Кровельная академия

Давление на крышу: как ветер и снег влияют на плоские и скатные кровли. Экспертный анализ и решения.

Крыша — это не просто архитектурный элемент, а сложная инженерная система, подверженная постоянному воздействию природных сил. Основными из них являются ветровая и снеговая нагрузки, неправильный расчёт которых приводит к деформациям, протечкам и даже катастрофическому разрушению. В этой статье мы глубоко исследуем механизм воздействия этих сил на плоские и скатные кровли, уделив особое внимание опасным опрокидывающим усилиям от ветра и часто игнорируемому избыточному давлению внутри здания. Материал основан на требованиях действующих Сводов Правил (СП) и призван помочь вам принять взвешенное решение при выборе и монтаже кровельной системы, с конкретными расчетными цифрами для регионов Урала.

Физика воздействий: снег и ветер как расчетные факторы.

Все нагрузки регламентированы СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Для таких городов, как Челябинск и Екатеринбург, ключевые параметры следующие:
  • Снеговой район: IV. Нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли Sg = 2,4 кПа (≈240 кгс/м²). Это одна из самых высоких нагрузок в РФ.
  • Ветровой район: II. Нормативное значение ветрового давления Wo = 0,30 кПа (≈30 кгс/м²).
Важно: эти значения — база. Итоговая нагрузка на кровлю зависит от множества поправочных коэффициентов (высоты здания, аэродинамики, уклона).

Скатные кровли: аэродинамика против гравитации.

Снеговая нагрузка.

Расчетная нагрузка определяется по формуле: S = Sg * µ * Ce * Ct, где µ — коэффициент перехода от веса снега на земле к снеговой нагрузке на покрытие.
Для примера, для кровли с углом наклона 30° (µ=0,8), без существенных особенностей (Ce=Ct=1), в Екатеринбурге расчетная снеговая нагрузка составит: S = 240 кгс/м² * 0,8 = 192 кгс/м². Это означает, что каждый квадратный метр стропильной системы должен быть готов нести вес почти 200 кг снега. В ендовах и у парапетов, где образуются снеговые мешки, коэффициент µ может возрастать до 2-3, а локальная нагрузка — до 480-720 кгс/м², что требует локального усиления.

Ветровая нагрузка — главный враг скатных кровель.

Расчетное ветровое давление: W = Wo * k * c, где c — аэродинамический коэффициент.

Для скатной кровли в 30° зоны воздействия ветра разные:
  • На наветренном скате (давление): коэффициент c может быть около +0.7. На высоте 10 метров (k≈0.65) давление составит: W = 30 * 0.65 * 0.7 ≈ 13.7 кгс/м².
  • На заветренном скате (отсос, опаснее!): коэффициент c достигает -1.2 (для угла 30°). Отрывное усилие будет: W = 30 * 0.65 * (-1.2) ≈ -23.4 кгс/м². Кровельное покрытие и обрешетка должны быть надежно закреплены, чтобы противостоять этому "отрыву".
  • Опрокидывающие усилия на фронтоны рассчитываются с коэффициентом c = +0.8.

Плоские кровли: тихая борьба с постоянным весом и взрывным подъемом.

Снеговая нагрузка — определяющая.

Для плоской кровли (уклон до 12°) коэффициент µ = 1,0, а с учетом возможного неравномерного схода снега с более высоких частей — до 1,4. Таким образом, средняя расчетная снеговая нагрузка составит 240-336 кгс/м², а в зонах снеговых мешков — еще выше. Именно поэтому несущее основание (профлист, ж/б плита) и его крепление к конструкциям здания должны быть рассчитаны на такой значительный вес.

Ветровая нагрузка на плоских кровлях — более коварна.

Критически важный параметр — аэродинамический коэффициент "С" для зон отсоса.

Согласно Приложению В СП 20.13330.2016, для плоских кровель с парапетом:
  • В центральных зонах крыши коэффициент отсоса c = -0.9.
  • В угловых и краевых зонах (полоса шириной примерно 1/10 часть размера здания) коэффициент c достигает своего максимума -2.4. Это наиболее уязвимые места.
Рассчитаем ветровое отсосное усилие для краевой зоны плоской кровли в Екатеринбурге (Wo=30 кгс/м²) на высоте 10 метров (k≈0.65):

W = 30 * 0.65 * (-2.4) = -46.8 кгс/м².

