Výpočet zatížení sněhem na střechách budov

Navzdory skutečnosti, že sníh padající z nebe se zdá být beztížný, jak se na střeše připečeňuje vrstvu po vrstvě, získává obrovskou hmotnost, což může být kritické. Pokud nejsou výpočty zatížení provedeny správně, může dojít ke zhroucení střechy. Nebo pokud nosné prvky střechy časem zeslábly.

Při plánování střechy tedy potřebujete znát průměrné zatížení sněhem ve vašem regionu. Oficiálním regulačním dokumentem je Kodex pravidel (SP) 20.13330, kapitola „Zatížení a dopady“.

Proč je sníh pro střechu nebezpečný?

Čerstvě napadaný suchý sníh je sypký a nemá moc hmoty. Takový sníh není nebezpečný a jeho hmotnost je asi 10 kg/m3. Velmi rychle na ni však padá vrstva za vrstvou čerstvého sněhu a spodní vrstva se upeče, zhutní a sejde. Navíc při prvním tání se sníh nasytí vodou a desetkrát ztěžkne.

Když oteplení opět ustoupí mrazu, na střeše se vytvoří led, což je maximální možná hustota. V zasněžených zimách může být množství srážek na střeše 200-400 kg/m3. A blíž k jaru může stejný objem dosáhnout až 700 kg. Toto je velmi vážná zátěž.

Je důležité pochopit, že tloušťka sněhové pokrývky na vaší střeše může klamat. Volný sníh o tloušťce 30 cm může při zhutnění dosáhnout pouze 10 cm, ale jeho hmotnost zůstane nezměněna. Navíc na něj padne nová vrstva, která bude také postupně hustší.

Velkým nebezpečím pro střechu jsou tzv. sněhové vaky, které se při sněhových bouřích mohou tvořit v bezvětrné části střechy.

Kritické zatížení střechy a jak se mu vyhnout?

Je zde standardní zatížení sněhem. Výpočty určují možný průhyb nosníku. Návrhové zatížení sněhem zahrnuje do výpočtu bezpečnostní faktor, který předpokládá nejnepříznivější povětrnostní podmínky. Pro zatížení sněhem je definováno jako 1,4. Standardní zatížení se tedy násobí tímto koeficientem, což dává hodnoty o 40% vyšší než standardní.

Mimo jiné se můžete vyhnout kritickému zatížení střechy sněhem pravidelným odklízením sněhu, instalací topného systému, zvýšením sklonu svahu, posílením systému krokví a instalací sněhových zádržných prvků. Uvedené možnosti mají výhody i nevýhody.

Odklízení sněhu ze střechy je pracná a nebezpečná práce, kterou nezvládne každý.

Instalace sněhových fréz na střechu umožňuje rozdělit sněhovou hmotu na části, které budou drženy nakloněnými lamelami tak, aby se sníh při klouzání nehromadil na jednom místě a byl rovnoměrně rozložen po celé ploše.

Topný kabel namontovaný na okapu zabrání hromadění sněhu a udrží vaši střechu bez sněhu.

Sklon střechy zvýšený na 45-60 stupňů nedovolí, aby se sníh na střeše zdržoval a bude klouzat pod svou vlastní vahou. Taková střecha však bude mít vysoký vítr, což je zvláště nebezpečné v oblastech se silným větrem.

Zesílený systém krokví a dvojité opláštění umožní majitelům nemyslet na sněhovou hmotu, která se nahromadila na střeše. Je pravda, že tato možnost bude během výstavby stát více.

Výpočet zatížení sněhem

Výpočet je následující. Výběrem svého regionu v tabulce SP určíte průměrné srážky v něm. Údaj vám umožní určit přibližnou hmotnost sněhu na 1 m2 plochy střechy. Tato hodnota se vynásobí koeficientem úhlu sklonu. Při sklonu 25 stupňů je koeficient 1. Do 60 stupňů – 0,7.

Vypočtenou hodnotu hmotnosti sněhové pokrývky určíme vynásobením zjištěného koeficientu koeficientem spolehlivosti. Při výpočtech je však nutné nezapomenout na hmotnost samotné střešní krytiny, tepelně izolačního materiálu, opláštění, které je také třeba vzít v úvahu. Proto byste měli nejprve sečíst všechna zatížení na krokvovém systému a teprve potom vynásobit 1,4. Tak můžete co nejspolehlivější vypočítat sklon krokvového systému.

Pokud potřebujete provést jakékoliv pokrývačské práce v Leningradské oblasti, pak stačí zavolat a my vám pomůžeme vyřešit vaše problémy. Máme bohaté zkušenosti i s dalšími stavebními a rekonstrukčními pracemi. Garantujeme vysokou kvalitu všech námi poskytovaných služeb. ©“StroyAlliance SPb“ Při použití materiálů je vyžadován odkaz na zdroj!

