Qual supporto per collettori solari termici ho bisogno – inclinazione del tetto, tipo di collettore e dimensione della superficie
Qual tipo di supporto per collettori ha bisogno – inclinazione del tetto, tipo di collettore e dimensione della superficie
Quando un cliente arriva dicendo che vuole collettori solari termici, gran parte della conversazione gira intorno ai collettori stessi – la loro potenza, la superficie, il marchio. Ai supporti si dedica attenzione solo alla fine, quasi fossero solo un accessorio. Ed è proprio questo il motivo principale di problemi nella pratica. Abbiamo visto casi in cui il collettore era ben progettato, l'idraulica corretta, ma il supporto non era adatto all'inclinazione del tetto, oppure il collettore era posizionato al bordo del tetto senza possibilità di installazione sicura. Risultato: smontaggio, nuovi costi, ritardi nell'installazione.
Questo articolo è rivolto a chiunque debba scegliere un supporto – che si tratti di un'installazione su tetto inclinato o piano, di un tipo di collettore o un altro, di una piccola superficie per una casa unifamiliare o di un sistema più grande. Qui tratteremo l'inclinazione del tetto, le dimensioni dei collettori, il modo di installazione integrata rispetto a quella sovrapposta, il numero di collettori e i prodotti specifici che vi aiuteranno a scegliere la soluzione corretta.
Perché la scelta del supporto è più critica di quanto sembra
Il supporto per collettori non è solo una "consola per il tetto". È un elemento strutturale che deve trasferire il carico del vento, della neve e del peso stesso del collettore alla struttura del tetto o al carico del tetto piano. Deve inoltre essere dimensionato per resistere all'esposizione prolungata ai raggi UV, alle variazioni di temperatura (i collettori si riscaldano comunemente fino a 100–180 °C in superficie) e all'umidità.
Nella pratica, ci imbattiamo in tre scenari principali di scelta errata del supporto:
- Supporto per tetto piano utilizzato su tetto inclinato – la struttura non ha i punti di fissaggio corretti, durante il vento si verifica movimento.
- Supporto dimensionato per un'altra dimensione del collettore – il collettore sporge o non è fissato saldamente su tutta la larghezza.
- Supporto base per i primi 2 collettori utilizzato senza estensione – aggiungendo un ulteriore collettore, il cliente scopre che il supporto originale non supporta l'estensione modulare.
Per questo è importante sapere fin dall'inizio: qual è l'inclinazione del Suo tetto, che tipo di collettore installerà e quanti collettori prevede per il presente e il futuro.
Inclinazione del tetto – parametro fondamentale per la scelta del tipo di supporto
L'inclinazione del tetto è la prima cosa che Lei deve verificare. Distinguiamo tre categorie principali:
Tetto piano e tetti con inclinazione fino a 15°
Consideriamo piano un tetto con inclinazione da 0° a 15°. Nella pratica si tratta spesso di edifici residenziali, industriali o nuove costruzioni di case unifamiliari con tetto piano. Su una superficie simile non è possibile disporre semplicemente i collettori in piano – da un lato l'efficienza energetica sarebbe scarsa (l'inclinazione ottimale del collettore è 30–55°), dall'altro l'acqua e la neve si accumulerebbero.
Per un tetto piano ha bisogno di un supporto che posizioni i collettori nell'inclinazione desiderata (tipicamente 30–45°) rispetto all'orizzontale. Il supporto deve essere fissato o alla struttura del tetto attraverso l'attico, o fissato con un peso di ballast (lastre di cemento, ghiaia), in modo da resistere al carico del vento senza danneggiare l'isolamento idrorepellente.
Per un tetto piano è fondamentale sapere se il supporto permette di regolare l'inclinazione o se è fissato rigidamente ad un angolo specifico. Prodotti come KS2100 – supporto base per i primi 2 collettori su tetto piano / inclinazione fino a 15° / 1,82 m² sono progettati appositamente per questo tipo di superficie e sono adatti per collettori con superficie 1,82 m² (tipo KS 2100). Se ha un collettore più grande o di altre dimensioni, deve verificare la compatibilità – altrimenti i collettori potrebbero non essere sufficientemente sostenuti ai bordi.
