Chaque type de toiture possède ses propres caractéristiques que les entrepreneurs doivent prendre en compte lors de l’installation de panneaux solaires. Les toits métalliques sont disponibles dans une grande variété de profils et de matériaux et nécessitent des fixations spécialisées, mais l'installation de panneaux solaires sur ces toits spécialisés est facile.
Les toits métalliques sont une option de toiture courante pour les bâtiments commerciaux avec des toits légèrement inclinés et deviennent également de plus en plus populaires sur le marché résidentiel. L'analyste du secteur de la construction, Dodge Construction Network, a rapporté que l'adoption des toits métalliques résidentiels aux États-Unis est passée de 12 % en 2019 à 17 % en 2021.
Une toiture métallique peut être plus bruyante lors des tempêtes de grêle, mais sa durabilité lui permet de durer jusqu'à 70 ans. Dans le même temps, les toits en tuiles asphaltées ont une durée de vie plus courte (15 à 30 ans) que les panneaux solaires (25 ans et plus).
« Les toitures métalliques sont les seules qui durent plus longtemps que l’énergie solaire. Vous pouvez installer de l'énergie solaire sur n'importe quel autre type de toit (TPO, PVC, EPDM) et si le toit est neuf lorsque l'énergie solaire est installée, il durera probablement 15 ou 20 ans », déclare le PDG et fondateur Rob Haddock ! Fabricant d'accessoires de toiture métallique. « Il faut retirer le panneau solaire pour remplacer le toit, ce qui ne fait que nuire aux performances financières projetées de l'énergie solaire. »
L’installation d’une toiture métallique coûte plus cher que l’installation d’une toiture en bardeaux composites, mais elle est plus rentable pour le bâtiment à long terme. Il existe trois types de toitures métalliques : l'acier ondulé, l'acier à joints droits et l'acier revêtu de pierre :
Chaque type de toit nécessite différentes méthodes d'installation de panneaux solaires. L'installation de panneaux solaires sur un toit ondulé est très similaire à l'installation sur des bardeaux composites, car elle nécessite toujours un montage à travers des ouvertures. Sur les toits ondulés, insérez des traverses dans les côtés d'une partie trapézoïdale ou surélevée du toit, ou fixez les fixations directement à la structure du bâtiment.
La conception des piliers solaires du toit ondulé suit ses contours. S-5 ! Fabrique une gamme d'accessoires pour toiture ondulée qui utilisent des attaches scellées pour imperméabiliser chaque pénétration du toit.
Les pénétrations sont rarement nécessaires pour les toits à joints debout. Les supports solaires sont fixés au sommet des coutures à l'aide d'attaches d'angle qui coupent la surface d'un plan métallique vertical, créant ainsi des évidements qui maintiennent le support en place. Ces joints surélevés servent également de guides structurels, que l'on retrouve souvent dans les projets solaires avec des toits en pente.
« En gros, il y a des rails sur le toit que vous pouvez saisir, serrer et installer », explique Mark Gies, directeur de la gestion des produits pour S-5 ! "Vous n'avez pas besoin d'autant d'équipement car il fait partie intégrante du toit."
Les toits en acier recouverts de pierre ressemblent aux tuiles en terre cuite, non seulement par leur forme, mais également par la manière dont les panneaux solaires sont installés. Sur un toit de tuiles, l'installateur doit retirer une partie des bardeaux ou couper les bardeaux pour accéder à la couche sous-jacente et fixer un crochet à la surface du toit qui dépasse de l'espace entre les bardeaux.
"Ils poncent ou ébrèchent généralement le matériau du carreau afin qu'il puisse reposer sur un autre carreau comme prévu et que le crochet puisse le traverser", a déclaré Mike Wiener, directeur marketing du fabricant de panneaux solaires QuickBOLT. « Avec l'acier recouvert de pierre, vous n'avez vraiment pas à vous en soucier car il est métallique et se chevauche. De par leur conception, il devrait y avoir une certaine marge de manœuvre entre eux.
En utilisant de l'acier recouvert de pierre, les installateurs peuvent plier et soulever les bardeaux métalliques sans les enlever ni les endommager, et installer un crochet qui dépasse les bardeaux métalliques. QuickBOLT a récemment développé des crochets de toit spécialement conçus pour les toits en acier à parement de pierre. Les crochets sont façonnés pour enjamber les bandes de bois auxquelles est fixée chaque rangée de toiture en acier à parement de pierre.
