Что учесть при расчете и возведении кровли, чтобы она выдержала любой снег

Как рассчитать снеговую нагрузку на кровлю в зависимости от региона

Сколько весит снег? Его плотность варьируется от 10 до 100 кг/м³. Средняя плотность снежного покрова в европейской части России в конце зимы на севере находится в пределах 220–280 кг/м³; в средней полосе – от 240 до 320 кг/м³; на юге — в более широком диапазоне: от 220 до 360 кг/м³, что объясняется периодическим таянием и фирнизацией снега (образованием ледяных шаров из ледяного водяного пара).
Сухой снег представляет собой двухфазную систему, а мокрый снег представляет собой трехфазную систему, состоящую из кристаллов льда, воды и воздуха, содержащего водяной пар.

Во время таяния плотность снега значительно увеличивается. В начале плавки плотность колеблется от 180 до 350 кг/м3, на высоте плавки от 350 до 450 кг/м3, а в конце плавки достигает 600-700 кг/м3.
Пористость снега связана с его структурой и изменяется при уплотнении от 98 до 20%. Толщина снежного слоя на кровле зависит от региона и конфигурации кровли (угол наклона, наличие снегозадерживающих элементов). Правильно построенная кровля должна быть рассчитана на снеговую нагрузку, характерную для данной местности (табл. 1).

Таблица 1. Вес снега в разных регионах страны для расчета максимальной нагрузки на стропильную систему
В СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» раздел 10 «Снеговая нагрузка» определяет районирование территории России по величине снежного покрова. В зависимости от региона меняются значения снеговой нагрузки, на которую должна быть рассчитана кровля.
Какой слой снега является решающим для крыши правильно построенного дома? Например, для Москвы крыша должна выдерживать нагрузку 126 кг/м². Это означает, что сухой снег плотностью 100 кг/м³ при толщине слоя 126 см может создать критическую нагрузку для повреждения кровли требуется всего 50 см для создания критической нагрузки.
Если осадки начали таять (плотность 350 кг/м³), то критическая толщина снежной массы составит 36 см, плотность мокрого снега может достигать 600–700 кг/м³.

Проблема снежных шапок: с чем придется иметь дело?

Снег давно стал символом русской зимы. Снежные сугробы, шапки-ушанки и теплый самовар: так они переживают долгие снежные зимы. И дома в таких регионах строятся с обязательным просчетом снеговой нагрузки. И фундамент, и стены, и сама стропильная система строятся так, чтобы выдержать не только вес снега, но и людей, желающих подняться на высоту для проведения работ по уборке и ремонту.

Основное значение здесь имеет уклон скатов крыши. Так, на крышах с углом 60° и более снег вообще не висит, но в смете такие конструкции намного дороже, потому что материала уходит почти в два раза больше.

Кроме того, чем выше конек, тем больше вероятность того, что ветер сорвет крышу. А на крыше с уклоном 45° снега вдвое меньше, чем у нас скатов с 30°. Поэтому, если в вашем доме сейчас внушительная снежная шапка, склоны, скорее всего, более-менее пологие, что, впрочем, будет удобно для ручной уборки.

Вы очень удивитесь, узнав, насколько отличается вес нового, пушистого снега от уже осевшего. Так, 1 кубометр первого весит 30-60 кг, а второго — 200-300 кг. При этом старый мокрый снег при том же объеме может весить до 917 кг, что уже близко к плотности льда!

Более того, снег уже в начале зимы буквально тяжелеет, а вес растет еще больше. Он сжимается солнцем, ветром и свежими слоями, которые давят на нижние. Как узнать, сколько снега весит на вашей крыше? Аккуратно вырежьте небольшой образец, спуститесь вниз, измерьте объем и взвесьте. Затем умножьте на площадь крыши.

Снег на крыше не только создает серьезную нагрузку, но и опасен как лавина. Чтобы этого избежать, на крышу специально устанавливают снегозадержатели. Такие приспособления для уборки снега встречаются не во всех магазинах, и многие умельцы предпочитают изготавливать их самостоятельно. Но они не смогут держать весь снег на себе.

