Безопасная кровля: снегозадержание на скатных крышах

05.11.2014

Современная кровля должна быть не только красивой, надежной, грамотно смонтированной, но и безопасной. Понятие «система безопасности кровли» включает в себя системы снегозадержания и обслуживания кровли.

Руководитель технического отдела компании БРААС-ДСК 1 - Андрей Евгеньевич Миронов, рассказывает о причинах и процессах, вызывающих сход снега с крыши, ведь русская зима с ее обильными снегопадами и чередованием заморозков и оттепелей постоянно убеждает в необходимости предотвращения многих бед, приносимых падающими с крыш глыбами льда и снега. Данная статья позволит принять правильные решения для исключения или минимизации ущерба и спасения человеческих жизней.

Для начала давайте разберемся, при каких условиях и как снег может самопроизвольно сойти с крыши.  Если за аналогию попытаться взять сход снега с гор, то мы можем заметить, что эта аналогия не является правильной, снег с крыши сходит по другим законам, чем снег с горы.

В горах снег сходит только с крутых склонов и только после выпадения большого количества снега, когда нарушается равновесное состояние снеговой шапки. А после схода снежной лавины и восстановления равновесия оставшаяся часть снега мирно лежит на горах и тает на своих местах.  Со склонов с малыми уклонами снег не сходит никогда, если бы это было бы так, то сугробы, лежащие на земле с небольшими уклонами «сползали» бы вниз, а не таяли на месте, а гора Эльбрус к концу зимы осталась бы голой, так как весь снег с нее сошел  бы в долины. 

Со скатных крыш снег, как и в горах, может сойти после интенсивных снегопадов, но обычно он сходит весной вне зависимости от того был ли недавно снег или нет, причем перед сходом лавины с крыши высовывается «снежный язык». Размеры этого «языка» могут быть весьма приличными, сползание зависит от гладкости кровельного материала (чем более гладкая поверхность кровли, тем легче ползет снег) и мало зависит от уклона ската, сползти может даже со ската с минимальным уклоном. Скорость выдвигания снежной массы за пределы ската может составлять от нескольких сантиметров до нескольких десятков сантиметров в день. После того, как снежный язык под действием собственного веса обламывается, весь оставшийся снег с крыши съезжает с крыши за секунды, получив динамическое воздействие.

В чем причина того, что снежный пласт начинает медленно сползать, ломая все на своем пути? Причин несколько:

1.  Длинная и долгая зима с низкой температурой

За несколько месяцев Русской зимы на крыше происходит накопление большого количества снега. Наша зима отличается от Западной тем, что у нас снега больше и тем, что у нас холоднее и снег на крыше лежит дольше. В Москве расчетная снеговая нагрузка равна 180 кг/м2, а в Германии, для сравнения, снеговая нагрузка составляется от 30 до 120 кг/м2.

Отсутствие зимой длительных теплых периодов, во время которых снег мог бы полностью растаять, ведет к тому, что снег накапливается на крыше, структура и свойства снега от длительного лежания меняются, ближе к весне из-за оттепелей  и заморозков снег на крыше спекается в монолитную снежную массу.

2. Положительная температура воздуха весной

С приходом весны продолжительность дня растет. Солнце начинает ощутимо припекать и температура воздуха растет.  Слежавшаяся в наст снежная масса начинает медленно таять на солнце и одновременно теплый воздух поступает в вентиляционный подкровельный зазор и подогревает кровельный материал изнутри. Снежная масса оказывается на подогретом основании, как кусок сливочного масла на разогретой сковородке и, так же как кусок масла, снег начинает снизу плавиться и медленно сползать в сторону уклона по образовавшейся водяной пленке, вылезая за пределы ската. Ночью таяние снега прекращается и возобновляется на следующий день, если условия не изменились. После того, как значительная масса снега выползет за пределы крыши, эта масса обрушивается под собственным весом и оставшаяся часть снега сходит с крыши.

Чем длиннее скат и чем больше на нем накопилось снега, тем большая сила давит на выступающие конструкции и тем разрушительнее оказывается воздействие давящего снега и падающей лавины.

Чтобы противостоять данному явлению необходимо либо не давать снегу накапливаться на крыше (счищать его)  либо применять системы удержания снега на скатах.

3. СИСТЕМЫ СНЕГОЗАДЕРЖАНИЯ ПРИНЦИПИАЛЬНО ДЕЛЯТСЯ НА ДВА КЛАССА: БАРЬЕРНОГО И РАСПРЕДЕЛЕННОГО ТИПА, КАЖДАЯ ИЗ КОТОРЫХ ИМЕЕТ СВОИ ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ.

а. Системы барьерного типа представляют собой некий линейный барьер из деревянного бревна, снегозадерживающей решетки или из труб, размещенных в нижней части ската или на многоуровневой крыше, для исключения повреждения нижележащего ската, над трубами или другими выступающими конструкциями.

Снегозадерживающие элементы выступают в качестве своеобразного барьера в нижней части крыши, который препятствует сходу снега. В тех местах, где снеговые расчетные снеговые нагрузки не превышают Среднеевропейских (120 кг/м2) такие системы можно использовать без всяких ограничений.

Однако, если снега много, то прочность подобных барьеров может оказаться недостаточной, чтобы сдержать давление снега и тогда сломаются они, или прочность конструкций свеса может оказаться недостаточной, чтобы выдержать усилия, приходящиеся от барьеров, и тогда разрушится конструкция свеса.

b. Системы распределенного типа представляет собой систему распределенных по всему скату снегоостанавливающих элементов в виде скоб, разного рода пластин или черепиц с буртиком. Выступающие над поверхностью распределенные скобы, вмерзают в снежный наст и держат снег до того момента, пока снег полностью не растает или не превратится в шугу, перестав быть цельной монолитной и опасной массой.

Будучи равномерно распределенной по скату каждая снегоостанавливающая скоба или черепица удерживает только небольшой кусок снега на своем участке, причем силовое воздействие на  конструкции крыши не возрастают в зависимости от длины ската, как в системе барьерного типа. Таким образом, распределенная система может выдержать гораздо большие нагрузки по сравнению с барьерной системой снегозадержания.

с. Совместное использование систем барьерного и распределенного типов возможно там, где имеется зона неопределенности, то есть известны случаи повреждения решеток, но они не происходят повсеместно, например, в Московском регионе, где расчетная снеговая нагрузка превышает Германскую в 1,5 раза, разрушения решеток далеко не 100%-ны, хотя подобные случаи имеются.  Однако в регионах с нагрузкой, превышающей Германскую в 2 и более раз, применение барьерного снегозадержания должно быть исключено и должны применяться только снегоостанавливающие скобы или черепицы.

Статья подготовлена техническим отделом компании БРААС-ДСК 1.