Воздействие снеговых и дождевых нагрузок

Снеговые и дождевые нагрузки относятся к основным климатическим воздействиям, определяемым регионом строительства. В обоих случаях опасности стохастические, задаются через вероятностные параметры и обеспечиваются статистическими методами.

Основные положения:

• величины снеговой массы и уровня осадков задаются картами нагрузок для соответствующего региона;
• расчётные значения определяются по заданной обеспеченности (обычно 2% для снега, 1% для дождя);
• местная застройка, высотные перепады, аэродинамика зданий и элементы кровли создают перераспределение нагрузок (снеговые мешки, локальные зоны повышенного давления);
• для ЦОД критична работоспособность кровельных водостоков: их засорение приводит к локальному накоплению воды и перегрузке перекрытий.

Снеговая нагрузка определяется:

• районом по карте снеговых нагрузок РФ;
• коэффициентом перехода от нормативной к расчётной нагрузки;
• коэффициентами, учитывающими форму и высоту здания, наличие парапетов, выступающих элементов и разницу высот;
• локальными эффектами метелевого переноса: образование снеговых мешков возле надстроек, ограждений, крупного инженерного оборудования.

Особенности для ЦОД:

• кровли ЦОД часто несут тяжёлое инженерное оборудование (чиллеры, сухие охладители, вентиляционные установки); рост массы оборудования увеличивает риск прогибов и перераспределения снеговой массы;
• наличие дефлекторов, ограждений, экранов создаёт аэродинамические зоны повышенной снеговой нагрузки;
• кровли с малым уклоном склонны к образованию наледи и задержанию талой воды.

Дождевые нагрузки определяются согласно СП 20.13330 как масса дождевой воды, временно накапливаемой на кровле при интенсивных осадках.

Ключевые факторы:

• геометрия кровли и уклон;
• вместимость и производительность водосточных воронок;
• вероятность закупорки водостоков (листва, мусор, наледь);
• влияние оборудования на формирование «луж» и локальных зон подпора.

Проблемы, критичные для ЦОД:

• нарушение герметичности кровли приводит к риску протечек в машинные залы, помещения электроснабжения и аппаратные;
• потеря работоспособности наружных кондиционеров или систем охлаждения вследствие затопления кровли может вызвать остановку ИТ-нагрузки.

Кровли ЦОД часто используются как площадка для инженерных систем, что влияет на расчёт нагрузок:

• оборудование создаёт препятствия для перемещения снега и стока воды → локальные зоны повышенной нагрузки;
• динамические воздействия (вибрация вентиляторов, компрессоров) должны учитываться при расчёте несущих элементов (СП 20, СП 26);
• вес оборудования требует перераспределения несущей способности перекрытия (СП 118, СП 63).

Рекомендуемые меры:

• установка оборудования на приподнятые платформы над уровнем потенциального накопления воды;
• устройство проходов для осмотра водостоков;
• предотвращение образования ледяных перемычек вокруг тяжёлого оборудования.

• применять требования объектов повышенной ответственности согласно ГОСТ 27751-2014 и СП 385.1325800.2018 (контроль прогрессирующего обрушения);
• учитывать повышенные коэффициенты надёжности нагрузок;
• предусматривать дополнительную проверку несущей способности кровли с учётом оборудования и снеговых мешков;
• выполнять расчёт на локальные нагрузки от снеговых отложений и возможного накопления дождевой воды;
• размещать водосточные воронки с резервированием (N+1) и свободным доступом для обслуживания;
• предусматривать подогрев кровли и водостоков для предупреждения наледи.

• выполнять обследование несущих конструкций по СП 255.1325800.2016;
• проверять кровли на локальные зоны повышенной нагрузки, особенно в местах размещения оборудования;
• усиливать фермы, балки и прогоны при недостаточной несущей способности;
• переносить инженерное оборудование в зоны с большей конструктивной жёсткостью или на отдельные платформы;
• учитывать влияние оборудования на снеговую аэродинамику (снеговые мешки);
• проверять гидроизоляцию и работу водостоков в рамках эксплуатационной документации.