Obciążenie śniegiem
Obciążenie śniegiem - zasady wyznaczania
Obciążenie śniegiem dachu – zasady wyznaczania które możemy wykorzystać w obliczeniach konstrukcji budynków i obiektów inżynierskich określa PN-EN 1991-1-3:2005. Wg tej normy wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem dachu jest iloczynem wartości charakterystycznej obciążenia śniegiem gruntu i odpowiednich współczynników. Dlatego współczynniki te są tak dobrane, aby prawdopodobieństwo wystąpienia obliczonego obciążenia śniegiem dachu nie przekraczało prawdopodobieństwa wystąpienia wartości charakterystycznej obciążenia śniegiem gruntu. Reasumując wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem gruntu jest to obciążenie śniegiem o rocznym prawdopodobieństwie przekroczenia wynoszącym 0,02, z wyłączeniem wyjątkowego obciążenia śniegiem. Oznacza to, że statystycznie raz na pięćdziesiąt lat, obciążenie śniegiem przyjęte jako założenie do zaprojektowania konstrukcji obiektu może zostać przekroczone, w związku z tym może zaistnieć konieczność odśnieżenia dachu.
Pamiętajmy , że obciążania przyjmowane dla danego obszaru Polski zostały wyznaczone na podstawie pomiarów w wybranych stacjach meteorologicznych, dlatego jest to tylko pewna próba statystyczna. Co więcej, ciężar pokrywy śnieżnej odpowiada pokrywie na gruncie, która ściśle zależy od temperatury gruntu i może być dużo mniejsza niż pokrywa na izolowanym termicznie dachu. Niewątpliwie spowodowane jest to chociażby możliwością wsiąkania wody z topniejącego śniegu do gruntu. Normowa wartość obciążenia nie jest wartością maksymalną przyjęta w założonym okresie powrotu (50 lat), lecz wartością wyznaczoną zgodnie z tzw. metodą największej wiarygodności, która pozwala na określenie wartości obciążenia, jakie może wystąpić z największym prawdopodobieństwem w danej sytuacji meteorologicznej.
Obciążenie śniegiem należy traktować jako obciążenie zmienne statyczne.
Z pewnością w projekcie powinniśmy wziąć pod uwagę, że śnieg może rozkładać się na dachu na wiele różnych sposobów. Właściwości dachu i inne czynniki powodujące różny rozkład śniegu mogą obejmować:
- kształt dachu,
- właściwości termiczne dachu,
- chropowatość powierzchnia dachu,
- ilość ciepła wytwarzanego pod dachem,
- bliskość sąsiednich budynków,
- otaczający teren,
- miejscowe warunki klimatyczne, w szczególności wietrzność, zmiany temperatury i prawdopodobieństwo opadów (zarówno deszczu, jak i śniegu).
s = μi * Ce * Ct * Sk
μi – współczynnik kształtu dachu,
Ce – współczynnik ekspozycji,
Ct – współczynnik termiczny,
Sk – wartość charakterystyczna obciążeniem śniegiem gruntu.
Obciążenie śniegiem dachu w trwałej i przejściowej sytuacji obliczeniowej możemy ustalić za pomocą wzoru
Wartość charakterystyczną obciążenia śniegiem gruntu możemy wyznaczyć zgodnie z mapą , która jest pokazana w załączniku krajowym do normy PN-EN 1991-1-3:2005. Na granicach stref, w pasmach o szerokości 10 km po obu stronach granicy, możemy przyjmować wartość średnią z dwóch sąsiadujących ze sobą stref.
Współczynnik ekspozycji Ce
Wybierając wartość współczynnika ekspozycji Ce musimy rozważyć dalsze zmiany otoczenia projektowanego budynku. Niewątpliwie zalecane wartości współczynnika ekspozycji dla różnych warunków terenowych zależą od rodzaju terenu. W przypadku terenu wystawionego na działanie wiatru wartość współczynnika ekspozycji przyjmujemy Ce=0,8. Teren
Współczynnik termiczny Ct
Współczynnik termiczny Ct powinniśmy stosować do oceny zmniejszenia obciążenia śniegiem dachów o wysokim współczynniku przenikania ciepła (> 1W / m2K), w szczególności niektórych dachów krytych szkłem, z powodu topnienia śniegu przez uchodzące ciepło. Dla wszystkich innych przypadków Ct=1. Załącznik krajowy podaje sposób obliczania współczynnika Ct dla dachów, których 1 W ⁄ (m2 K) ≤ U ≤ 4,5 W⁄(m2 K). Zastosowanie współczynnika termicznego 𝐶𝑡 < 1,0 powinniśmy starannie rozważyć.
