Расчёт снеговой нагрузки на плоскую кровлю выполняется по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» (раздел 10). Полное нормативное значение снеговой нагрузки определяется по формуле S0 = ce · ct · μ · Sg, где Sg — вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли (для Москвы — 1,8 кПа, для Санкт-Петербурга — 2,0 кПа), μ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие (для плоской кровли μ = 1,0), ce и ct — коэффициенты, учитывающие снос снега и термический режим. Расчётное значение получается умножением нормативного на коэффициент надёжности γf = 1,4.
1. Нормативная база
Расчёт снеговых нагрузок регламентируется:
- СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» (раздел 10 «Снеговые нагрузки»);
- ГОСТ 27751-2014 «Надёжность строительных конструкций и оснований»;
- СП 17.13330.2017 «Кровли» (требования к снегозадержанию и водоотводу).
2. Снеговые районы РФ и нормативные значения Sg
| Снеговой район | Sg, кПа | Характерные города |
|---|---|---|
| I | 0,5 | Астрахань, Элиста, Махачкала |
| II | 1,0 | Ростов-на-Дону, Волгоград, Краснодар |
| III | 1,5 | Москва (частично), Воронеж, Саратов |
| IV | 2,0 | Санкт-Петербург, Казань, Екатеринбург |
| V | 2,5 | Нижний Новгород, Пермь, Новосибирск |
| VI | 3,0 | Киров, Томск, Красноярск |
| VII | 3,5 | Сыктывкар, Архангельск, Якутск |
| VIII | 4,0 и более | Мурманск, Петропавловск-Камчатский, Магадан |
Справочно: Карта снеговых районов приведена в Приложении Е СП 20.13330.2016. Для горных районов и мест со сложным рельефом Sg уточняется по данным метеостанций. Для Москвы и Московской области в зависимости от конкретного местоположения принимается III или IV снеговой район.
3. Основная расчётная формула
Нормативное значение снеговой нагрузки (СП 20.13330.2016, п. 10.1):
S0 = ce · ct · μ · Sg
где Sg — вес снегового покрова на 1 м² земли, кПа;
μ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к нагрузке на покрытие;
ce — коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий под действием ветра;
ct — термический коэффициент.
Расчётное значение снеговой нагрузки:
Sрасч = S0 · γf
где γf = 1,4 — коэффициент надёжности по снеговой нагрузке (СП 20.13330.2016, п. 10.12).
4. Коэффициент μ для плоских кровель
Для плоских кровель (уклон до 5% или угол до 3°) согласно СП 20.13330.2016 (приложение Б, схема Б.1):
- μ = 1,0 — для кровель без перепадов высот и парапетов;
- μ = 1,0 + 0,5·(h/Sg) — для кровель с парапетами (h — высота парапета, м), но не более 2,0;
- μ = 1,0 + m1·(a/h) — для зон повышенных снегоотложений у перепадов высот (приложение Б, схема Б.8).
Для кровель с уклоном от 5% до 12% (3°–7°) коэффициент μ линейно снижается от 1,0 до 0,8.
5. Коэффициент сноса снега ce
Согласно СП 20.13330.2016 (п. 10.5–10.7), коэффициент ce учитывает снос снега ветром:
| Тип застройки | Скорость ветра V, м/с | ce |
|---|---|---|
| Защищённая (здания ниже окружающей застройки) | V ≤ 2 | 1,0 |
| Обычная (открытая местность) | 2 < V ≤ 4 | 0,9 |
| Открытая (побережья, степь) | 4 < V ≤ 6 | 0,8 |
| Сильно продуваемая (возвышенности) | V > 6 | 0,7 |
Для плоских кровель с парапетами высотой более 0,5 м ce = 1,0 (снос снега не учитывается).
6. Термический коэффициент ct
Согласно СП 20.13330.2016 (п. 10.10), ct учитывает понижение снеговой нагрузки из-за теплопотерь через кровлю:
| Тип кровли по теплоизоляции | Коэффициент теплопередачи U, Вт/(м²·°C) | ct |
|---|---|---|
| Неутеплённая (промышленные здания с тепловыделениями) | U > 1,0 | 0,8 |
| Слабо утеплённая | 0,5 < U ≤ 1,0 | 0,9 |
| Утеплённая (соответствует СП 50.13330) | U ≤ 0,5 | 1,0 |
Для большинства современных зданий с эффективной теплоизоляцией ct = 1,0.
7. Примеры расчёта
Пример 1. Офисное здание в Москве (IV снеговой район, Sg = 2,0 кПа).
Плоская кровля с парапетом h = 0,6 м, утеплённая, защищённая застройка.
μ = 1,0 + 0,5 · (0,6 / 2,0) = 1,0 + 0,15 = 1,15
ce = 1,0 (парапет > 0,5 м)
ct = 1,0 (утеплённая кровля)
S0 = 1,0 · 1,0 · 1,15 · 2,0 = 2,3 кПа (230 кг/м²)
Sрасч = 2,3 · 1,4 = 3,22 кПа (322 кг/м²)
Пример 2. Складское здание в Новосибирске (V снеговой район, Sg = 2,5 кПа).
