permettere una deformazione elastica in caso di carico. Montaggio con piastre distanziali in alluminio 2 / 8

3 4 Viti di fissaggio I calcoli statici partono sempre dal presupposto di almeno 2 viti per ogni gancio per tetto e si consiglia una profondità di penetrazione di almeno 70mm nel legno. Il diametro minimo delle viti è di 8mm. Di conseguenza, una grandezza vite di 8x80 è adatta per tetti senza tavolato; per tetti con tavolato in legno e doppia listellatura si dovrebbero usare delle viti di 8x120mm. Le viti possono essere scelte in qualità zincata se il sito di montaggio è sicuramente secco e ventilato e/o se non è presente un'atmosfera aggressiva, altrimenti è consigliabile l'acciaio inox. Diversi tipi di viti sono applicabili a condizione che esista una relativa omologazione di tipo. Le viti normali Spax non sono ammesse dovute al tipo di fabbricazione. I ganci per tetto dovrebbero sempre essere fissati nelle parti portanti del tetto (puntoni, arcarecci) per una trasmissione affidabile delle forze. Generalmente non è ammissibile agganciare i ganci nella listellatura inchiodata del tetto poiché in questo caso le forze di fissaggio da trasmettere a causa del risucchio del vento non possono essere verificate in modo affidabile. In caso di tetti con isolamento sul tetto si può generalmente avvitare i ganci con viti lunghe nel puntone (ad es. sistema Schletter Iso07). A seconda della struttura del tetto (listello stabile a pressione o no) la forza di pressione può essere trasmessa attraverso tubi distanziatori. Una vite aggiuntiva applicata in modo obliquo trasmette i componenti della forza di gravità parallela al piano inclinato nella struttura. Sistema Iso07 5 Dimensionamento statico Per evitare danni dovuti ai carichi di neve si deve assolutamente osservare il dimensionamento staticamente sufficiente dei ganci per tetto. Proprio con i carichi di neve, ci sono differenze molto grandi ad es. tra le regioni con carichi normali (ad es. da 0,55 fino a 0,75 kn/ m2) e con carichi elevati (fino a oltre 5kN/m2 in località poste a maggiori altitudini). Soluzioni economiche e sicure sorgono solo se il sistema di montaggio e la sottostruttura dell'edificio sono armonizzati in modo ottimale. Particolarmente con l'introduzione della nuova norma relativa ai carichi di vento e di neve (carichi di neve secondo DIN 1055, parte 4 (03/2005) e Eurocodice 1 (06/2002), carichi di neve secondo DIN 1055, parte 5 (06/2005), le differenze dei carichi sono diventate essenzialmente più grandi nelle regioni. In zone di grandi carichi di neve, in linea di massima è consigliabile utilizzare ganci su tutti i puntoni per una ripartizione simmetrica del carico sul tetto. In caso di grandi carichi di neve, si consiglia generalmente di utilizzare delle tegole succedanee in lamiera poiché i ganci per tetto, a seconda del dimensionamento statico, possono caricare le tegole. Ripartizione del carico di neve in Germania 3 / 8

4 Inoltre, la quantità necessaria dei ganci per tetto per metro quadrato della superficie dei moduli è rilevabile dalle tabelle di dimensionamento statico. Per le informazioni necessarie relative ai carichi locali di vento e di neve è disponibile ad es. il servizio internet della Schletter GmbH "Determinazione del carico" sulla base dei codici di avviamento postale (CAP). Per il dimensionamento della quantità dei ganci per tetto, per la zona di bordo e di angolo si deve eventualmente prendere in considerazione delle quantità supplementari. Nelle zone di bordo si consiglia generalmente di impiegare un gancio per tetto alla volta sui primi due puntoni per compensare il carico intensificato dovuto alle turbolenze del vento. Annotazioni relative alla ripartizione dei ganci per tetto: Un tetto inclinato è dimensionato staticamente come unità organica, i carichi di servizio vengono trasmessi nell'orditura del tetto attraverso un'unione superficiale del tetto. Durante il montaggio di un impianto fotovoltaico, la capacità portante del tetto nella superficie deve persistere poiché il tetto dovrà ancora assorbire, oltre al carico di neve, il carico dell'impianto fotovoltaico. Proprio con carichi elevati, si devono quindi montare i ganci per tetto su ogni puntone poiché anche dopo il montaggio dell'impianto ogni puntone continua a sostenere il peso. Di conseguenza, non è vantaggioso risparmiare costi montando un gancio particolarmente stabile solo su ogni secondo puntone in caso di grandi carichi per unità di superficie. Avvertenza particolare per sistemi modulari La grande gamma dei carichi per diverse località (ad es. carichi di neve di 0,6kN/m2 in campagna piana, fino a 5kN/m2 e oltre in regioni poste a maggiori altitudini) dimostra che una progettazione professionale ed un dimensionamento di un sistema di fissaggio si deve sempre orientare ai carichi locali. Questo fatto spesso non viene preso in considerazione, proprio con sistemi modulari prefabbricati. Poiché un dimensionamento di tutti i sistemi realizzato secondo il caso peggiore (worst case) ed i carichi massimi non è economicamente redditizio, quindi anche in caso di sistemi modulari la scelta ed il dimensionamento devono essere eseguiti secondo il sito di applicazione. Dimensionamento del sistema Proprio la scelta dei ganci per tetto determina la capacità portante del sistema complessivo in modo essenziale; in questo caso si deve però osservare che tutti i componenti devono essere adatti per i carichi presenti al sito di installazione. Oltre alle barre soprattutto i moduli sono determinanti. Le garanzie del produttore valgono solo se il modulo è anche approvato nella forma di montaggio scelta per i carichi presenti sul sito (vedi anche Montaggio dei moduli Avvertenze generali). 4 / 8