Před zahájením výstavby soukromého domu nebo jiné budovy je nutné vzít v úvahu klimatické vlastnosti konkrétní oblasti. Musíte například zjistit, jaké bude zatížení střechy sněhem. Konstrukce krokvového systému a typ základu závisí na jeho velikosti, protože musí unést hmotnost celé konstrukce. V našem článku budeme diskutovat o tom, jak provádět výpočty a jaké nuance potřebujete vědět.

Jaké zatížení ovlivňuje střechu?

Střecha je vystavena dvěma typům zatížení: větru a sněhu. Každý má svůj vlastní stupeň a povahu dopadu na střechu. Zde jsou jejich hlavní rysy:

• Zatížení větrem má vliv po celý rok. Jeho úroveň může být obtížně předvídatelná; dopad větru je často nerovnoměrný. Silné poryvy, i když krátkodobé, mohou způsobit vážné škody. Při stavbě domů se zpravidla berou v úvahu maximální tabulkové hodnoty pro konkrétní oblast.
• Zatížení sněhem je sezónní. Zároveň je statičtější, změny, ke kterým dochází, jsou pomalé a plynulé. Pouze v některých případech je možná lavina sněhu, která způsobí nepříjemné následky.

Jaký vliv mají obě přírodní síly na střechu, závisí také na jejím úhlu sklonu. Vertikální objekty se stávají překážkou pro vítr. Sníh vytváří tlak na rovné povrchy. Proto, aby se snížil vliv poryvů větru, je nutné snížit úhel střechy. A aby se ulehčilo zatížení střechy sněhem, musí se sklon zvýšit.

Při stavbě domu je třeba vzít v úvahu obě veličiny: očekávanou hmotnost sněhové pokrývky, sílu převládajících větrů v konkrétní oblasti.

Důležité také je, z jakého materiálu je střecha vyrobena. Na Grand Line můžete najít různé materiály, které vydrží značnou váhu sněhu a sílu větru.

Jaká jsou nebezpečí zatížení sněhem?

Nadměrné zatížení sněhem je nebezpečné z několika důvodů:

• V důsledku nadměrného tlaku na krokvový systém může dojít k prověšení nebo prověšení střešního materiálu v nejhorším případě k prasknutí nosných prvků střechy.
• Masivní vrstva sněhu vytváří dodatečné tíhové zatížení stěn a základů budovy.
• Silná sněhová pokrývka může náhle spadnout ze střechy a ohrozit bezpečnost osob a majetku pod ní.

Nebezpečným se navíc stává období tání, kdy sněhové masy začnou tát a následně zase mrznout. Promění se v led, hustý a těžký. To nejen zvyšuje sílu působící na střechu, ale také vytváří nouzovou situaci v případě nečekaného pádu.

Jak je rozloženo zatížení sněhem po povrchu střechy?

V závislosti na různých faktorech může být rozložení zatížení sněhem buď rovnoměrné, nebo s převahou sněhu na závětrné straně objektu. Existují případy, kdy se sněhové masy na svazích promění v visící vrstvy a vytvářejí dodatečné zatížení v oblasti římsy.

Zranitelnými místy se navíc stávají údolí, půdní vestavby a vikýře, oblasti za komíny a ventilační potrubí. Pravidelně se zde hromadí velké závěje. Proto se v těchto oblastech doporučuje instalovat dvojité krokve, aby byla zajištěna spolehlivost konstrukce.

Nezáleží na tom, jak je sníh rozložen po povrchu – rovnoměrně nebo ne – stále má silný dopad na střešní systém. V některých oblastech dosahuje tloušťka sněhové pokrývky na střeše dva metry i více, proto je nutné postavit dům s vhodným sklonem střechy a počítat se standardním zatížením sněhem.

Jak určit sílu tlaku sněhu na střechu podle SNiP

Vzhledem k tomu, že existují různé zimy – jak s velkým množstvím srážek, tak s malým množstvím sněhu – pouhé měření sněhu pomocí pravítka neposkytne objektivní ukazatele. Pak přijdou na pomoc aplikace SNiP. Jednou z nich je mapa Ruské federace, která ukazuje standardní zatížení sněhem podle regionů. Chcete-li určit, jaký bude tlak sněhu na střeše, musíte najít svou oblast na mapě a zjistit, do které sněhové oblasti patří. Celkem jich je osm. Zde jsou pro ně typické hodnoty zatížení:

• Region 1 – 80 kg/m2;
• Region 2 – 120 kg/m2;
• Region 3 – 180 kg/m2;
• Region 4 – 240 kg/m2;
• Region 5 – 320 kg/m2;
• Region 6 – 400 kg/m2;
• Region 7 – 480 kg/m2;
• Region 8 – 560 kg/m2.