Tetto medio inclinato (15°–35°)
I tetti in questa fascia di inclinazione sono una sorta di "zona intermedia". Un'inclinazione da 15° a 25° è ancora relativamente dolce, ma richiede già l'ancoraggio a gancio nella struttura trave. Su tetti simili si può trovare tegole, lamiera ondulata o coperture in lastre – ciascuna richiede un tipo diverso di supporto a gancio. Attenzione: con un'inclinazione fino a circa 25° è vantaggioso posizionare i collettori in un angolo più ripido (installazione sovrapposta al tetto), per ottenere un migliore rendimento nel periodo invernale.
Tetto fortemente inclinato (35°–60°)
Su un tetto fortemente inclinato è vantaggioso il fatto che non si accumuli la neve e che l'inclinazione del tetto si avvicini all'inclinazione ottimale del collettore. I collettori vengono installati in parallelo al tetto – integrati nella copertura. Per questo tipo di installazione è necessario che il sistema di supporto sia progettato come "integrato" (sistema in-roof), dove il collettore sostituisce una parte della copertura e viene integrato nel piano del tetto.
Appositamente per l'installazione in-roof è progettato il supporto per l'integrazione di due collettori. Questo sistema permette di fissare la base di due collettori direttamente nella struttura trave in modo che il collettore si trovi al livello del piano del tetto, senza sovrapposizioni e senza "bossoli" sopra la copertura. Il vantaggio è una minore resistenza al carico del vento, ma anche un risultato estetico migliore – il collettore sembra parte integrante del tetto.
Tipi di collettori e le loro dimensioni – perché è importante
I sistemi portanti sono generalmente progettati per un tipo e una dimensione specifica di collettore. Questo è un aspetto che i clienti tendono a sottovalutare. Nella pratica esistono decine di tipi diversi di collettori solari piani con larghezze, altezze e pesi differenti. Un supporto progettato per un collettore 2,0 × 1,0 m non funzionerà correttamente per un collettore 2,3 × 1,1 m – i punti di fissaggio potrebbero trovarsi in posizioni non strutturalmente sicure del collettore oppure il collettore potrebbe oscillare.
Collettore piano – superficie 1,82 m² (tipo KS 2100)
Questo collettore è molto diffuso nell'ambiente centro-europeo. Con le dimensioni di circa 2020 × 910 mm e una superficie di 1,82 m² rientra nella categoria dei collettori piani standard per case unifamiliari. Per questo tipo è disponibile una gamma completa di supporti – dalla base di fissaggio per tetto piano, passando per i supporti di espansione, fino ai sistemi in-roof.
Set di fissaggio per collettori su tetto piano con inclinazione fino a 15°, per collettore KS 2100F 1,82 m² è un esempio di prodotto progettato esattamente per questa dimensione. L'insieme include tutti i profili metallici necessari, le viti e i fissaggi per l'installazione su tetto piano o inclinato fino a 15°. Non è quindi adatto se si ha un tetto inclinato con un angolo maggiore – in quel caso è necessario un altro tipo di fissaggio.
Collettori più grandi e più piccoli
Il mercato offre collettori anche in dimensioni 1,5 m², 2,5 m² o addirittura 3,0 m². Per ciascuno di essi potrebbero essere richiesti supporti diversi. Vale la regola: verificare sempre per quale tipo e dimensione di collettore il supporto è certificato. Nel caso di dubbi, contattare il fornitore e indicare esattamente il modello e le dimensioni del collettore.
Numero di collettori – supporto base e modulo di espansione
Una delle domande pratiche più importanti è: ha in programma solo 2 collettori, oppure ne aggiungerà altri in futuro? La maggior parte dei sistemi di supporto è progettata in modo modulare – l'insieme base copre 1–2 collettori e, grazie a un modulo di espansione, è possibile aggiungerne ulteriori.