Нужно ли чистить снег с крыши

В принципе снег должен сходить со скатной крыши под собственным весом. А если крыша плоская, то с приходом весны снег просто растает и стечет по водосточным желобам. Так зачем его вообще удалять?

Как уже говорилось, на это есть две основные причины:

1. Высокая плотность и вес снега могут повредить кровлю
2. Во время эксплуатации снег и лед могут нанести ущерб имуществу или здоровью проходящих мимо людей

Плотность и вес снега на крыше

Кажется, что снег — очень легкий материал, почти невесомый. И в самом деле: только что выпавший, пушистый снег весит довольно много — до 20-30 килограммов на кубический метр. Но все меняется, когда он ложится и уплотняется под собственной тяжестью. Тогда уже можно говорить о цифрах порядка 900-1000 кг/м3. Для сравнения, плотность куба щебня в среднем составляет 1300-1400 кг.

Что такое 1 м3 снега? Если предположить, что он имеет плотность 900 кг/м3 и залегает ровным слоем в 10 см, то это будет площадь примерно 3 кв. Получается, что на каждый м2 приходится нагрузка около 300 кг. Это больше, чем вес трех среднестатистических взрослых мужчин.

Металлочерепица толщиной до 0,5 мм выдерживает нагрузку не более 250 кг/м2. А если несущая способность кровли ниже веса накопившегося на ней снега, такое покрытие быстро придет в негодность. Стропила тоже не выдерживают такой нагрузки. Эта проблема особенно актуальна в старых домах. Кроме того, от снега на крыше могут пострадать и другие элементы – снегозащитные экраны, антенны, дымоходы, водостоки и так далее.

Зимой важно вовремя убирать снег со всех крыш. Зимой важно вовремя убирать снег со всех крыш. Несмотря на ощущение, что снег очень легкий материал, он может легко повредить крышу своим весом и высокой плотностью Несмотря на кажущееся ощущение, что снег очень легкий материал, он может легко повредить крышу своим весом и высокой плотностью

Читайте также: Виды снегоуборочной техники: от бытовых снегоуборщиков до промышленных и коммунальных снегометателей

Опасность внезапного схода снега

Снег и лед могут повредить автомобили и другое имущество, а также упасть кому-то на голову, когда он слезет с места. Кроме того, это обычно происходит внезапно и очень быстро. Только вдумайтесь: скорость падения обыкновенной сосульки 10-20 метров в секунду; Падая с высоты 9-этажного дома, он набирает вес, сравнимый со 150-250 килограммами. Такой «снаряд» может пробить даже металлическую крышу автомобиля.

Глыба снега, даже с небольшой высоты, также может нанести серьезный ущерб. Помните, мы говорили, что кубический метр снежной массы может весить до тонны? Вот и получается, что падение даже двух кубиков равно весу автомобиля.

Есть и другие менее очевидные причины. Например, течет крыша из-за снега. Кровля отводит тепло от здания. Снег на крыше тает под воздействием этого тепла и может вытекать через небольшие щели. Это приводит к сырости, образованию грибка и даже подтоплению верхних этажей. Кроме того, кровля часто покрыта микротрещинами, в которые попадает талая вода, которая при понижении температуры замерзает и расширяется, постепенно разрушая кровлю.

Поэтому обязательно нужно очистить крышу от снега. Неважно, из какого материала она сделана, наклонная или плоская. Так или иначе, снег создает сильную нагрузку и разрушает крышу. Кроме того, внезапное таяние снежно-ледяных масс может привести к авариям и порче имущества.

Если с крыши сорвется такая масса снега, это может нанести ущерб как имуществу, так и здоровью человека Если такая масса снега сорвется с крыши, это может нанести ущерб как имуществу, так и здоровью На крыше этого дома образовались опасные сосульки здание!

Конечно, есть разные способы сэкономить время на очистке крыши от снега. В некоторых случаях удается даже полностью исключить необходимость выполнения подобных работ. Об этих методах мы поговорим в наших следующих статьях. Но скажем сразу, что большинство из них дороги и могут использоваться только в частных домах.

Кто должен убирать снег с крыши

С частным домом все просто: уборку здесь должен организовать хозяин. Как он это будет делать — своими силами или с привлечением специалистов — другой вопрос.