Znáte-li plochu střechy, je snadné vypočítat hmotnost sněhu pokrývající celý její povrch. Chcete-li to provést, musíte vynásobit hodnotu plochy odpovídajícím číslem pro region. To však má za následek zatížení, které dopadá na plochou střechu. Pokud je střecha šikmá, je třeba při výpočtu zatížení sněhem zohlednit korekční faktor. Záleží na úhlu sklonu:

• až 25 stupňů – 1;
• od 25 do 60 stupňů – 0,7;
• nad 60 stupňů – 0.

Proč je koeficient zatížení sněhem v druhém případě roven nule? Faktem je, že ze střechy, která má velký sklon, se sníh dostatečně rychle roztaví a prakticky nevytváří tlak na konstrukci. V takových budovách můžete často vidět sněhové zádrže, které zabraňují nečekanému tání velkých sněhových mas.

Důležitá poznámka: zcela ploché střechy v zasněžených oblastech země se nedoporučují, a to ani v přístavbách. Minimální úhel sklonu by měl být 2 stupně, aby mohla voda stékat z povrchu.

Zdůrazňujeme, že standardní ukazatel zatížení odráží pouze průměrné hodnoty. Pro určení návrhového zatížení sněhem je třeba do vzorce přidat vynásobení koeficientem bezpečnosti. Je roven 1,4. To znamená, že skutečné ukazatele jsou o 40 % vyšší než průměr. Pro přesné výpočty to ale nemusí stačit. Například pro střechy se složitými geometrickými tvary existují speciální aplikace SNiP, které pomáhají vypočítat mezní hodnoty.

Je důležité pochopit, že dopad čerstvě napadaného sněhu je úplně jiný než dopad času po sněžení. Sněhové vločky začnou tát, stlačovat se a někdy se mění v led. Také sněhová masa se postupně přesouvá dolů k okapu, kde může vzniknout mnohem větší zátěž. Pro ochranu střešní konstrukce je v takových místech po obvodu střechy instalováno kabelové vytápění. S jeho pomocí je snadné roztavit sníh a zabránit zřícení stropních prvků.

Dalším způsobem výpočtu zatížení sněhem je použití online kalkulačky. Tento program vám umožní vzít v úvahu mnoho detailů a provést co nejpřesnější výpočty.

Příklad výpočtu zatížení sněhem

Jako příklad vypočítejme odhadované zatížení sněhem pro Moskvu. Řekněme, že máme sedlovou střechu o celkové ploše 60 m2 a sklonu 35 stupňů.

Nejprve z mapy zjistíme, že Moskva je zařazena do třetí sněhové oblasti, pro kterou je zatížení 180 kg/m2. Poté vypočítáme celkovou hmotnost sněhové pokrývky:

60 x 180 = 10 800 (kg).

Dále použijeme korekční faktor pro úhel 35 stupňů:

10 800 x 0,7 = 7 560 (kg).

Nyní zbývá do výpočtu přidat faktor spolehlivosti:

7 560 x 1,4 = 10 584 (kg).

Takže naši střechu s uvedenými parametry ovlivní více než 10 tun sněhu. Pro lidi, kteří mají do stavebnictví daleko, je toto číslo vlastně velmi překvapivé. Tento výpočet zároveň ukazuje, že krokvový systém musí být extrémně pevný, protože musí odolat tak obrovské hmotnosti.

Obdobným způsobem se vypočítá zatížení sněhem 2, 4 a dalších sněhových oblastí. Jak vidíte, jedná se o jednoduché výpočty.

Proč určovat zatížení střechy?

Proč je tak důležité provádět přesné výpočty? Zatížení sněhem hraje významnou roli v tom, jaký systém krokví zvolit při stavbě budovy. Zejména ovlivňuje rozměry průřezu krokví a vzdálenosti mezi nimi. Na tom přímo závisí spolehlivost celé konstrukce, a tedy i bezpečnost osob a majetku.

Abyste zabránili lavinám sněhu, můžete na střechu nainstalovat sněhové zábrany s různou kapacitou. Sněhové hmoty rozsekají na menší porce a zajistí jejich pozvolný sestup ze střechy. Tato zařízení jsou zvláště důležitá pro vícepodlažní budovy se šikmými střechami, protože sníh nebo led padající z velké výšky mohou způsobit nenapravitelné škody na majetku a dokonce i na životech lidí.

Diskutovali jsme o tom, jak vypočítat zatížení sněhem, jaké nuance je třeba vzít v úvahu a proč je to důležité. Je ale možné nějak snížit tlak sněhové pokrývky na stavbu? V některých případech může být dobrým řešením odstranění sněhu ze střechy. Zde jsou některé situace:

• pokud byla střecha vašeho domu původně navržena nesprávně, bez zohlednění maximálního zatížení sněhem;
• když na střeše nejsou instalovány sněhové zábrany a hrozí zhroucení sněhových mas;
• i když byl návrh střechy nakreslen správně, došlo k většímu množství srážek, než předpokládalo standardní zatížení.

Každá z uvedených situací může vést ke zničení systému krokví, proto pro dodatečnou ochranu vašeho domova doporučujeme vyčistit střechu od sněhu.