Azione del vento su tettoie e pensiline: come calcolarla secondo le NTC2018 e la Circolare 2019 (+foglio di calcolo Excel *.xls e *.xlsm)

In quest’articolo vedremo come calcolare l’azione del vento su tettoie e pensiline a singola falda e a doppia falda con impluvio o displuvio ai sensi delle NTC2018 e Circolare 2019. Vedremo inoltre come utilizzare le prescrizioni della Normativa Tecnica relative al vento su tettoie e pensiline per calcolare l’azione del vento sui pannelli fotovoltaici fissi o ad inseguimento solare (anche detti tracker).

Nel corso dell’articolo potrai scaricare Eolo, un’utile app implementata in Microsoft Excel per il calcolo dell’azione del vento sulle diverse tipologie di costruzione, tra cui anche tettoie, pensiline e pannelli fotovoltaici. Potrai inoltre scaricare il Focus Normativo PDF contenente tutte le prescrizioni normative sull’argomento. Buona lettura!

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Scarica Eolo, l’app per il calcolo dell’azione del vento su tettoie e pensiline (implementata in Microsoft Excel)

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Vento su tettoie e pensiline: la risultante del campo di pressioni

L’azione del vento su tettoie e pensiline è schematizzata come la risultante F del campo di pressioni agente sulla superficie della falda. La Normativa Tecnica fornisce i coefficienti di forza c_F positivi e negativi da utilizzare per il calcolo dell’azione del vento in funzione dell’angolo di inclinazione α delle falde della tettoia e del grado di bloccaggio (vedremo più avanti quali sono i coefficienti c_F e cos’è il grado di bloccaggio).

La Circolare 2019 prescrive inoltre in quali punti della falda applicare la risultante F del campo di pressioni in corrispondenza del verso positivo e negativo dell’azione del vento. Vediamo nei paragrafi successivi i diversi punti di applicazione a seconda della tipologia di tettoia.

Tettoia a singola falda: punti di applicazione della risultante F della pressione del vento

Per tettoia a singola falda, la risultante F della pressione del vento viene applicata ad un quarto della lunghezza dal bordo sopravento della tettoia (ti ho parlato del significato dei termini sopravento e sottovento in questo post), in direzione parallela alla direzione del vento. Ti riporto di seguito le schermate estratte dall’app Eolo per mostrarti i punti di applicazione della risultante F della pressione del vento sulle tettoie a singola falda.

Tettoia a doppia falda: punti di applicazione della risultante F della pressione del vento

Per la tettoia a doppia falda i punti di applicazione della risultante F della pressione del vento sono gli stessi di quella a singola falda, ovvero ad un quarto della lunghezza della falda, a partire dal bordo sopravento nella direzione del vento.

Per le tettoie a doppia falda, nel caso di direzione del vento ortogonale alla linea di colmo, c’è una differenza rispetto alle condizioni di carico valide per tettoie a singola falda. In tal caso infatti le condizioni di carico saranno le tre seguenti:

1. risultante F applicata sulla falda sopravento;
2. risultante F applicata sulla falda sottovento;
3. risultante F applicata in contemporanea sulla falda sopravento e sottovento.

L’azione del vento sarà applicata quindi singolarmente su ciascuna falda nelle prime due condizioni di carico e su entrambe le falde nella terza condizione di carico, come puoi vedere nell’immagine seguente estratta dall’app Eolo.

Vento su tettoie e pensiline: ostruzione e grado di bloccaggio

Un parametro che influenza fortemente l’azione del vento sulle tettoie è il grado di bloccaggio. Tale parametro definisce l’entità di un’eventuale ostruzione al di sotto della tettoia o sul lato sottovento. La presenza di un’ostruzione infatti, anche sul lato sottovento della tettoia e non soltanto al di sotto di essa, impedisce il passaggio dell’aria, modificando la distribuzione delle pressioni sulla falda.

Il grado di bloccaggio φ è definito come il rapporto fra l’area esposta al vento di un’eventuale ostruzione al di sotto della tettoia (o sul lato sottovento) e l’area totale della superficie ortogonale alla direzione del vento al di sotto della tettoia.

Le due situazioni limite relative al grado di bloccaggio sono le seguenti:

• φ = 0 corrispondente al caso di tettoia libera;
• φ = 1 corrispondente al caso di tettoia totalmente ostruita.

