Снеговые нагрузки на крышу и проблема обледенения

Снег для России явление обыкновенное, но от этого он не перестает оставаться грозной стихией. В зимнюю пору нередко повреждаются льдом крыши, которые потом приходится ремонтировать. Особенно от снега и наледи страдают владельцы больших домов. Снег приносит много хлопот, но на сегодняшний день уже сложились цивилизованные методы борьбы с ним.

Минимизировать последствия снежной стихии можно уже на стадии проектирования дома, если учитывать климатические условий региона. Основное внимание при этом уделяется крыше, открытым площадкам, входной зоне и путям передвижения по участку.

При возведении любой строительной конструкции важно учитывать снеговые нагрузки. В регионах, для которых характерны мокрый снег и чередование заморозков и оттепелей, на крышах следует устанавливать снегозадержатели и следить за состоянием водостоков.

Снег на крыше, кроме оказания нагрузки, может приводить к протечкам. Если на скате образуется полоса наледи, то она становится препятствием для свободного стока воды, образующейся при таянии снега. В результате вода попадает под кровельное покрытие, и если там нет дополнительной гидроизоляции, то намокает перекрытие верхнего этажа. На потолке образуются мокрые пятна, плесень, обваливается штукатурка и т.д. Поэтому в снежных северных районах, чтобы осадки не задерживались на крыше и не перегружали конструкцию, скаты делают максимально покатыми.

Другая проблема, которая приходит со снегом, – образование большого количество воды вокруг дома во время оттепели. При похолодании эта вода замерзает и превращается в лед, по которому небезопасно передвигаться. Горожан все эти проблемы не касаются. Их решают коммунальные службы. А вот загородные жители могут рассчитывать только на свои силы.

Наибольшие снегопады встречаются в горной местности. Снежный покров может достигать там большой высоты, но хуже всего – периодические оттепели, мокрый снег и образование наледи. Важно принять меры от лавинообразного схода снега с крыш и обеспечить работоспособность водосточной системы.

На юге России снега меньше, но все чаще выпадают рекордные количества мокрого снега, который быстро тает, а ночью может замерзнуть и превратиться в свисающие с карнизов глыбы льда.

Проблема снеговых нагрузок ненова. Требования к элементам конструкции дома с учетом региональных климатических условий описаны государственными строительными нормативами.

Скатная крыша

Мало кто знает, что снег на крыше даже в морозный день испаряется до 5% от общей массы. При этом в самом снежном слое происходят различные структурные изменения. Снег может слеживаться, покрываться настом, сдуваться ветром, сползать и таять. От этого могут возникать следующие проблемы:

•  нагрузка при большом слое снега на несущие конструкции здания может возрастать в разы. При превышении расчетной нагрузки, стропильная система начинает деформироваться, следствием чего становится разрыв гидроизоляции, а в худшем случае – обрушение конструкции крыши; 
•  на крышах сложной формы в ендовах, на переломах, в примыканиях кровли к вертикальным конструкциям образуются «снежные мешки», которые создают неравномерную нагрузку, превышающую расчетную. Результат тот же, что и в первом случае; 
•  снежная масса, сползая, собирается у краев крыши и может сойти вниз в любой момент. Падающие массы снега обладают серьезной разрушительной силой; 
•  наледь, образующаяся при периодическом переходе через 0°С, способна повредить кровельное покрытие. Больше всего таким повреждениям подвержены ендовы и места скопления большого количества снега; 
•  образование сосулек и их падение на ниже находящиеся конструкции. Угроза для жильцов; 
•  деформация водосточной системы. Ее обрушение из-за недостаточно надежного крепления. Повреждение водостоков ледяными пробками. 

Что делать? Прежде всего, необходимо максимально утеплить крышу, особенно скаты при наличии жилой мансарды. Если чердак холодный, то утеплять нужно перекрытие. К слову, крыши холодных чердаков значительно менее уязвимы.

Очистка крыши от снега вручную может решить много проблем, но делать это не рекомендуется из соображений безопасности. Разве что в самых крайних случаях. Лучше проектировать крышу так, чтобы необходимости в ручной очистке не возникала.

Чем круче скат крыши, тем меньший слой снега на ней образуется. В регионах, где выпадает много снега, скаты крыш наклоняют под углом 45-60°С. Такие крыши чистить ненужно, поскольку снег на них не задерживается. Соответственно и давление снежных масс на конструкцию крыши оказывается небольшое.