А вот с жилыми массивами и общественными учреждениями дело обстоит сложнее. Все зависит от того, о каком здании идет речь. В некоторых случаях ответственность за уборку снега с крыш ложится на управляющие компании или товарищества собственников жилья. Иногда даже самим жителям приходится организовывать уборку снега и сосулек. Муниципальные учреждения, магазины, административные здания также имеют свои особенности.

Здесь много нюансов, поэтому для удобства мы разделили всю информацию на несколько статей:

• Кто будет убирать снег с крыш многоквартирных домов
• Что делать, если крыша и балконы не очищены от снега
• Кто будет убирать снег с балконов
• Кто будет убирать снег с крыш детсадов, школ, поликлиник
• Кто будет убирать снег с крыш магазинов, кафе, ресторанов, торговых центров, офисных зданий

Уборка снега с крыши частного дома ложится на хозяина

Когда приступать к уборке снега с крыши

Идеальный вариант – начинать чистить крышу сразу после снегопада, пока снег еще свежий и рыхлый. В противном случае он вскоре начнет таять под воздействием солнечных лучей и тепла от кровли. Талая вода, скатываясь по крыше, превратится в сосульки. А ночью мягкая снежная масса снова затвердеет и замерзнет. И так – каждый день, пока образовавшаяся глыба льда под собственным весом окончательно не рухнет на землю.

На самом деле быстрая очистка не всегда возможна. Ведь выполнить его можно только при определенных условиях.

Запрещается чистить крышу:

• Ночью
• В условиях плохой видимости (туман, смог и т)
• Во время снегопада
• При скорости ветра 10 м/с и выше

В основном эти запреты распространяются на многоквартирные дома, муниципальные и общественные учреждения. Тем не менее, даже если у вас небольшой одно-двухэтажный дом, чистить крышу в таких условиях будет как минимум неприятно.

Однако откладывать уборку также не стоит. Официальные стандарты устанавливают максимально допустимую толщину снежно-ледяного слоя на крыше – 10 см. Если снега скопится больше этой отметки, во-первых, он будет оказывать значительную нагрузку на крышу. Во-вторых, удалить его будет намного сложнее. И, наконец, в-третьих, это будет представлять серьезную опасность для окружающих.

Какой должна быть стропильная система

Снеговая нагрузка воспринимается стропилами и передается на стены дома. Какой должна быть система ферм, чтобы принять нагрузку от снега без разрушения? Заглянем в СП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных коттеджей с деревянным каркасом».

При сечении стропил 38×140 мм (строганные доски сечением 40×150 мм) при расчете на снеговую нагрузку до 300 кг/м² стропила могут иметь свободный пролет не более 2,6 ми шаг 60 см. При снеговой нагрузке до 200-250 кг/м² длина свободного пролета стропил может быть 3,5 м. При нагрузке до 150 кг/м² она должна быть не менее 3,9 м. При увеличении при ширине стропил до 184 мм (200 мм) длина пролета соответственно составит 3,2; 3,5 и 4,4 м. При более длинных пролетах стропила могут опираться на продольные прогоны или опорные стойки, передающие нагрузку на нижележащие конструкции.

Стропильная система должна быть спроектирована так, чтобы выдерживать снеговые нагрузки

Чем крепить стропила

К крепежным элементам предъявляются особые требования. Длина гвоздя должна вдвое превышать ширину стропильного сечения, т.е для крепления стропил толщиной 38 мм применяют гвозди длиной не менее 80 мм. Чем меньше угол кровли, тем больше гвоздей нужно для каждого соединения. При наклоне 45° и шаге стропил 60 см достаточно 5 гвоздей, а на кровле с углом 26° потребуется 8 гвоздей на одно соединение (табл. 2).
Для других подробностей о стропильной системе следует воспользоваться таблицей для расчета количества и длины гвоздей – на основании таблицы. 8–2 СП 31–105–2002.
В заснеженной местности следует выбирать крышу с достаточным углом наклона — не менее 36° к горизонту. Еще лучше выдерживают нагрузки и избавляются от избыточной снежной массы крыши с углом наклона 45° и более.

