Влияние снега на крышу
Жители снежных регионов России неоднократно сталкивались с проблемой снега на крышах домов. Снег на крыше не раз становился причиной обрушения конструкций домов. К проектированию крыш домов необходимо относиться очень внимательно, учитывая плотность снега по районам (полосам России). Так плотность снежного покрова в северной части приравнивают к 220-280 кг/м3; в средней – 240-320- кг/м3.
Дом снежных регионов России
Снег является формой атмосферных осадков, образовавшаяся путем замерзания в облаках капель воды, которые притягиваются к пылевым частицам. Поэтому снег – это мелкие кристаллы льда. Увеличение плотностных характеристик снега на прямую зависит от повышения температурного режима. Когда снег насыщается водой, в нем образуются гранула льда, в результате чего плотность снега увеличивается на 50%. Следовательно, передаваемая нагрузка тоже будет расти и этот факт нужно учитывать при сборе действующих нагрузок. Сбор нагрузок представляет собой сумму постоянных (вес конструкций) и временных нагрузок (снеговая и ветровая).
Определение разрушающей нагрузки
Для этих целей разработан 10 раздел «Снеговая нагрузка» СП 20.13330.2011 «Нагрузки и Воздействия». В данном своде правил представлены величины снежного покрова и значение снеговой нагрузки по территориальному расположению районов России.
Для того чтобы узнать при какой величине нагрузки конструкция крыши начнет разрушаться, необходимо выполнить расчет на разрушающую нагрузку, кг/м3. Эта цифра показывает зависимость критической толщины снега от его плотности. Так, в Москве повреждающую нагрузку принимают равной 126 кг/м2. Это говорит о том, толщина покрова из рыхлого снега, плотностью 100 кг/м3 не должна превышать 126 см.
Следовательно в период оттепели плотность снега будет увеличиваться, а толщина разрушающего слоя уменьшаться. В тот момент, когда мокрый снег достигнет плотности 600-700 кг/м3, для предотвращения разрушения крыши толщина снега не должна превышать 18 см. Для крыш с уклоном до 25° толщина критического снегового покрова составляет 46 см.
Как сохранить целостность конструкции
Стропильная система воспринимает действующую нагрузку и передает ее на стены сооружения. Для того, что бы не допустить разрушения крыши в процессе эксплуатации необходимо рассчитать элементы несущего каркаса, такие как пролет и шаг конструкций, а так же сечение деревянных элементов. По СНиП II-25-80 и в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07. Руководством для проектирования служит СП 31-105-2002.
Максимальные пролеты стропил крыши при расчетных снеговых нагрузках от 1,5 до 3.0 кПа принимают в зависимости от шага и поперечного сечения стропил. Таким образом, при использовании стропильных балок размером 38х140 мм, при расчетной снеговой нагрузке 3,0 кПа и шагом стропил 600 мм пролет не должен превышать 2,66 м, а при расчетной нагрузке в 2,5 кПа и таким же шагом, пролет не должен превышать 2,86 м. При уменьшении расчетной нагрузки и увеличении ширины поперечного сечения максимальная ширина пролетов будет увеличиваться. Более точная информация располагается в таблицах Б-6 и Б-7 СП 31-105-2002.
Крепление стропильных конструкций
Крепление стропил происходит с помощью нагелей (гвоздей). Длина нагеля должна быть в два раза больше чем ширины сечения стропил. С уменьшением угла наклона кровли, увеличивается количество применяемых гвоздей. При уклоне кровли 45° необходимо 5 гвоздей на одно соединение.
Полное руководство по определению размера и количества принимаемых гвоздей приведено в таблице 8-2 СП 31-105-2002.
Уклон кровли играет не малую роль в противостоянии снежным нагрузкам.
Крепление стропильных конструкций
Кровля, устроенная под углом 45°, будет лучше сопротивляться снежным массам по сравнению с кровлями меньших уклонов.
Стропила передают воспринимаемы нагрузки на внешние стороны здания.
Различают два вида стропильных систем: распорные и безраспорные. При распорной конструктивной схеме стропила работают на сжатие и изгиб, распирающие усилия передаются стенам. Для уменьшения этого усилия устанавливают горизонтальные затяжки (распоры), которые не допустят чтобы основания балок разъехались под воздействие снеговых и ветровых нагрузок. При установке одна опора должна быть закрепленной, а вторая подвижной. Для того, чтобы исключить опасные нагрузки, воспринимающие стенами, нижний конец стропил должен упираться в мауэрлат. При безраспорной системе элементы конструкции работают исключительно на изгиб, а стропильные ноги будут опираться на прогон. Важно чтобы обе опоры имели возможность свободного вращения. В безраспорной системе обе стороны должны быть закрепленными на шарнире, позволяющими только поворот.