Les toitures métalliques sont principalement constituées d’acier, d’aluminium ou de cuivre. Sur le plan chimique, certains métaux sont incompatibles au contact les uns des autres, provoquant ce qu'on appelle des réactions électrochimiques favorisant la corrosion ou l'oxydation. Par exemple, mélanger de l’acier ou du cuivre avec de l’aluminium peut provoquer une réaction électrochimique. Heureusement, les toits en acier sont étanches à l'air, les installateurs peuvent donc utiliser des supports en aluminium, et il existe sur le marché des supports en laiton compatibles avec le cuivre.
"L'aluminium se pique, rouille et disparaît", a déclaré Gies. «Lorsque vous utilisez de l'acier non revêtu, seul l'environnement rouille. Cependant, vous pouvez utiliser de l’aluminium pur car l’aluminium se protège grâce à une couche anodisée.
Le câblage dans un projet de toiture métallique solaire suit les mêmes principes que le câblage sur d’autres types de toitures. Cependant, Gies estime qu'il est plus important d'éviter que les câbles n'entrent en contact avec la toiture métallique.
Les étapes de câblage pour les systèmes sur rails sont les mêmes que pour les autres types de toits, et les installateurs peuvent utiliser les rails pour serrer les fils ou servir de conduits pour faire passer les fils. Pour les projets sans rail sur des toits à joints debout, l'installateur doit fixer le câble au cadre du module. Giese recommande d'installer des cordes et de couper des fils avant que les modules solaires n'atteignent le toit.
«Lorsque vous construisez une structure sans rail sur un toit métallique, il faut accorder plus d'attention à la préparation et à la conception des zones de saut», explique-t-il. « Il est important de préparer les modules à l'avance : tout découper et mettre de côté pour que rien ne pende. C'est quand même une bonne pratique car l'installation est plus facile quand on est trop sur le toit.
La même fonction est remplie par les conduites d’eau qui longent la toiture métallique. Si les fils sont acheminés à l'intérieur, il y a une seule ouverture en haut du toit avec une boîte de jonction pour acheminer les fils jusqu'au point de charge désigné à l'intérieur. Alternativement, si l'onduleur est installé sur un mur extérieur du bâtiment, les câbles peuvent y être acheminés.
Même si le métal est un matériau conducteur, la mise à la terre d’un projet solaire sur toiture métallique est la même que tout autre type de mise à la terre sur le marché.
"Le toit est au-dessus", a déclaré Gies. « Que vous soyez sur le trottoir ou ailleurs, vous devrez toujours connecter et mettre à la terre le système comme d'habitude. Faites simplement la même chose et ne pensez pas au fait que vous êtes sur un toit en métal.
Pour les propriétaires, l’attrait des toitures métalliques réside dans la capacité du matériau à résister à des conditions environnementales difficiles et dans sa durabilité. Les projets de construction des installateurs solaires sur ces toits présentent certains avantages matériels par rapport aux bardeaux composites et aux tuiles en céramique, mais peuvent comporter des risques inhérents.
Les bardeaux composites et même les particules d’acier recouvertes de pierre rendent ces toits plus faciles à marcher et à saisir. Les toits ondulés et à joints debout sont plus lisses et deviennent glissants lorsqu’il pleut ou qu’il neige. Plus la pente du toit devient forte, plus le risque de glisser augmente. Lors de travaux sur ces toits spéciaux, des systèmes de protection contre les chutes et d'ancrage appropriés doivent être utilisés.
Le métal est également un matériau intrinsèquement plus lourd que les bardeaux composites, en particulier dans les scénarios commerciaux avec de grandes portées de toit où le bâtiment ne peut pas toujours supporter le poids supplémentaire.
"Cela fait partie du problème, car parfois ces bâtiments en acier ne sont pas conçus pour supporter beaucoup de poids", a déclaré Alex Dieter, ingénieur principal des ventes et du marketing chez SunGreen Systems, un entrepreneur commercial en énergie solaire à Pasadena, en Californie. "Ainsi, en fonction du moment où il a été construit ou de la raison pour laquelle il a été construit, il trouve la solution la plus simple ou la manière dont nous pouvons la répartir dans tout le bâtiment."
Malgré ces problèmes potentiels, les installateurs seront sans aucun doute confrontés à davantage de projets solaires avec des toits métalliques, car de plus en plus de personnes choisissent ce matériau pour sa résistance et sa durabilité. Compte tenu de ses caractéristiques uniques, les entrepreneurs peuvent perfectionner leurs techniques d’installation comme l’acier.
Billy Ludt est rédacteur en chef chez Solar Power World et couvre actuellement des sujets liés à l'installation, à l'installation et aux affaires.
"L'aluminium se pique, rouille et disparaît", a déclaré Gies. «Lorsque vous utilisez de l'acier non revêtu, seul l'environnement rouille. Cependant, vous pouvez utiliser de l’aluminium pur car l’aluminium se protège grâce à une couche anodisée.
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Heure de publication : 24 février 2024