Плоская кровля без парапета, слабо утеплённая, открытая местность.
μ = 1,0
ce = 0,8 (открытая местность, V ≈ 5 м/с)
ct = 0,9 (слабо утеплённая)
S0 = 0,8 · 0,9 · 1,0 · 2,5 = 1,8 кПа (180 кг/м²)
Sрасч = 1,8 · 1,4 = 2,52 кПа (252 кг/м²)
8. Снеговые мешки и зоны повышенных снегоотложений
На плоских кровлях снеговые мешки образуются:
- У парапетов (высота снегового мешка до 1,5·hпарапета);
- У перепадов высот (при разнице высот более 1 м);
- За вентшахтами, зенитными фонарями и другим оборудованием;
- В ендовах и пониженных участках кровли.
Коэффициент μ для зоны перепада высот (схема Б.8 СП 20.13330.2016):
μ = 1,0 + m1 · (a / h) ≤ μmax
где m1 = 0,4–1,0 (зависит от схемы);
a — ширина пониженного участка, м;
h — высота перепада, м;
μmax = 4,0 (для Sg ≤ 2,0 кПа) или μmax = 6,0 (для Sg > 2,0 кПа).
Длина зоны повышенных снегоотложений: l = 2h (но не более 16 м и не менее 5 м).
9. Влияние снеговой нагрузки на конструкцию кровли
| Элемент конструкции | Влияние снеговой нагрузки | Расчётный параметр |
|---|---|---|
| Несущая плита перекрытия | Изгиб, прогиб, продавливание | Момент M = (q·L²)/8, прогиб f ≤ L/200 |
| Теплоизоляция | Сжатие, потеря теплотехнических свойств | Прочность на сжатие при 10% деформации ≥ Sрасч |
| Гидроизоляция | Проколы, разрывы при подвижках | Прочность на статический прокол ≥ 250 Н |
| Водосточные воронки | Закупоривание снегом и льдом | Обогрев воронок (греющий кабель 30–50 Вт/м) |
| Парапеты и ограждения | Горизонтальное давление снега | Давление p = Sрасч · tg²(45° – φ/2) |
10. Снегозадержание на плоских кровлях
Согласно СП 17.13330.2017 (п. 4.13), для плоских кровель снегозадержание не требуется (в отличие от скатных). Однако для эксплуатируемых кровель необходимо предусматривать:
- Систему снеготаяния (греющий кабель) в зоне воронок и ендов;
- Организацию своевременной очистки кровли от снега (при толщине слоя более 300 мм);
- Указатели расположения воронок (для обнаружения под снегом).
11. Сочетание снеговой нагрузки с другими нагрузками
Согласно СП 20.13330.2016 (п. 6.3), снеговая нагрузка относится к кратковременным. Коэффициенты сочетания ψ:
- ψ0 = 0,7 — для основных сочетаний (снег + полезная);
- ψ1 = 0,5 — для сочетаний с пониженным значением (снег + ветер);
- ψ2 = 0,3 — для длительных сочетаний (снег + собственный вес).
Основное сочетание нагрузок (первая группа предельных состояний):
qрасч = γf1·G + γf2·(Qполезн·ψ0 + Sрасч)
где G — постоянная нагрузка (собственный вес);
Qполезн — полезная нагрузка (для эксплуатируемой кровли);
Sрасч — расчётная снеговая нагрузка.
Важно! Для неэксплуатируемой кровли снеговая нагрузка и полезная нагрузка (от людей, оборудования) не суммируются — принимается наибольшая из них. Для эксплуатируемой кровли снеговая нагрузка учитывается с коэффициентом сочетания ψ0 = 0,7 совместно с полезной.
Полезные ссылки:
Заключение
Снеговая нагрузка — один из определяющих факторов при проектировании плоской кровли. Расчёт по СП 20.13330.2016 позволяет определить нормативное и расчётное значения нагрузки с учётом снегового района, конфигурации кровли, ветрового режима и теплового режима здания. Для Москвы и Центрального региона РФ расчётная снеговая нагрузка на плоскую кровлю составляет 2,5–3,2 кПа (250–320 кг/м²). При проектировании необходимо учитывать зоны повышенных снегоотложений (снеговые мешки) у парапетов и перепадов высот, а также обеспечивать прочность всех слоёв кровельного «пирога» на сжатие. Применение теплоизоляции Vilpe с прочностью на сжатие от 150 кПа и ПВХ-мембран с высокой прочностью на прокол гарантирует надёжность кровли при максимальных снеговых нагрузках.
Нормативные документы
- СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*»
- СП 17.13330.2017 «Кровли»
- СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»
- ГОСТ 27751-2014 «Надёжность строительных конструкций и оснований»
- ГОСТ Р 56704-2015 «Мембраны кровельные полимерные. Технические условия»
- СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты»
