Ураганы, торнадо и экстремальные ветровые нагрузки

Экстремальные ветровые явления включают:

• шквалы и штормы — кратковременные, но мощные порывы ветра;
• ураганы / тайфуны / циклоны — долговременные системы с высокой устойчивой скоростью ветра;
• торнадо — локальные вихри с чрезвычайно высокой скоростью ветра и ударными нагрузками.

Ключевые особенности:

• скорость и направление ветра могут резко меняться;
• давление ветра включает положительное давление на наветренных сторонах и подсос (suction) на крыше и задней стене;
• риск вторичных поражающих факторов — летающие предметы (missiles);
• экстремальные нагрузки действуют кратковременно, но их величина может многократно превышать расчетные нормативные значения.

• Повреждение обшивки (панели, облицовка, профлист) из-за давления/подсоса.
• Вынос элементов крыши, особенно листовых покрытий и слабых узлов крепления.
• Разрушение окон и витражей, что приводит к росту внутреннего давления и дополнительным нагрузкам.
• Деформация лёгких металлических каркасов, изгиб рам и стоек.
• Выведение из строя кровельного инженерного оборудования — чиллеры, сухие охладители, вентиляционные агрегаты.
• Проникновение воды при нарушении герметичности ограждающих конструкций.
• Поражение летающими предметами — особенно опасно для ЦОД из-за чувствительности оборудования.

• Проектирование по уровню объектов повышенной ответственности (аналог Risk Category IV).
• Усиление конструкций по данным карт ветровых нагрузок (СП 20.13330).
• Применение ветроустойчивых фасадных систем и креплений повышенной прочности.
• Усиленные оконные системы и двери, включая решения, устойчивые к удару предметов (аналог ASTM E1966).
• Минимизация оборудования на крыше или его размещение в защищённых зонах.
• Установка ветровых экранов вокруг кровельного оборудования.
• Дополнительное внимание к креплению воздуховодов, решёток, дефлекторов.

• Оценка фактической несущей способности обшивки, металлоконструкций и узлов крепления.
• Проверка кровли на устойчивость к отрыву и необходимость усиления крепёжных узлов.
• Замена слабых окон и дверей на ударопрочные.
• Добавление или усиление экранов вокруг оборудования на крыше.
• Усиление соединений каркаса в лёгких стальных зданиях.
• Оценка и усиление внутренних перегородок, если возможен рост внутреннего давления при разрушении обшивки.

Экстремальные ветровые воздействия в проектировании ЦОД должны опираться на следующие документы:

• СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» — основной документ для расчёта ветровых нагрузок, включает:
  1. районирование РФ по ветровым нагрузкам,
  2. коэффициенты порывистости,
  3. расчёт давления/подсоса на кровле и стенах,
  4. аэродинамические коэффициенты для различных геометрий.
• СП 118.13330.2022 «Общественные здания» (раздел 6) — требования к расчёту конструкций под инженерные нагрузки, включая размещение оборудования.
• СП 385.1325800.2018 «Защита от прогрессирующего обрушения» — важен для зданий повышенной ответственности, особенно при локальном разрушении элементов фасада/крыши.
• ГОСТ 27751-2014 «Надёжность строительных конструкций» — предельные состояния и уровни ответственности сооружений.
• СП 28.13330.2017 «Защита от коррозии» — критично для ветровых районов с высокой влажностью/солёностью (морские регионы).
• СП 541.1325800.2024 «Здания и сооружения центров обработки данных» — прямые требования к фасадам, кровле и инженерным системам ЦОД.

• Всегда учитывать локальные аэродинамические зоны: углы, кромки крыш, зоны с повышенным подсосом.
• Проверять все крепления оборудования с запасом по прочности.
• Избегать лёгких быстровозводимых конструкций в регионах с высокими ветровыми нагрузками.
• Использовать системы контроля деформаций фасада и кровли при большой площади здания.
• Предусматривать сценарии отказа: разрушение окна → рост давления → увеличение нагрузки на стены/кровлю.
• Закладывать защиту от летающих предметов при ветровых районах уровней V–VII по СП 20.