Почему зимой опасен нагрев кровли

Крыша зимой не должна обогреваться теплом дома, чтобы не таял снег на крыше. При частичном таянии снег уплотняется и увеличивается нагрузка на масштаб здания. При чередовании циклов оттаивания и замерзания могут образовываться глыбы льда в снежных покровах и сосульки на выступах.
Нагрузки от льда превысят равномерные нагрузки от талого снега: плотность льда 917 кг/м³. Наконец, образование водяных луж в снежных прудах на крышах из штучных материалов приводит к затеканию воды под кровлю через швы и протечки в доме.

Холодная кровля

Существуют две основные схемы обустройства чердачного помещения: холодный (неутепленный) чердак и утепленный чердак (или чердак).
В неутепленном чердаке утеплитель находится либо в перекрытии на верхнем этаже, либо на нем. Если толщина утеплителя достаточна, в контуре утеплителя, проходящем через чердак вентбокса, отсутствуют отверстия, а дымоходы утеплены, а сам чердак хорошо проветривается, то прогрева кровли и проплавления нет снега.
Минимальная площадь кровельного проема для естественной вентиляции (конька, карнизов, слуховых окон, вытяжек и т п.) составляет не менее 1/300 площади горизонтальной проекции кровли. Для того чтобы мансарда (мансарда) защищала крышу от нагрева, важными факторами являются:

• достаточная толщина теплоизоляции;
• отсутствие отверстий при укладке утеплителя;
• наличие хорошо вентилируемого зазора между утеплителем и кровельным покрытием;
•  воздухозаборник достаточного сечения под свес, потолочные вентиляторы и коньковую вентиляцию.

Утепленная кровля может иметь двойной или одинарный вентиляционный зазор (рис. 4) – все зависит от свойств выбранной гидроизоляционной мембраны. Если на кровле используется трехслойная диффузионная мембрана, которая хорошо пропускает пар из утеплителя (750-1000 г/кв.м в сутки) и блокирует поступление в нее воды снаружи, такой материал можно укладывать непосредственно на изоляцию. Расстояние между утеплителем и гидроизоляцией не менее 2 см.

Как рассчитать параметры кровельных вентиляционных зазоров

Размеры вентиляционных каналов стандартизированы в нормативных документах 17.13330.2011 «Потолок». Высота вентиляционных каналов и размеры их входных и выходных отверстий зависят от уклона и площади кровли.
При уклоне до 25° минимальный зазор составляет 6 см, при уклоне от 25 до 45° и более — 4 см.
Сечение вентиляционного канала на карнизе для крыш с уклоном до 25° должно быть не менее 1/200 площади ската. При уклоне до 45° сечение канала может быть уменьшено до 1/300 площади уклона, а при уклонах более 45° — до 1/400. Во всех случаях площадь поперечного сечения вентиляционных каналов в карнизном свесе должна быть не менее 200 см²/м.

Вентиляционные прорези в свесе крыши
Размер выходных отверстий вентиляционных каналов на коньке может быть в два раза меньше площади сечения входных отверстий. При длине скатов крыши более 10 м площадь поперечного сечения вентиляционных каналов увеличивается на 10%.
При использовании софитов с отверстиями для свесов кровли следите за тем, чтобы их суммарное сечение соответствовало минимально допустимому. Например, стандартная панель из виниловой подложки длиной 3 м и шириной 0,3 м со сплошной перфорацией имеет площадь проема всего 15 см² на 3 погонных метра или всего 5 см² на погонный м. Это значение в 40 раз меньше, чем у минимально допустимый.

Коньковая вентиляция
В виниловой подложке с центральной перфорацией площадь сечения вентиляционных щелей в 120 раз меньше минимально допустимой. Вентиляционные проемы чаще всего делают путем подшивания деревянных реек защитной сеткой от насекомых и мусора (оцинкованной или полимерной).