Supporto base per 2 collettori
La maggior parte delle installazioni per una casa unifamiliare inizia con una coppia di collettori. Per l'integrazione in un tetto inclinato è adatto il supporto per l'integrazione di due collettori – un insieme completo che include tutti i componenti necessari per l'installazione iniziale di due collettori integrati nella superficie del tetto. Per un tetto piano è adatto il supporto per 2 collettori – tetto piano, che può essere fissato con un carico di ballast o con fissaggi nella struttura dell'attico.
Modulo di espansione per un ulteriore collettore
Se ha pensato al futuro durante l'installazione iniziale, oppure se il cliente desidera aggiungere un terzo collettore all'installazione esistente, la soluzione è l'espansione tramite un supporto speciale. Per i sistemi in-roof è adatto il supporto per l'integrazione di un ulteriore collettore. Questo componente si collega meccanicamente al supporto base esistente e permette l'aggiunta di un ulteriore collettore senza dover smontare l'installazione originale.
Nella pratica, consigliamo ai clienti di scegliere sempre un supporto base con la possibilità di espansione – anche se installano solo 2 collettori, è saggio verificare che il produttore offra un modulo espansivo compatibile. Altrimenti, potrebbe capitare che tra 5 anni non sia disponibile un componente compatibile e il cliente dovrà sostituire l'intero sistema di supporto.
Superficie ottimale dei collettori per una casa unifamiliare – come calcolarla
L'ampiezza della superficie assorbente dipende dal fine del sistema e dal numero di persone in famiglia. Ecco i valori orientativi che utilizziamo nella pratica:
- Riscaldamento ACS (2–3 persone): 2–3 m² di superficie collettore, quindi 1–2 collettori con formato 1,82 m²
- Riscaldamento ACS (4–5 persone): 3,5–5 m² di superficie, quindi 2–3 collettori
- Supporto al riscaldamento (casa a basso consumo energetico): 5–10 m² e più, quindi 3–6 collettori
- Piscina (coperta 40 m²): 15–25 m² di superficie collettore (piscine non coperte richiedono meno)
Da questi valori emerge che in un sistema più grande sarà necessario un sistema modulare – un supporto base per 2 collettori + il numero appropriato di moduli di espansione. Per questo è sempre vantaggioso pensare alla superficie totale già prima di scegliere l'insieme di supporti, per assicurarsi che il sistema scelto permetta l'installazione di tutti i collettori previsti.
Materiale e resistenza del supporto – cosa decide nella pratica
I sistemi di supporto sono generalmente realizzati in acciaio zincato, profili in alluminio o in combinazioni di entrambi. Ogni materiale ha i propri vantaggi e limiti.
Alluminio
L'alluminio è leggero, resistente alla corrosione e non richiede protezione superficiale. È ideale per ambienti con alta umidità o per tetti dove il peso è un fattore limitante. Lo svantaggio è il costo più elevato rispetto all'acciaio e la minore resistenza per lo stesso spessore. Per tetti inclinati con forte carico del vento potrebbe essere necessario un profilo più spesso.
Acciaio zincato
L'acciaio zincato è molto più resistente e economico. La maggior parte degli elementi di fissaggio, ganci e giunzioni è realizzata appunto in acciaio zincato. Lo svantaggio è il peso maggiore – per un tetto piano potrebbe essere un limite per la capacità portante del solaio. In caso di danni superficiali (graffi, abrasioni durante l'installazione) si può verificare una corrosione progressiva, quindi è importante prestare attenzione alla qualità dell'installazione.
Acciaio inossidabile
L'acciaio inossidabile viene utilizzato soprattutto per le giunzioni a vite e gli ancoraggi in applicazioni industriali o in ambienti con elevata aggressività dell'aria (vicinanza al mare, aria inquinata). Per le case unifamiliari è utile l'uso dell'acciaio inossidabile nei punti di contatto per garantire una maggiore affidabilità nel lungo termine.
Richieste di installazione in base al tipo di tetto – dettagli specifici
Tetto a tegole
Sul tetto a tegole (tegole in cemento o cotto) i portatori si fissano tramite ganci – diretti o regolabili in altezza. Il gancio si infila sotto la tegola e si fissa con un dado nella trave. Successivamente si montano le traverse longitudinali, alle quali si aggancia il collettore solare termico o il telaio in-roof. Per la sicurezza, il gancio deve penetrare nella trave almeno 50–60 mm e deve essere utilizzata una trave di buona qualità (senza nodi nella zona di fissaggio).
