I prezzi dell’elettricità stanno aumentando e molti proprietari di fabbriche considerano i tetti inutilizzati come potenziali siti per il solare fotovoltaico.
Cosa dovrebbe venire prima? La maggior parte dei proprietari inizia chiedendo alle aziende solari i prezzi dei moduli. Questa è solo metà del quadro. Per un edificio industriale esistente con struttura in acciaio, il primo passo è una valutazione strutturale. Se il tetto non può sostenere in sicurezza il sistema, i conti economici del progetto non tornano.
Una stima del settore prevede che il tasso di superamento dei controlli della capacità di carico del fotovoltaico sui tetti metallici esistenti sia pari a inferiore al 50%. Quasi la metà degli edifici industriali più vecchi potrebbero aver bisogno di essere rinforzati prima di poter installare l’energia solare. Saltare la valutazione e passare direttamente all'installazione può portare a deformazioni dell'arcareccio, perdite dal tetto o persino incidenti di sicurezza strutturale.
Questa guida spiega i tre controlli, i relativi criteri di superamento/fallimento e i costi indicativi se il tetto non supera la valutazione.
Controllo 1: capacità di carico
Cosa controllare
Controllare se il progetto originale ha una capacità di carico sufficiente di riserva. Un sistema fotovoltaico sul tetto (moduli, struttura di montaggio e cavi), installato parallelamente alla pendenza del tetto, aggiunge circa 15–26 kg/m² (0,15–0,26 kN/m²).
Potrebbe non sembrare molto, ma è un carico morto permanente. Il progetto originale spesso presuppone un carico accidentale di soli 0,5 kN/m² per un tetto non destinato ad un accesso regolare. Una volta che il carico morto del FV si combina con i carichi di vento e neve, può facilmente utilizzare la capacità rimanente.
Criteri di superamento/fallimento
| Elemento di ispezione | Passa | Fallire |
| Rapporto di sollecitazione in casi combinati di carico permanente, dinamico, vento e neve | Entro il limite consentito | Supera il limite |
| Deflessione del telaio principale | ≤ L/250 (pratica comune nel settore) | Supera il limite |
| Spostamento della sommità della colonna | Entro il limite del codice | Supera il limite |
Se il tetto cede: Rinforzare il telaio principale, ad esempio aumentando le dimensioni degli elementi o aggiungendo rinforzi. Si tratta di una misura di rinforzo relativamente costosa e richiede una progettazione ingegneristica specifica del progetto.
Controllo 2: Luce dell'arcareccio e dimensione della sezione
Cosa controllare
I morsetti di montaggio FV sono fissati agli arcarecci. Poiché gli arcarecci erano originariamente dimensionati per i carichi esistenti, ulteriori 15–26 kg/m² potrebbero spingerli oltre la loro capacità consentita. Per gli edifici industriali con struttura a portale e arcarecci con sezione a C o a Z, è possibile utilizzare queste due regole pratiche per uno screening iniziale:
- Luce dell'arcareccio di circa 6 m con una designazione della sezione inferiore a 180 → probabile superamento dei limiti consentiti
- Luce dell'arcareccio di circa 8 m con una designazione della sezione inferiore a 220 → probabile superamento dei limiti consentiti
Criteri di superamento/fallimento
| Elemento di ispezione | Passa | Fallire |
| Rapporto di sollecitazione dell'arcareccio | Entro il limite consentito | Supera il limite |
| Deflessione dell'arcareccio | ≤ L/150 | Supera il limite |
| Disposizione a ponte/tirante (con campata > 6 m) | Almeno 2 righe | Solo 1 riga; rischio di instabilità laterale |
Se gli arcarecci sono inadeguati ma il telaio principale ha una capacità sufficiente, rinforzare o sostituire solo gli arcarecci è un'opzione più gestibile e in genere la meno costosa delle tre misure di rinforzo.
Controllo 3: Condizioni di corrosione
Cosa controllare
Ispezionare il rivestimento protettivo e la perdita di sezione trasversale correlata alla corrosione. Prestare particolare attenzione ai luoghi in cui si accumula polvere o acqua, alle aree soggette a ripetuta bagnatura e asciugatura, ai collegamenti e alle aree nascoste e ai bordi delle aperture del tetto.
Metodo: ispezionare innanzitutto il rivestimento per eventuali danni. Nei punti danneggiati, utilizzare uno spessimetro a ultrasuoni o un calibro per misurare lo spessore effettivo del materiale e confrontarlo con le dimensioni della sezione originale.
