Podstawowe informacje
Śnieg jest jednym z podstawowych obciążeń klimatycznych, które kwalifikuje się jako obciążenie zmienne przy projektowaniu konstrukcji obiektów budowlanych. Oznacza to, że wartość obciążenia śniegiem nie jest stała w czasie i zależy m. in. od:
- miejscowych warunków klimatycznych,
- ukształtowania, zagospodarowania i zabudowania terenu,
- kształtu i chropowatości dachu,
- właściwości termicznych przegrody dachu oraz temp. wewnątrz obiektu,
- czasu zalegania śniegu,
Wartość charakterystycznego obciążenia śniegiem konstrukcji budynków oblicza się na podstawie normy PN-EN 1991-1-3 Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-3 Oddziaływania ogólne – obciążenie śniegiem. Zgodnie z wytycznymi zawartymi w załączniku krajowym do normy europejskiej przy obliczaniu obciążenia śniegiem w Polsce zaleca się stosowanie dwóch przypadków:
- Przypadku A, który występuje w warunkach normalnych i dotyczy on trwałej/przejściowej sytuacji obliczeniowej.
- Przypadku B2, który występuje w warunkach wyjątkowych. Analizuje się w nim trwałą/przejściową sytuację obliczeniową, a także sytuację wyjątkową związaną z możliwością wystąpienia wyjątkowych zamieci w wyniku, których mogą powstać zaspy śnieżne.
Jak wyznaczyć obciążęnie śniegiem w trwałej/przejściowej sytuacji obliczeniowej?
Wartość charakterystycznego obciążenia śniegiem dachów w trwałej/przejściowej sytuacji obliczeniowej należy obliczać na podstawie wzoru:
\( s=\mu_iC_eC_ts_k\) (wzór 5.1 PN-EN 1991-1-3)
gdzie:
\(\mu_i\) - współczynnik kształtu dachu
\(C_e\) - współczynik ekspozycji
\(C_t\) - współczynnik termiczny
\(s_k\) - obciążenie śniegiem gruntu
Współczynnik kształtu dachu ( \(\mu_i\) ) jest wartością, która zależy od typu dachu i kąta pochylenia jego połaci dachowej. Wyznacza się go m. in. na podstawie tablicy 5.2 normy [1].

Współczynnik ekspozpozycji ( \(C_e \) ) uwzględania wpływ ukształtowania i zagospodarowania terenu na wartość charakterystycznego obciążenia śniegiem połaci dachowej analizowanego lub projektowanego budynku. Wartość współczynnika wyznacza się na podstawie tablicy 5.1 normy [1], która podzieliła teren na:
- wystawiony na działanie wiatru - \(C_e =0,8\)
- normalny - \(C_e =1,0 \)
- osłonięty od wiatru - \(C_e =1,2 \)
Współczynnik termiczny ( \(C_t\) ) jest to współczynnikiem, który jest stosowany do zmniejszenia wartości chrakterytyczego obciążenia śniegiem dachu o wysokim współczynniku, przenikania ciepła (> \(1\quad W/m^2K\) ). Dotyczy to wszczególności niektórych dachów pokrytych szkłem w bunkach ogrzewanych, z powodu topnienienia śniegu przez uchodzące ciepło. W pozostałych przypadkach należy przyjmować wartość \(C_t=1\) .
Obciążenie śniegiem gruntu w Polsce ustala się na podstawie podziału Polski na strefy. Poniższy rysunek znajduje się w załączniku krajowym do normy[1].

Wartość charakterystycznego obciążenia śniegiem gruntu w Polsce dla danej strefy odczytuje się za pomocą tablicy NA.1 normy[1].

Przykład
Wyznacz wartość charakterystycznego obciążenia śniegiem dla dachu jednospadowego o kącie nachylenia połaci wynoszącym 20⁰. Projektowany budynek będzie zlokalizowany w miejscowości Kraków, na działce położonej na wysokości A=340m n.p.m. Działka jest otoczona wysokimi drzewami oraz wyższymi budowlami.
Obliczenia przeprowadzę za pomocą programu Soldis PROJEKTANT przy użyciu generatora obciążenia śniegiem.

W pierwszym kroku określamy typ dachu lub obciążenia miejscowego, dla którego chcemy wyznaczyć wartość charakterystycznego obciążenia śniegiem. Wybieramy dach jednospadowy.

Kolejno wskazujemy warunki lokalizacyjne. Obciążenie śniegiem wyznaczamy w warunkach normalnych, w których nie występują wyjątkowe opadu śniegu oraz wyjątkowe zamiecie. Wybieramy przypadek A. Obliczenia przeprowadzamy dla trwałej/przejściowe sytuacji obliczeniowej.

Następny parametr, który musimy zdefiniować jest to ciężar śniegu na gruncie. Budynek będzie zlokalizowany w miejscowości Kraków (strefa III) na działce położonej na wysokości A=340m n.p.m. Jeżeli mielibyśmy wątpliwości, do której strefy przypisać analizowaną lokalizację, możemy za pomocą dostępnej funkcji w programie uruchomić mapę z podziałem Polski na strefy obciążenia śniegiem gruntu i dokonać jej weryfikacji.


Teren projektowanej inwestycji otaczają wysokie drzewa oraz wyższe budowle. W związku z tym teren określamy jako otoczony wyższymi obiektami.

Tak jak pisałem już wcześniej, dobrym i bezpiecznym podejściem jest przyjęcie współczynnika termicznego \(C_t=1\) ,

Ostatni parametr jaki musimy zdefiniować to współczynnik kształtu dachu \(\mu_i\) . Zależy on głównie od kąta pochylenia połaci dachowej. Ustalamy kąt α=20⁰.

Po zdefiniowaniu wszystkich danych, program dobrał wartości współczynników i policzył wielkość obciążenia śniegiem. W celu odczytania schematu i wartośći charakterystycznej obciążenia śniegiem analizowanego dachu przechodzi do zakładki schemat obciążenia.

Literatura:
[1] PN-EN 1991-1-3 Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-3 Oddziaływania ogólne – obciążenie śniegiem, PKN, 2005
[2] Soldis PROJEKTANT 2018