Importante: con il tetto a tegole Lei deve considerare che le tegole nei punti dei ganci saranno tagliate o sostituite con tegole speciali a canale. Se non risolto correttamente, potrebbe verificarsi un infiltrazione d'acqua sotto il tetto.
Tetto in lamiera (onde, canalette)
Per i tetti in lamiera esistono speciali morsetti che si fissano alle canalette senza foratura. Questo è un grande vantaggio – l'isolamento idrorepellente non viene danneggiato. Lo svantaggio è che la capacità portante di questa fissazione dipende dalla robustezza della lamiera stessa e dalla distanza tra le canalette. I collettori più pesanti (oltre 30 kg/pezzo) richiedono una verifica della capacità portante.
Tetto piano con isolamento idrorepellente
L'ancoraggio su tetto piano è lo scenario più problematico in termini di isolamento idrorepellente. La soluzione ideale è il ballastamento – il portatore viene sostenuto da inserti in gomma che proteggono l'isolamento e caricato con blocchi di cemento o ghiaia. Il peso del ballast deve essere dimensionato in base al carico del vento nella località e all'altezza dell'edificio.
Se il ballastamento non è possibile (ad esempio a causa di limitazioni del carico del solaio), si passa all'ancoraggio attraverso la grondaia o attraverso guarnizioni idrorepellenti – passaggi sigillati che mantengono l'acquapertta anche in caso di rottura dell'isolamento. Per saperne di più su questo procedimento, si veda l'articolo Come fissare correttamente il portatore del collettore solare termico senza danneggiare l'isolamento idrorepellente in questo Centro informativo.
Orientamento del collettore – sud, sud-est o sud-ovest
Sebbene l'orientamento non riguardi direttamente il portatore, ha un impatto diretto su dove e come Lei posiziona il portatore. Un tetto piano Le offre la libertà di orientare il portatore in qualsiasi modo – ideale verso sud, un deviazione fino a 30° verso sud-est o sud-ovest riduce il rendimento solo del 5–10 %, che è accettabile. Un tetto inclinato è meno flessibile in questo senso – Lei è limitato dall'orientamento della superficie del tetto.
Se la sua superficie del tetto è orientata a nord o ha una deviazione superiore a 45° dal sud, Le consigliamo di non installare i collettori su un tetto inclinato, ma di considerare l'installazione su una parete – sono disponibili kit di fissaggio per pareti, di cui parleremo nell'articolo Montaggio di fissaggio dei collettori solari termici su parete – procedura e errori comuni.
Un confronto dettagliato dei diversi tipi di superfici si trova nell'articolo Portatore per tetto piano vs. tetto inclinato vs. parete – confronto dei sistemi di fissaggio dei collettori.
Scelta del portatore in base al numero programmato di collettori – tabella chiara
| Numero di collettori | Tipo di tetto | Portatore consigliato | Nota |
|---|---|---|---|
| 2 | Tetto inclinato (in-roof) | Portatore per l'installazione di due collettori | Configurazione base, espandibile |
| 2+1 | Tetto inclinato (in-roof) | Portatore per due collettori + portatore per un ulteriore collettore | Espansione modulare senza smontaggio |
| 2 | Tetto piano (pendenza 0–15°) | Portatore per 2 collettori – tetto piano / portatore base KS2100 | Necessario risolvere il ballast o l'ancoraggio |
| 1 | Tetto piano | Kit di fissaggio per KS 2100F 1,82 m² | Per un collettore con superficie 1,82 m² |
| 3 e più | Qualsiasi | Portatore base + numero necessario di moduli espansivi | Verificare la compatibilità prima dell'installazione |
Errore comuni che si possono facilmente evitare
In base all'esperienza pratica di installazione, segnaliamo gli errori più frequenti nella scelta e nell'installazione dei supporti:
- Supporto inadatto per il tipo di copertura: Gli appositi ganci per tegole cotto non funzionano su tegole in cemento con profilo diverso – il profilo della scanalatura deve combaciare.