Специалисты не рекомендуют строить дома со сложными крышами в районах, где снега выпадает много и лежит он долго. Причина тому – образование снежных мешков и неравномерная нагрузка на стропильную систему.

Однако крутые крыши не стоит делать там, где не выпадает много снега, поскольку обходятся они дороже пологих. Во избежание лавинного схода снега со скатов крыш, наклоненных менее 45°, устанавливают снегозадержатели – барьеры высотой около 15 см.

Чтобы избежать наледи и сосулек на карнизах, наиболее эффективно устроить электрический кабельный обогрев. Нагревательный кабель укладывают зигзагом полосой 30-50 см по периметру крыши непосредственно перед водостоком. Особенно обогрев необходим недостаточно утепленным крышам, на которых образуется много наледи. Кабельный подогрев может управляться вручную или автоматически.

Чтобы вода без проблем отводилась с крыши зимой, необходимо запроектировать ее без изгибов у карниза. Ледяная пробка чаще всего образуется на горизонтальных участках в районе изгибов. Когда вода начинает переливать через желоба, образуются тяжелые сосульки.

Сколько весит снег? При аномальных снегопадах нагрузка снежного слоя на крыше может превысить расчетную и тогда единственным способом спасти несущую конструкцию является удаление снега вручную. Однако как узнать, превышена нагрузка или нет?

Свежевыпавший снег весит около 100 кг/м³, а мокрый – до 200-300 кг/м³. Исходя из этих данных, можно рассчитать вес снежного покрова, зная его толщину и площадь. Таким образом, сухая снежная шапка высотой 0,5 м окажет нагрузку в 50 кг/м². При этом необязательно лезть на крышу и измерять снежный покров. Это можно сделать во дворе на открытом участке. Величину снежного покрова следует умножить на 1,5 (коэффициент запаса). Если крыша построена с учетом региональных климатических особенностей, то она рассчитана на нормативные для данного региона снеговые нагрузки. Следовательно, необходимо знать эти нормативы, а еще лучше сразу спросить проектировщика на какую снеговую нагрузку он рассчитывает конструкцию крыши. Если это 50 кг/м², то при метровом слое снежного покрова необходимо убрать с крыши минимум половину снега. При этом нужно стараться, чтобы толщина покрова была равномерной. Не забывайте пользоваться страховкой!

Горизонтальные площадки и плоские крыши

На горизонтальных участках, которыми являются плоские крыши, балконы, уровневые террасы и т.п., скапливается максимальное количество снега. Толковый проектировщик обязательно обеспечит достаточный запас прочности несущим конструкциям, поэтому в уборке снега необходимости не будет. Напротив, снежная шапка обеспечит дополнительную теплоизоляцию. А вот балконы при больших скоплениях снега очищать необходимо. Дело в том, что помимо большой нагрузки, снег может навредить увлажнением в местах примыкания к стенам дома.

Плоские крыши не рекомендуется строить в регионах, для которых характерны большие количества снежных осадков. Количество снега на крыше может быть чрезмерно большим. Если снегопад пройдет в безветренную погоду, то снежная шапка на плоской кровле будет иметь форму купола. В ее центре нагрузка на перекрытие может возрасти до 1000 кг/м², на которую оно вряд ли рассчитано.

Для плоской крыши важно иметь подогреваемый внутренний водосток. Уклон в его сторону создается не менее 2%.

Ограждение балконов и уровневых террас обязательно должно иметь водоотводные отверстия. В местах примыкания балконной плиты или террасы к стене дома, гидроизоляция должна выходить на нее не менее чем на 15 см. Балконная дверь обязательно делается с порогом высотой 8-10 см.

Фундаменты и стены

Широкие свесы крыши хорошо защищают стены и фундамент от дождевых осадков, но мало помогают при снегопадах. Образование наметов и сугробов у самих стен – обычное дело. Поскольку утечки тепла присутствуют при любом утеплении, стены начнут подогревать снег, чем вызовут его таяние. В результате вода течет по стенам и проникает ниже уровня грунта.

Если стены из кладочных материалов, то увлажнение с последующим замораживанием для них крайне нежелательно. От неприятных последствий метели может защитить высокий водонепроницаемый цоколь. Для снежных районов его высота должна составлять не менее 60 см, а для районов со средним и малыми количеством снеговых осадков – 30-45 см. Отвести влагу от фундамента помогает отмостка вокруг дома. Она одинаково эффективно работает независимо от сезона. Наконец, отбросить снег от стен дома всегда можно вручную с помощью снеговой лопаты.