Это означает, что ветер стремится оторвать кровельный пирог с силой ~47 кг с каждого квадратного метра в углах и по краям крыши. Именно здесь чаще всего происходят разрушения.

Фатальный фактор: избыточное давление внутри помещения.

При сильном ветре разница между наружным и внутренним давлением может увеличить общую нагрузку на крепление кровли. Для зданий с открытыми или плохо герметизированными проемами с подветренной стороны вводится дополнительный аэродинамический коэффициент для внутреннего давления c_int, который может быть как положительным, так и отрицательным, в диапазоне от +0.2 до -0.3. В худшем сценарии это добавляет до 20-30% к ветровой нагрузке на крепление. Для плоских крыш это критично: суммарное усилие на отсос в краевой зоне с учетом внутреннего давления может приближаться к -55...-60 кгс/м².

Сравнительная таблица рисков и решений для Урала (IV снеговой, II ветровой район).

Фактор воздействия
Скатная кровля (пример: уклон 30°)
Плоская кровля
Ключевые меры противодействия
Снег
192 кгс/м² (в мешках до 720 кгс/м²)
240-336 кгс/м²
Расчет по СП 20.13330.2016, усиление в ендовах, регулярная чистка. Проектирование несущей способности основания
Ветровое давление
На фронтон: ~ 15.6 кгс/м²
Умеренное
Ветровые связи, анкеровка мауэрлата, прочный парапет
Ветровое отсосное усилие
На скате: -23.4 кгс/м²
Краевые зоны: -46.8 кгс/м² (без учета внутреннего давления)
Механический крепеж каждого элемента покрытия. Обязательное механическое крепление пирога в краевых зонах с шагом, рассчитанным на усилие ~50 кгс/м²
Избыточное внутреннее давление
Усиливает общий отсос
Может увеличить суммарную нагрузку на крепление до -55...-60 кгс/м²
Герметизация узлов примыкания, грамотная проект вентиляции. Учет коэффициента c_int в расчетах

Заключение и рекомендации для владельца на Урале.

Цифры наглядно показывают: в Челябинске и Екатеринбурге снег — это постоянная тяжесть, а ветер — мощная отрывающая сила. Экономия на проекте, материалах и крепеже здесь недопустима.
Что делать?
  1. Требуйте полный расчет по СП 20.13330.2016 и СП 17.13330.2017 с учетом всех аэродинамических коэффициентов (c и c_int) и локальных повышающих коэффициентов для снеговых мешков и краевых зон.
  2. Для скатной кровли уделите особое внимание креплению каждого листа металлочерепицы или каждой черепицы с расчетом на отсос >23 кгс/м², а также связям стропильной системы.
  3. Для плоской кровли принципиально важен метод и шаг механического крепления кровельного пирога (особенно утеплителя и мембраны) в краевых зонах (примерно 1.5-2 м от края). Крепежи должны держать не менее 50-60 кгс/м² отрывающего усилия.
  4. Инвестируйте в профессиональный монтаж. Только специализированная компания, понимающая физику этих нагрузок, сможет правильно спроектировать узлы, выбрать тип и шаг крепежа, обеспечив безопасность вашей кровли на десятилетия.
Обращайтесь к экспертам, чтобы ваша крыша была надежным щитом!

В статье использованы нормативные ссылки на действующие Своды Правил (СП), являющиеся обязательными к применению на территории РФ при проектировании и строительстве. Приведенные расчеты носят иллюстративный характер; точный расчет для конкретного объекта должен выполнять квалифицированный проектировщик.


Хотите заказать ремонт кровли или нужна консультация перед покупкой недвижимости? Обращайтесь!

Читать также:
Техническое обслуживание кровли: как в 7 раз снизить затраты на ремонт крыши
Монтаж скатной кровли: экспертный разбор конструкции, вентиляции и частых ошибок
Как выбрать кровлю: исчерпывающее руководство по выбору крыши для вашего здания
Диффузионная мембрана и кровельные работы: принцип "дышащей" кровли
2025-12-19 11:39 Монтаж и обслуживание кровли