- Peso insufficiente sulla copertura piana: Il carico eolico normale al quarto piano può corrispondere a un carico di 60–80 kg sull'intero sistema di supporto. Un supporto caricato in modo insufficiente può ribaltarsi in caso di vento forte.
- Installazione senza nastri di tenuta in schiuma: Tra il collettore e la traversa del supporto va inserita una guarnizione protettiva, altrimenti si può verificare un contatto tra metallo e telaio del collettore, che causa scricchiolii e progressivo allentamento a causa della dilatazione termica.
- Ignorare la dilatazione: Il collettore solare termico durante l'uso si riscalda e raffredda fino a una differenza di 150 °C. Le giunzioni a vite devono essere serrate con il momento specificato, non "a fondo" – altrimenti il collettore deformerà le traverse.
- Installazione senza verificare la portanza delle travi: Ogni collettore pesa 25–45 kg, con 4 collettori si arriva a un carico aggiuntivo di 100–180 kg. Le travi vecchie in cattivo stato potrebbero non reggere.
Per saperne di più sugli errori comuni e le loro soluzioni, consultate l'articolo Problemi frequenti con il fissaggio dei collettori solari – allentamento, corrosione, perdite di giunzione.
Scenari pratici tratti dall'esperienza
Scenario 1 – Casa unifamiliare, tegole inclinate, 2 collettori: Il cliente possiede una casa del 2005 con tegole cotto e una pendenza del tetto di 38°, orientamento sud-ovest. Vuole riscaldare l'acqua calda sanitaria per 4 persone. Soluzione: sistema in-roof con supporto per 2 collettori KS 2100, la pendenza è adatta per l'integrazione. La superficie di 2 × 1,82 = 3,64 m² è sufficiente. Consigliamo al cliente di verificare lo stato delle travi, visto che la casa è datata.
Scenario 2 – Edificio residenziale, tetto piano, 6 collettori per piscina: L'amministratore dell'edificio vuole alimentare una piscina coperta (25 m²). Superficie necessaria ca. 18–20 m², quindi 10–11 collettori. Il tetto è piano, l'isolamento impermeabile risale al 2015. Soluzione: sistema di supporti per tetto piano con carico di ballast, suddiviso in due file da 5 collettori ciascuna. Particolare attenzione alla distribuzione del carico in base alla portanza del solaio (relazione statica obbligatoria). Per i primi 2 collettori è stato utilizzato un supporto base per tetto piano, le file successive sono state ampliate.
Scenario 3 – Nuova costruzione, tetto verde piano, pendenza 3°: Lo sviluppatore vuole installare collettori solari su un tetto verde. L'ancoraggio attraverso l'isolamento impermeabile non è possibile. Soluzione: supporti elevati speciali con carico integrato, montati su supporti in gomma protettivi sopra lo strato vegetativo. Le lastre di carico in cemento sono state disposte in modo che non superassero i 150 kg/m² in un unico punto della lastra portante.
Domande frequenti (FAQ)
Posso utilizzare lo stesso supporto per diversi tipi di collettori?
No, non sempre. I supporti sono dimensionati per le specifiche dimensioni e pesi dei collettori. Se si vuole utilizzare un collettore diverso da quello per cui è stato progettato il supporto, è necessario verificare che i punti di fissaggio siano a distanza uguale e che il supporto possa sostenere il peso del nuovo collettore. Alcuni sistemi hanno morsetti di fissaggio regolabili che coprono più dimensioni – il produttore dovrebbe indicarlo nella documentazione.
Qual è l'inclinazione ideale per i collettori nelle condizioni slovacche?
Per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria durante tutto l'anno, l'inclinazione ideale è tra 35–45° rispetto all'orizzontale. Per un utilizzo stagionale (primavera – estate – autunno) è sufficiente una pendenza di 25–35°. Nell'arco invernale, quando il sole è basso sull'orizzonte, sono vantaggiose inclinazioni più ripide, 50–60°. Su un tetto piano è possibile regolare l'inclinazione desiderata indipendentemente dall'inclinazione del tetto stesso – è uno dei vantaggi dell'installazione su tetto piano rispetto a un tetto inclinato.