5 Montaggio di ganci per tetto Avvertenze generali 6 Appoggio del gancio per tetto Un malinteso molto diffuso nella scelta dei ganci per tetto secondo le tabelle statiche è la supposizione che il gancio per tetto non tocca mai la tegola per quanto sia stato scelto secondo le tabelle del relativo produttore e secondo i carichi attuali. Generalmente non è per niente possibile tenendo conto dei carichi di neve estremi presenti in singole regioni. Si deve tuttavia menzionare che i calcoli statici prendono in considerazione nel calcolo i massimi carichi di neve statisticamente presenti solo una volta in 50 anni. I programmi statici e le tabelle di molti produttori tollerano per questo "tacitamente" l'appoggio del gancio per tetto sulle tegole; l'installatore però spesso non se ne rende conto. Proprio in caso di una ripartizione sfavorevole dei ganci per tetto possono quindi sorgere delle trasmissioni del carico completamente inammissibili per le tegole sottostanti che in caso di carico portano immancabilmente alla rottura di tegole. Per mettere a disposizione tutti i dati necessari al progettista professionale dell'impianto in modo trasparente, i calcoli statici dei ganci per tetto della Schletter GmbH dimostrano la situazione in ambedue i casi. I ganci per tetto possono essere ricavati ad es. "con appoggio" dalla tabella o possono essere calcolati con il programma speciale. Se si vuole chiaramente evitare un contatto della tegola anche in caso di carichi estremi, i valori necessari possono essere ricavati dalla tabella "senza appoggio". In questo caso naturalmente è necessario una densità più alta dei ganci per tetto e generalmente anche un tipo di gancio per tetto più stabile; il gancio però si deforma in caso di tutti i carichi presenti solo in modo elastico e molleggia indietro alla condizione iniziale in caso di scarico. Rapid2+ 45 Rapid2+ 45V Tabella ganci per tetto "senza appoggio" Rapid2+ 45 Rapid2+ 45V Tabella ganci per tetto "con appoggio" Possibilità di selezione "appoggio" nel programma di calcolo System PP Mönch Nonne Avvertenze addizionali nelle tabelle "con appoggio" 5/8

6 La scelta della quantità e del tipo dei ganci per tetto naturalmente è anche una questione economica. Così, un possibile appoggio del gancio per tetto sulle tegole viene spesso accettato da aziende installatrici anche a causa di buone esperienze nella prassi. Questo fatto viene parzialmente giustificato dalla norma DIN EN 1034 che autorizza la verifica di una certa capacità portante per tegole allo stato nuovo. La decisione rimane in questo caso, alla fine, con il progettista dell'impianto. Le garanzie dei produttori di sistemi di fissaggio naturalmente possono solo essere valide se le linee guida indicate vengono rispettate. Nella prassi si dovrebbe osservare che le tegole spesso fortemente invecchiate sono limitate nella loro capacità portante. Invece in caso di tegole in calcestruzzo allo stato nuovo, il rischio di rottura è più alto poiché il calcestruzzo possiede un comportamento di indurimento di molto lunga durata Capacità portante a fl essione EN 1304:2005 (D) I criteri per la capacità portante a flessione non sono applicabili a tegole sagomate. Le verifi che vengono considerate come soddisfacenti se le tegole non si rompono sotto il seguente carico minimo durante la prova secondo la norma EN538: 600 N per tegole piane (tegole a coda di castoro); 900 N per tegole ad incastro con superfi cie visibile piana; 1000 N per tegole curve (coppi); 1200 N per le altre tegole. Capacità portante di tegole sagomate secondo DIN EN 1304 Proprio in zone con carichi di neve elevati si deve solo tollerare l'appoggio dei ganci per tetto sulle tegole nella progettazione se non ne risultano danni consecutivi sul tetto. Questo può generalmente essere raggiunto in modo che alla posizione sotto il gancio per tetto venga montata una tegola succedanea in lamiera. Inserendo listelli o tavoloni adatti è da garantire che questa "tegola" non appoggi su uno spazio vuoto, ma che si possa appoggiare sulla struttura del tetto in caso di carico. Inoltre, proprio in tali casi di grandi carichi, è necessario montare una quantità suffi ciente di ganci per tetto e così trasmettere i carichi simmetricamente nel tetto. Le seguenti immagini illustrano un esempio di montaggio per il montaggio con tegole in lamiera. 6 / 8