Współczynnik kształtu dachu μi
Współczynnik kształtu dachu μi jest podstawowym współczynnikiem „przejścia” między wielkością odniesienia, jaką jest obciążenie śniegiem gruntu, a obciążeniem dachu. Wartości współczynnika kształtu dachu ujmują wpływ kształtu i różnych form dachu na rozkład śniegu na nim. Współczynnikowi kształtu dachu μi poświęcono osobny rozdział normy PN-EN 1991-1-3:2005. Zawiera on współczynniki kształtu dachu dla równomiernego i nierównomiernego obciążenia śniegiem, z pominięciem wyjątkowych zasp śnieżnych, które zostały ujęte w załączniku do wyżej wymienionej normy. Poniższy wykres przedstawia zależności współczynnika kształtu dachu od kąta nachylenia połaci dachu.
Dach dwupołaciowy
Obciążenie śniegiem
Podane wartości stosujemy wówczas, gdy nie ma zabezpieczeń przed zsunięciem się śniegu z dachu. Jeżeli na dachu są barierki przeciwśnieżne lub inne przeszkody, albo jeżeli dolna krawędź dachu jest zakończona attyką, to wówczas współczynnik kształtu dachu nie powinien być mniejszy niż μi = 0,8. Niewątpliwie najmniej skomplikowane jest wyznaczenie współczynnika μi dla dachów jednopołaciowych. Norma nakazuje w tym przypadku użycie współczynnika μi, który dla kąta nachylenia połaci dachu α ≤ 30° jest równy . Dla kąta nachylenia połaci dachu współczynnik jest równy . Między wartościami kąta nachylenia połaci współczynnik zmienia się liniowo.
Dla dachów dwupołaciowych sytuacja jest już nieco bardziej skomplikowana. Norma nakazuje rozpatrzenie trzech przypadków współczynnika kształtu dachu . Równomierne obciążenie śniegiem oraz dwa przypadki nierównomiernego obciążenia. W przypadku dachów wielopołaciowych należy rozważyć dwa przypadki obciążenia śniegiem – równomierne i nierównomierne. Obciążenie równomierne dachu wielopołaciowego jest bardzo podobne do obciążenia równomiernego dachu dwupołaciowego, natomiast obciążenie nierównomierne uwzględnia możliwość kumulacji śniegu w niecce. Zwróćmy szczególną uwagę na wartość współczynnika kształtu dachu w projektowaniu dachów wielopołaciowych, jeżeli jedna połać lub obie połacie są nachylone do środka zagłębienia pod kątem większym niż 60 stopni.
Odśnieżanie dachu
Jeżeli przewidujemy sztuczne usuwanie lub przemieszczanie śniegu na dachu, z pewnością dach powinniśmy zaprojektować z uwzględnieniem odpowiednich układów obciążeń. Z pewnością wpływ wiatru przejawia się nierównomiernym rozkładem śniegu na dachu i jest uwzględniony za pomocą współczynnika kształtu dachu. Ciężar objętościowy śniegu ulega zmianom. Zwykle rośnie wraz z czasem zalegania pokrywy śnieżnej i zależy od miejsca, klimatu i wysokości nad poziomem morza. Możemy stosować orientacyjne wartości średniego ciężaru objętościowego śniegu na gruncie podane w tabeli.
| Rodzaj śniegu | Ciężar objętościowy kN ⁄ m3 |
|---|---|
| Świeży | 1,0 |
| Osiadły (kilka godzin lub dni po opadach) | 2,0 |
| Stary (kilka tygodni lub miesięcy po opadach) | 2,5 – 3,5 |
| Mokry | 4,0 |
Schrag Polska
Lider W Produkcji Kształtowników Zimnogiętych
Zostań Naszym Partnerem
Skontaktuj Się Z Nami
Schrag Polska sp. z o.o.
- 95-050 Konstantynów Łódzki
- ul. Przemysłowa 15
- tel.: +48 42 211 37 20
- e-mail: officeschrag.pl
- NIP: 521 30 26 345
- REGON: 016015638
- KRS: 0000101019
- Kapitał zakł.: 1mln zł. - wniesiony w całości
- Sąd rejonowy dla Łodzi Śródmieścia w Łodzi Sąd Gospodarczy XX Wydział KRS