È necessario un permesso edilizio per l'installazione dei collettori e dei supporti?
Nelle case unifamiliari in Slovacchia, di norma basta la comunicazione di inizio attività (non un permesso), se i collettori non superano di più di 0,5 m il bordo del tetto e non si trova in una zona monumentale. Nelle zone monumentali o in caso di installazioni più estese (ad esempio in un edificio residenziale) è necessario un permesso edilizio. In ogni caso specifico consigliamo di consultare l'ufficio comunale edilizio.
Quanti collettori posso collegare in un unico circuito?
Dipende dal progetto idraulico, non dal supporto. Dal punto di vista del supporto, il limite principale è il carico statico del tetto e la portanza degli elementi di fissaggio. Dal punto di vista idraulico, in un circuito si collegano comunemente 2–4 collettori disposti in serie o in combinazione serie-parallela. Per un numero maggiore di collettori è necessario utilizzare più circuiti. L'argomento dell'ampliamento del sistema è trattato in dettaglio nell'articolo Ampliamento del sistema solare – come aggiungere un ulteriore collettore a un supporto esistente.
Devo chiamare uno statico per l'installazione del supporto?
Per l'installazione standard di 2–4 collettori in una casa unifamiliare con una struttura a travi tradizionale, un certificato statico non è generalmente obbligatorio, ma consigliamo comunque di verificare lo stato delle travi. Per un tetto piano di un edificio residenziale, un tetto verde o in caso di un numero maggiore di collettori (oltre 6–8 pezzi), il certificato statico è fortemente consigliato e in molti casi richiesto dall'assicurazione.
Che fare se il mio tetto non è né piano né inclinato – ha una pendenza di 18°, che opzione ho?
Una pendenza di 18° è una "zona grigia". Tecnicamente è un tetto con pendenza inferiore a 20°, dove i sistemi per tetti piani (fino a 15°) possono essere utilizzati con modifiche. Tuttavia, con una pendenza di 18° è più vantaggioso utilizzare un sistema on-roof per tetti inclinati, dove i ganci si fissano alle travi e i collettori si attaccano alle traverse. L'efficienza energetica a questa pendenza sarà buona, se l'orientamento del tetto è almeno vicino a sud. In questo caso consigliamo una consulenza – contattaci con i parametri del tuo tetto.
Conclusione – come procedere nella scelta del supporto
La scelta del supporto corretto per i collettori solari non è complicata, se si procede in modo sistematico. Verifica la pendenza del tetto, il tipo di copertura, l'orientamento del tetto e il numero programmato di collettori. In base a questi quattro parametri puoi restringere la scelta a pochi prodotti adatti. Verifica la compatibilità con il tipo specifico di collettore e assicurati che il sistema di supporto scelto sia modulare e ampliabile, se hai intenzione di aggiungere ulteriori collettori in futuro.
Per tetti inclinati con tegole o coperture metalliche con una pendenza maggiore, opta per un sistema in-roof – supporto per l'integrazione di due collettori è una soluzione collaudata per la prima coppia, con possibilità di espansione tramite supporto per l'integrazione di un ulteriore collettore. Per tetti piani e tetti con pendenza fino a 15°, è conveniente considerare supporto per 2 collettori su tetto piano o KS2100 supporto base con kit di fissaggio appropriati.
Tutta la gamma disponibile di supporti e fissaggi è presentata in modo chiaro nella pagina fissaggio dei collettori. Se hai un tetto atipico o non riesci a inquadrare la tua situazione in uno dei scenari standard, descrivici il tuo caso – pendenza del tetto, tipo di copertura, numero e tipo programmato di collettori – e ti proporremo una soluzione specifica.
Ha Lei una domanda su questo argomento?
Non riesce a prendere una decisione o sta affrontando una situazione specifica nella Sua casa? Scrivici – con piacere Le forniremo consulenza.