7 7 Materiale dei ganci per tetto Per i ganci per tetti vengono sempre impiegati diversi materiali con diverse caratteristiche: Acciaio zincato Acciaio zincato di qualità adeguata è assolutamente adatto per l'impiego come gancio per tetto. Comunque si deve osservare che solo una zincatura a caldo secondo le norme è autorizzata per questa applicazione all'esterno. Alluminio Si può ottimizzare abbastanza bene l'alluminio per i carichi presenti mediante una formatura adatta. Un problema sono tuttavia sempre le sezioni trasversali delle staffe limitate a causa della copertura in tegole. Acciaio inox o qualità superiore Acciaio inox (anche V2A) dispone di buonissime caratteristiche nella produzione (facilmente saldabile, tenace, elastico, facilmente flessibile) e anche nell'impiego, particolarmente grazie al suo buon comportamento alla corrosione. Una caratteristica statica molto importante però è il buon comportamento al carico ed alla rottura. Mentre ad es. un gancio in alluminio, dopo un dimensionamento statico secondo le regole, viene definito molto vicino al limite di rottura, un gancio in acciaio inox, in confronto a tutti gli altri materiali, dispone di una riserva molteplice fino al limite di rottura. Queste grandi riserve nel dimensionamento possono diventare molto importanti particolarmente per quanto riguarda la resistenza al vento degli impianti in caso di cambiamenti climatici posteriori. Solo l'acciaio inox possiede un'autorizzazione generale dell'ispettorato all'edilizia (Z ). Acciaio inox o simili Questo acciaio inox viene spesso impiegato per ganci per tetto a causa del suo prezzo più basso. Difficilmente saldabile, difficilmente flessibile, non adatto per l'applicazione all'esterno (estratto da: Caratteristiche del materiale VA) sono però condizioni utili per l'impiego solo in modo limitato. Un'autorizzazione generale dell'ispettorato all'edilizia non esiste. 7 / 8

8 8 Impermeabilità del tetto In questo documento abbiamo già fatto riferimento alcune volte al fatto che a causa delle diverse opere di garanzia (impianto fotovoltaico, tetto, installazione corrente alternata, protezione antifulmine ecc.), l'installatore di un impianto generalmente assume un rischio abbastanza grande ed in molti punti assume la garanzia in confronto al cliente. In questo contesto si deve fare riferimento ancora una volta all'impermeabilità del tetto: Durante il montaggio di ganci per tetto vengono tuttavia creati molti punti deboli possibili, anche se tutte le regole vengono rispettate, che proprio in caso di tetti molto piani potrebbero causare problemi. Per questo si dovrebbe sapere che i produttori di tegole garantiscono solo un'impermeabilità molto limitata in caso di inclinazioni basse del tetto! Le seguenti indicazioni esemplari di un produttore rinomato di tegole servono a riconoscere problemi: Tegole ad incastro sono consigliate generalmente fino a min. 30 gradi sono consigliate solo in casi speciali (telo sottotetto ermetico, eventualmente incollato) fino a min. 24 gradi Tegole piane MZ3 sono consigliate generalmente fino a min. 22 gradi sono consigliate solo in casi speciali (telo sottotetto ermetico, eventualmente incollato) fino a min. 16 gradi Tegole piane (tegola a coda di castoro) come tegole ad incastro Tegole in calcestruzzo "Francoforte" come MZ3 Per questo, in caso di tetti molto piani si deve consigliare all'installatore di fare riferimento per contratto a questi possibili problemi di impermeabilità. 9 Sintesi Sebbene l'energia fotovoltaica venga ormai applicata da alcuni anni su grande scala, ci sono ancora molti punti che spesso non vengono trattati abbastanza professionalmente, proprio nelle domande semplici riguardanti il montaggio e l'adattamento al tetto. Un coordinamento intenso tra i produttori delle diverse opere di garanzia (moduli, sistemi di montaggio ecc.) ed una trasmissione conseguente di informazioni agli installatori a forma di documentazioni, corsi di formazione ecc. aiuteranno però a servire un mercato a lungo termine in una relazione di partner e così ad avanzare insieme la svolta energetica nel miglior modo possibile. Schletter GmbH, 2012, I400122IT, V3 8 / 8