Criteri di superamento/fallimento
| Elemento di ispezione | Passa | Fallire |
| Rivestimento protettivo | Intatto o riparabile | Difetti diffusi del rivestimento |
| Perdita di sezione trasversale dovuta alla corrosione | ≤ 5% | > 5% |
| Connessioni (saldature/bulloni) | Nessun allentamento o crepe | Elementi di fissaggio allentati o saldature incrinate |
Se la perdita della sezione trasversale dovuta alla corrosione supera il 5%, applicare la protezione dalla corrosione e rinforzare la sezione interessata prima di rivalutare la capacità del tetto per i carichi FV. I problemi di connessione hanno la priorità su tutto il resto: ripara i collegamenti prima di considerare l'installazione solare.
Se il tetto crolla: dove vanno i soldi
Fasce di costo indicative del settore:
| Lavoro riparativo | Costo indicativo | Note |
| Calcoli di verifica strutturale | US $ 1.400–4.200 | Obbligatorio; rivolgersi a uno studio di ingegneria strutturale qualificato o a un'azienda di strutture in acciaio per la modellazione e la verifica strutturale |
| Rinforzo/sostituzione arcareccio | US $ 2.800–7.000 | La categoria di rinforzo più comune |
| Rinforzo del telaio principale | US $ 11.000-21.000 | Aumentare le dimensioni dei membri/aggiungere rinforzi; è richiesta la progettazione specifica del progetto |
| Rinforzo della fondazione | US $ 14.000–28.000 | L'opzione più ampia; prima conferma se è effettivamente necessario |
Un caso cautelativo: un impianto fotovoltaico installato in fabbrica senza prima eseguire calcoli strutturali. Un anno dopo, i suoi arcarecci si erano abbassati di 5 cm. Le riparazioni e i rinforzi sono costati circa 25.000 dollari e la produzione è stata interrotta per un mese.
Una valutazione del tetto costa solo poche migliaia di dollari. Saltarlo significa mettere a rischio un tetto del valore di centinaia di migliaia di dollari e l’intera linea di produzione.
Dopo la valutazione: il caso della progettazione integrata
Una volta che il tetto ha superato la valutazione, prendere in considerazione l'integrazione del fotovoltaico nella progettazione strutturale piuttosto che utilizzare un retrofit convenzionale del fotovoltaico applicato all'edificio (BAPV).
- I moduli fotovoltaici possono sostituire parte del rivestimento del tetto in un progetto fotovoltaico integrato nell’edificio (BIPV), riducendo potenzialmente anziché aumentare il carico permanente.
- Pianificare fin dall'inizio i dettagli di montaggio e collegamento nei disegni per evitare adattamenti in loco.
- Per tetti a campata lunga con capacità di carico limitata, BIPV può eliminare o ridurre sostanzialmente i costi di rinforzo.
Per un nuovo edificio industriale, ciò significa “un progetto strutturale, una fase di costruzione e la generazione di energia integrata”. Per una fabbrica esistente che supera la valutazione, un retrofit convenzionale rimane un'opzione praticabile, ma i dettagli di connessione e la distribuzione del carico dovrebbero essere gestiti da un team di progettazione esperto di strutture in acciaio.
Domande frequenti
Q1: È necessaria una verifica strutturale prima di installare un impianto solare sul tetto?
Sì. Le stime del settore collocano il tasso di superamento delle verifiche del carico fotovoltaico sui tetti metallici esistenti al di sotto del 50%. I calcoli strutturali aiutano a gestire questo rischio; con un valore compreso tra 1.400 e 4.200 dollari, rappresentano una delle garanzie meno costose del progetto.
D2: Un edificio industriale di 20 anni può ancora supportare l’energia solare?
L’età da sola non è decisiva. Un edificio più vecchio può passare se la corrosione viene controllata e il progetto originale ha una capacità di riserva sufficiente. Se la perdita di sezione correlata alla corrosione supera il limite consentito, applicare prima la protezione dalla corrosione e rinforzarla.
Q3: Chi dovrebbe preparare il rapporto di valutazione strutturale?
Una società qualificata di ingegneria strutturale o un'azienda di strutture in acciaio dovrebbe rilasciare il rapporto. Dovrebbe documentare le combinazioni di carico, i rapporti di sollecitazione, i risultati della deflessione e qualsiasi raccomandazione di rinforzo.
Q4: Quale campata dell'arcareccio e dimensione della sezione sono generalmente adatte per l'impianto solare sul tetto?
Come regola pratica iniziale, gli arcarecci con sezione a C o a Z con una designazione di sezione di almeno 180 su una luce di circa 6 m, o 220 su circa 8 m, hanno maggiori probabilità di passare sotto i carichi FV. L'idoneità finale dovrà essere confermata mediante calcoli strutturali.
Non sei sicuro che il tuo tetto possa supportare l'energia solare? Invia la campata, le dimensioni dell'arcareccio, l'anno di costruzione e le foto del tetto per una valutazione preliminare gratuita. E-mail: info@xzbesta.com