Il grado di bloccaggio φ influisce sul valore negativo del coefficiente di forza c_F, cui corrisponde una depressione sulla falda della tettoia. Vedremo l’influenza del grado di bloccaggio sull’entità dell’azione del vento nel paragrafo seguente relativo ai coefficienti di forza c_F.

Vento su tettoie e pensiline: i coefficienti di forza c_F

Per determinare l’azione del vento su tettoie e pensiline bisogna estrapolare il coefficiente di froza c_F dagli abachi forniti dalla Circolare 2019. Il valore di tale coefficiente viene determinato in funzione dell’angolo di inclinazione α della falda, del grado di bloccaggio φ e della tipologia di tettoia (singola falda o doppia falda con displuvio o con impluvio). L’azione del vento sarà data dalla seguente formula:

p = q_r ∙ c_e ∙ c_d ∙ c_F ∙ A_F

• q_r = pressione cinetica di riferimento;
• c_e = coefficiente di esposizione, funzione della quota z;
• c_d = coefficiente dinamico;
• c_F = coefficiente di forza;
• A_F = area della singola falda della tettoia.

Ti ho già parlato del significato dei termini c_e, c_d e q_r in quest’articolo del blog relativo all’azione del vento.

Ad ogni valore dell’angolo di inclinazione α della falda corrisponderà un valore positivo e uno negativo del coefficiente c_F. Al valore positivo di c_F corrisponderà una sovrappressione sulla falda della tettoia, al valore negativo corrisponderà una depressione. Vediamo quali sono i coefficienti di forza c_F relativi al caso di tettoia a singola falda e doppia falda.

Tettoia a singola falda: coefficienti di forza e condizioni di carico

L’abaco della Circolare 2019 fornisce i seguenti valori per i coefficienti di forza c_F pe vento agente in direzione perpendicolare alla linea di colmo:

• valori positivi del coefficiente c_F in funzione dell’angolo di inclinazione α della falda;
• valori negativi del coefficiente c_F in funzione dell’angolo α e per grado di bloccaggio φ = 0;
• valori negativi del coefficiente c_F in funzione dell’angolo α e per grado di bloccaggio φ = 1.

Per valori del grado di bloccaggio φ compresi fra 0 e 1, bisognerà interpolare linearmente fra i valori determinati in corrispondenza di φ = 0 e φ =1. Ti riporto di seguito l’abaco della Circolare 2019 per i coefficienti c_F estrapolato dall’app Eolo.

L’app Eolo eseguirà automaticamente l’interpolazione lineare fra φ = 0 e φ = 1, il risultato dell’interpolazione lineare è riportato nell’abaco mediante una linea tratteggiata.

Per vento agente in direzione parallela alla linea di colmo, ai fini della determinazione del coefficiente di forza c_F si utilizzerà lo stesso abaco visto in precedenza, imponendo l’inclinazione α della falda pari a zero.

Tettoia a doppia falda: coefficienti di forza e condizioni di carico

Per tettoie a doppia falda investite dal vento in direzione ortogonale alla linea di colmo la Circolare 2019 fornisce un abaco che riporta i valori del coefficiente di forza c_F in funzione dell’angolo α e del grado di bloccaggio φ. Anche per le tettoie a doppia falda vengono forniti:

• valori positivi del coefficiente c_F in funzione dell’angolo di inclinazione della falda α;
• valori negativi del coefficiente c_F in funzione dell’angolo α e per grado di bloccaggio φ = 0;
• valori negativi del coefficiente c_F in funzione dell’angolo α e per grado di bloccaggio φ = 1.

Per valori del grado di bloccaggio φ compresi fra 0 e 1, bisognerà interpolare linearmente fra i valori forniti in corrispondenza di φ = 0 e φ= 1. Ti riporto di seguito l’abaco della Circolare 2019 per i coefficienti c_F estrapolato dall’app Eolo.

L’app Eolo eseguirà automaticamente l’interpolazione lineare fra φ = 0 e φ = 1, il risultato dell’interpolazione lineare è riportato nell’abaco mediante una linea tratteggiata.

