Инструменты пользователя

Инструменты сайта


topics:27:snow_rain

Воздействие снеговых и дождевых нагрузок

Раздел описывает особенности расчёта снеговых и дождевых нагрузок для зданий ЦОД, методы обеспечения устойчивости кровельных конструкций, влияние инженерного оборудования на перераспределение нагрузок, а также требования российских строительных норм.

Общая характеристика 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.

В российской практике расчёт снеговых и дождевых нагрузок выполняется по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» с обязательной корректировкой под категорию надёжности сооружения.

Снеговые нагрузки

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.

Согласно СП 118.13330.2022 и СП 20.13330 необходимо учитывать снеговой запас воды (снеговую нагрузку с учетом плотности талого снега), если предусмотрены препятствия для стока.

Дождевые нагрузки

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.

В отличие от США, российские нормы предусматривают расчёт дождевой нагрузки для зданий всех классов ответственности, включая повышенную ответственность объектов ЦОД (ГОСТ 27751-2014).

Инженерное оборудование на кровле

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.

Меры повышения устойчивости

Рекомендации для проектирования новых зданий ЦОД:

  • 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.

Рекомендации для существующих зданий:

  • 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.

Для большинства желаемых под ЦОД зданий (склады, производственные ангары, лёгкие каркасные конструкции) характерны:

  • недостаточный запас несущей способности под снеговые нагрузки;
  • большая гибкость ферм, ведущая к неравномерному распределению снега;
  • отсутствие проектного учёта снеговых мешков;
  • ограниченная доступность для усиления после размещения инженерных систем.

Поэтому кровельные конструкции таких зданий подлежат обязательной тщательной проверке.

Ключевые идеи

  • Снеговые и дождевые нагрузки — критические факторы при проектировании кровель ЦОД, особенно при размещении тяжёлого инженерного оборудования.
  • Российские нормы (СП 20, СП 118, ГОСТ 27751) требуют расчёта не только нормативных, но и локальных нагрузок (снеговые мешки, накопление воды).
  • Здание ЦОД должно проектироваться как объект повышенной ответственности, что увеличивает расчётные коэффициенты и требования к конструктиву.
  • Существующие здания требуют обязательного обследования, так как кровли часто не рассчитаны на перераспределённые снеговые нагрузки и дополнительные массы оборудования.
  • Правильная организация водоотведения и отказоустойчивость (резервирование водостоков) минимизируют риск протечек и остановки инженерных систем.
topics/27/snow_rain.txt · Последнее изменение: admin