Утепление и вентиляция устраиваемых кровель
К утеплению и вентиляции кровли нужно подходить со всей ответственностью, учитывая то, что за зимний период снег на крыше может несколько раз пройти стадии оттаивания и замерзания. Результатом протекания такого процесса может стать образование ледяных глыб. А в процессе таяния образовавшиеся водяные бассейны приведут к протечке крыши и затеканию помещений дома. Нельзя допускать чтобы эти процессы усугублялись при нагревании крыши теплым воздухом дома. Для этого разработаны схемы устройства чердачных помещений в жилых домах: утепленный, так называемая мансарда, и неутепленный (холодный) чердаки.
Отличие холодного чердака от мансарды заключается не только в технологии устройства, но и в назначении помещения. В отличие от чердака, мансарда может эксплуатироваться как жилое помещение.
Коньковая вентиляция
При устройстве мансарды очень важно обратить внимание на выбор толщины утеплителя и организацию вентиляционных зазоров и коньковой вентиляции. В обязательном порядке проводят утепление фронтонов. Теплоизоляция самой кровли проходит по скатам крыши с внутренней стороны. Между обрешеткой и стропилами устраивают гидроизоляцию, применяя диффузионную мембрану. Пространство между стропилами заполняют утеплителем. На теплоизоляционный слой крепят пароизоляционную пленку. Диффузионную мембрану лучше использовать с пропускной способностью за сутки 750-1000 г/м2. При использовании паро и гидроизоляционных материалов низкого качества рекомендуют устраивать второй вентиляционный зазор, который будет отводить влагу с поверхности пленки.
При устройстве неутепленного чердака на перекрытие укладывают слой теплоизоляции, при этом фронтоны можно оставить неутепленными. Пространство от утеплителя до конструкции крыши выступает в качестве вентиляционной прослойки. Конструкции, идущие через чердак, также необходимо утеплить.
Определение величины вытяжных зазоров
Площадь всех вентилируемых окон в кровле должна составлять одну трехсотую часть площади всей вентиляции, чтобы предотвратить образование конденсата на ее поверхности. Размеры вытяжных окон приведены в СП 17.13330.2011. По таблице No 2 Свода правил определяется зависимость высоты вентиляционных окон и размеров входных, выходных отверстий от уклона, площади кровли и влажности слоев кровельного пирога. Так при уклоне крыши до 25° вентиляционный канал для вывода пароизоляционной влаги возводят высотой 60 мм, с размерами отверстий 1/200 на входе и 1/400 на выходе; для кровель, уклон которых составляет от 25° до 45° высоту вытяжного канала принимают 40 мм и размеры отверстий 1/300 для входного, 1/600 для выходного. Кровли, уклон которых превышает 45° высота вент-канала остается прежней, а входное отверстие равно 1/1400, выходное 1/800. Данные значения актуальны при длине ската крыши до 10 м, в противном случае приведенные данные увеличивают на 10%. Вентиляционные зазоры защищают москитными сетками и подшивают деревянными полосками. Подшивка свеса кровли осуществляется с помощью специальных планок – софитов, которые крепятся к направляющим профилям. Профили монтируют к деревянному каркасу, использую саморезы. Планки софитов заводят в пристенный и карнизный свесы, и крепят к обрешетке. Суммарное сечение отверстий в софитовой панели не должно превышать величину допустимого значения.
Работы по обеспечению безопасности
Для зданий, уклон кровли которых превышает 5°, не зависимо от системы водостока, необходимо предусмотреть снегозадерживающие устройства. Снегозадержатели крепятся к фальцам кровли или обрешетке, для предотвращения свободного падения снежных масс с крыши.
Над входом и мансардными окнами, на расстоянии 0,6-1.0 м от карнизного свеса устанавливают планки снегозадержателя в обязательном порядке для обеспечения безопасности. По периметру крыши снегозадерживающие устройства крепят по необходимости.
Существует два типа снегозадержателей:
1.трубчатые;
2.локальные.
Применяя трубчатые устройства необходимо предусмотреть сплошную обрешетку. Шаг опор для крепления определяет снеговой район и уклон крыши. Схему элементов локальных устройств предоставляет изготовитель с учетом типа и уклона конструкции.
Очистка кровли от снежных масс
Очистка кровли от снега
Для того, что бы не увеличивать нагрузку на конструкцию кровли, необходимо производить ее очистку от снега. При очистке важно соблюдать технику безопасности и несколько правил:
Проводя очистку кровли находиться непосредственно на крыше запрещено, во избежание падения; счищать весь слой снега нельзя, так как можно повредить верхнее кровельное покрытие; земли очистка крыши осуществляется с применением скребков.
Скрепки представляют собой трапециевидный наконечник шириной 50-60 см закрепленный на длинной ручке. Для усовершенствования данного изделия можно к основанию прикрепить ролики, которые облегчат скольжение скребка по снегу и защитит кровельное покрытие от повреждений. Необходимо скрепок положить на крышу, погрузить в снежный покров и потянуть на себя.
Не забывайте, что вероятность получить повреждения находясь на крыше намного выше, чем получить травмы от падения снега с неочищенной крыши, возведенной без нарушения технических условий и техники безопасности снега на крыше