Для чего нужны снегозадержатели на крыше

Их устанавливают на крышах с уклоном более 3° для предотвращения падения снега и льда и повреждения нижележащих конструкций, причинения вреда людям, животным и растениям.
Снежные экраны также устанавливаются над световыми люками, чтобы предотвратить засыпание снегом. Металлические крыши с гладкой поверхностью более подвержены самопроизвольному таянию снега, чем крыши с шероховатой поверхностью.
Устройства для удержания снега в виде отдельных крюков распределяют по поверхности кровли (до половины всей площади ската) и крепят к фальцам кровли, шкворневым балкам, прогонам или к несущим конструкциям.

На карнизном участке над несущей стеной (0,6–1,0 м от карнизного свеса) устанавливают трубчатые снегозадержатели, а под ними устраивают сплошной короб. Верхние 3 м ската крыши не нуждаются в снегозадержателях.
Как правило, на каждом пандусе требуется два ряда этих блоков. На плоских крышах их устанавливают по сетке с нахлестом 60 см рядами. На крышах с большим уклоном снегозадержатели устанавливаются в два сплошных ряда друг над другом.

Выбор удобного инструмента

Современный рынок предлагает большой выбор приспособлений для уборки снега с кровли – так называемых скребков. В самом простом варианте это снегоход или лопата с удлиненной ручкой. Правильное лезвие скребка изогнуто, чтобы облегчить захват снега. Телескопическая ручка, которую можно выдвинуть, особенно практична.

Тем более, что есть инструменты такой длины, с помощью которых можно сгребать снег даже с двухэтажного дома:

Купленным или самодельным скребком понемногу счищайте снег, от карниза к коньку:

Некоторые особо хитрые умельцы умудряются все это перевернуть даже с помощью обычной пластиковой бутылки! Ему перерезают горло, прикрепляют к палке и немного снимают. Снег набивается в бутылку, а потом ее приходится вытряхивать. Профессия для особых пациентов, скажем так.

Сделать простое приспособление для чистки обуви несложно. Так что достать ручку и даже телескопическую трубу не составит труда, а в конце нужно установить что-то, что сможет ловить снег. Сам скребок желательно сделать из дерева или пластика, чтобы он не царапал крышу. А прикрепить его к ручке несложно той же проволокой или саморезами.

Также используются такие идеи, как сдувание снега с крыши специальным воздушным насосом. Вполне рабочий метод, который практикуется даже за рубежом. Но для него нужно специальное оборудование, как вы понимаете, которое вдобавок ко всему приходится затаскивать на крышу.

К тому же в процессе сдувания поднявшиеся в воздух снежинки закроют все на виду, и в таких условиях будет сложно не потерять ориентацию и не споткнуться случайно. И, наконец, в любом случае такая техника будет работать только с рыхлым легким снегом.

Кстати, есть и специальное снегоуборочное кровельное электрооборудование. В народе их еще называют электрическими лопатами. По сути, это минитрактор, который самостоятельно отбрасывает в стороны массы снега. Но весят они много, и тащить их на высоту неудобно. Есть и такой момент: на морозе изоляция электропровода становится хрупкой и трескается. Но сам по себе вариант неплох для плоской крыши.

При выборе лопаты для снега обратите внимание на рабочую поверхность и ручку. Чем шире лопата, тем больше снега вы убираете за раз, но это также усложняет подъем. Затем посмотрите на стороны лопаты.

Как правило, лопаты бывают однобортными и трехбортными. Последний вариант лучше, так как само наличие бортов задерживает снежные массы, чтобы они не выпадали из лопаты.

Выбрать черенок для лопаты несложно. Основное требование к нему – малый вес и эргономичность. Ручка должна быть удобной для определенного роста человека, иначе будут уставать мышцы и даже могут возникнуть травмы, особенно при слишком большом количестве снега.

Еще одним важным моментом, от которого зависит уборка снега с крыши и эффективность, является угол крепления рукоятки. Он должен быть прикреплен под углом к ​​поверхности лопаты. Так нагрузка на человека наименьшая.

Что касается материала, то лучше использовать деревянную ручку, потому что она не будет скользить и не морозит руки. А вот пластиковые ручки менее прочны, гнутся и даже ломаются при нагрузке.

Также посмотрите на саму лопату. Если на спине есть ребра, она будет лучше скользить. Отличается он и лезвием, которое даже у пластиковых лопат металлическое. Стальная кромка идеально подходит для очистки слежавшегося снега или льда.