L’abaco del coefficiente c_F per tettoie a doppia falda è definito per valori dell’angolo α compresi fra -20° e +30°. I valori positivi dell’angolo α si riferiscono al caso di displuvio, i valori negativi invece si riferiscono al caso di impluvio.

Per vento agente in direzione parallela alla linea di colmo, ai fini della determinazione del coefficiente di forza c_F si utilizzerà lo stesso abaco visto in precedenza, imponendo l’inclinazione α della falda pari a zero.

Azione del vento su pannelli fotovoltaici fissi o ad inseguimento solare (tracker)

Le prescrizioni della Circolare 2019 valide per le tettoie possono essere utilizzate per calcolare l’azione del vento su pannelli fotovoltaici fissi o ad inseguimento solare (anche detti di tipo tracker). Per il calcolo del coefficiente di forza c_F bisognerà utilizzare l’abaco fornito dalla Circolare 2019, leggendo il valore del coefficiente c_F in corrispondenza dell’angolo di inclinazione α del pannello e del grado di bloccaggio φ = 0. Per i pannelli fotovoltaici infatti, intesi come costruzioni singole a sé stanti, si assume che non ci sia alcuna ostruzione al di sotto del pannello.

Per i pannelli fotovoltaici ad inseguimento solare, quindi caratterizzati da un angolo di inclinazione variabile nel corso della giornata, va considerato l’angolo di inclinazione massimo e minimo e la corrispondente azione del vento. Osservando l’abaco fornito dalla Circolare 2019, si può osservare che i valori massimi del coefficiente c_F si avranno in corrispondenza dell’angolo di inclinazione massimo, in quanto la condizione φ = 1 non sarà mai presente.

Le condizioni di carico da considerare sono le stesse valide per le tettoie in caso di vento ortogonale e parallelo alla linea di colmo. La risultante del campo di pressioni sarà applicata ad un quarto della dimensione del pannello nella direzione del vento, a partire dal bordo sopravento, come mostrato nell’immagine seguente estratta dall’app Eolo.

Nell’app Eolo troverai degli appositi moduli dedicati al calcolo dell’azione del vento su panelli fotovoltaici fissi o ad inseguimento solare.

Per i pannelli fotovoltaici montati invece su tettoie o coperture in modo tale da sfruttare l’inclinazione stessa della copertura, l’azione del vento va calcolata come se il vento agisse sulla tipologia di copertura in oggetto (falda singola, doppia falda, padiglione etc.), come spiegato in quest’articolo del blog.

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Scarica Eolo, l’app per il calcolo dell’azione del vento su tettoie e pensiline (implementata in Microsoft Excel, file xls, xlsm)

Eolo è l’app per il calcolo dell’azione del vento su tettoie e pensiline. Grazie all’app Eolo potrai calcolare l’azione del vento su tettoie e pensiline e non solo. All’interno dell’app troverai degli appositi moduli per il calcolo dell’azione del vento su pannelli fotovoltaici, insegne e tabelloni, pareti verticali di edifici e coperture piane, a singola falda, doppia falda, a padiglione. Per scaricare gratuitamente l’app compila i campi qui sotto, riceverai all’istante una mail contenente il link per eseguire il download.

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Scarica il Focus Normativo PDF sull’azione del vento su tettoie e pensiline

Tutte le prescrizioni della Normativa Tecnica NTC2018 e della Circolare 2019 riguardanti il calcolo dell’azione del vento su tettoie e pensiline raccolte in unico documento PDF scaricabile gratuitamente. Compila i campi qui sotto, riceverai all’istante un’email contenente il link per eseguire il download.

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Conclusioni

Come hai potuto vedere nel corso dell’articolo, la procedura di calcolo dell’azione del vento su tettoie e pensiline richiede la determinazione dei coefficienti di forza c_F in funzione dell’angolo di inclinazione α della falda e del grado di bloccaggio φ della tettoia. L’azione del vento su tettoie e pensiline si schematizza come la risultante del campo di pressioni sulla superficie delle falde.

Per permetterti di velocizzare le operazioni di calcolo dell’azione del vento su tettoie e pensiline, evitando di commettere errori, ho reso disponibile per il download l’app Eolo, scaricabile nel corso dell’articolo. Spero possa tornarti utile per la tua professione.

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Al prossimo articolo.

Marco

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Codice articolo: 225