Sněhová mapa a informace o zatížení střech sněhem

Zatížení sněhem je hlavní složkou zatížení, na které jsou navrhovány střešní konstrukce. Bezpečnost a životnost haly totiž závisí na tom, jestli je konstrukce připravena zvládnout podmínky, které v dané lokalitě během zimy panují.

Význam sněhových map pro navrhování staveb

Mapa sněhových oblastí (jinak také mapa zatížení sněhem) poskytuje údaje o průměrném maximálním sněhovém zatížení v různých částech Česka. Dříve byla k dispozici jako statický barevný obrázek, dnes však máme modernější a přesnější nástroj - webovou aplikaci, která vznikla ve spolupráci Českého hydrometeorologického ústavu a Mapy.cz. Tato mapa sněhových oblastí je přílohou ČSN EN 1991-1-3, která určuje normové zatížení stavby sněhem. Přes 90 % území ČR se nachází v 1. - 4. oblasti, kde je normové zatížení sněhem od 50 do 150 kg sněhu/m2 střechy.

Každá montovaná hala musí být navržena tak, aby unesla maximální možnou sněhovou pokrývku typickou pro danou oblast. Pokud by byla hala poddimenzována, mohlo by při velkém zatížení dojít k poškození její konstrukce. Čím vyšší sněhové zatížení, tím pevnější konstrukce. S vyšším stupněm cenového zatížení tedy roste i cena haly, ale roste zejména i míra její bezpečnosti. Občas se stává, že zákazníci chtějí ušetřit a požadují nacenění haly pro nižší sněhovou oblast, než ve které se skutečně nacházejí. Tento přístup je však velmi riskantní. Zanedbání reálných podmínek může vést k fatálním následkům. Mapa sněhových oblastí není jen formální požadavek - je to důležitý nástroj pro všechny, kteří montované haly navrhují.

Odborníci musí vědět, jakou krytinu použít, jak moc zabezpečit střechu proti sněhu, kolik naddimenzovat okapový systém střechy a mnoho dalších. Mapa sněhových oblastí je důležitá pro správné navrhování stavebních objektů z hlediska únosnosti stavebních konstrukcí proti zatížení sněhem. Jedná se v první řadě o posouzení zatížení střech, a to jak plochých, tak šikmých.

Digitální mapa zatížení sněhem

Digitální mapa poskytuje data o charakteristikách zatížení sněhem na zemi pro libovolně zvolenou lokalitu na území České republiky. Údaje poskytnuté digitální mapou jsou garantovány Českým hydrometeorologickým ústavem. Použití mapy je v souladu s platnými normami pro posuzování spolehlivosti konstrukcí, především pak s ČSN EN 1990 a ČSN EN 1991-1-3. Projektanti tak mohou digitální mapu využívat při navrhování a posuzování spolehlivosti stavebních konstrukcí. Digitální mapa zatížení sněhem na zemi pokrývá Českou republiku půdorysnou sítí o základním rozměru 100 × 100 m, přičemž pro každý čtverec sítě 100 × 100 m byly metodou MWLR stanoveny příslušné sněhové charakteristiky. Koncepce mapy je volena tak, aby byla uživatelsky příjemná. Sněhové charakteristiky pro danou lokalitu lze obdržet buď poklepem na virtuální mapu, nebo přímým zadáním souřadnic GPS. Digitální mapa je použitelná nejen pro tradiční analýzu konstrukcí metodou dílčích součinitelů, ale také pro přímé pravděpodobnostní posudky konstrukcí.

Čtěte také: Instalace sněhových zábran na šindelovou střechu

Charakteristiky sněhové pokrývky

V mapě jsou prezentovány následující charakteristiky sněhové pokrývky naměřené v lokalitách meteorologických a klimatologických stanic:

  • Charakteristická hodnota zatížení sněhem na zemi (sk): Tato hodnota odpovídá 98 % kvantilu z rozdělení ročních maxim tíhy sněhu (odpovídá střední době návratu 50 let). Uplatní se při běžných posudcích konstrukcí metodou dílčích součinitelů podle platných evropských norem.
  • Histogram rozdělení denních hodnot zatížení sněhem na zemi: Data popisující rozdělení denních hodnot jsou uložena ve formátu, se kterým umí pracovat dostupné softwarové produkty pro posuzování spolehlivosti pravděpodobnostní metodou SBRA. Z histogramu rozdělení denních hodnot lze jednoduše sestrojit tzv. křivky trvání zatížení, které odpovídají vzestupně setříděné historii naměřené vodní tíhy sněhu.
  • Vodní hodnota sněhu: Udává množství vody obsažené ve sněhové pokrývce, které vznikne jejím úplným rozpuštěním. U charakteristik výška sněhu a vodní hodnota sněhu je v mapě zobrazeno také interpolované pole těchto charakteristik ze staničních měření.

Digitální mapa zatížení sněhem na zemi byla vyvinuta ve spolupráci Fakulty stavební, VŠB-TU Ostrava a ČHMÚ. Tento projekt GA ČR 103/08/0589 - Pravděpodobnostní aplikace geostatistických metod zpracování znaků sněhové pokrývky za účelem zajištění spolehlivosti nosných konstrukcí, byl řešen v letech 2008 - 2010.

Metoda MWLR

Metoda MWLR (Multiple Weighted Linear Regression method) byla použita pracovníky ČHMÚ pro stanovení sněhových charakteristik v digitální mapě zatížení sněhem na zemi pro území České republiky. Tato metoda patří mezi metody založené na lineární regresi mezi naměřeným údajem (teplota, srážka, výška sněhu, ..) a nadmořskou výškou stanice. Pro tvorbu digitální mapy byly použity především nepřímo odvozené statistické charakteristiky o vodní tíze sněhu na příslušné klimatologické stanici. Rovnice pro výpočet vodní hodnoty sněhu z výšky sněhu, výšky nového sněhu, spadlých srážek a vlhkosti vzduchu byly kalibrovány na základě výsledků měření vodní hodnoty na profesionálních klimatologických stanicích. Ze všech stanic je následně vybráno 10 stanic s nejvyšší celkovou váhou.

Srovnání s dřívějšími normami a mapami

Mapa sněhových oblastí tak jak je známa v dnešní podobě je platná od konce roku 2006. Náhradu původní mapy provázela řada změn. Mnoho let platila česká norma ČSN 730035 Zatížení stavebních konstrukcí zároveň s normou ČSN P ENV 1991-1-1-3 Zatížení sněhem. V červnu roku 2006 začala platit definitivní evropská norma ČSN EN 1991-1-1-3. Tato změna nastala 1. listopadu 2006. Byla zrušena stará mapa sněhových oblastí z původní normy ČSN 730035 a současně se zrušila i celá kapitola o zatížení sněhem na konstrukcích. Téměř současně vyšla změna Z1, která představila novou mapu a plně ji nahradila. Nová mapa disponuje 45 ročními maximy (1961-2006 vč.). Zaznamenané údaje dále zpracovává počítačový program a vytvoří několik variant mapy. Rozdílnost map je především v počtech oblastí a v míře zatížení pro danou oblast.

Rozdíly oproti staré mapě

Stará mapa z normy ČSN měla pouze 5 sněhových oblastí, tudíž větší odchylky v přesnosti mapy. Nová mapa má již oblastí 7. Navíc oproti původním 25 ročním maximům jich je nyní 45. S postupem let se mění přírodní podmínky i stavební konstrukce, s čímž úzce souvisí i výpočty zatížení. Proto se musel změnit i původní součinitel pro všechna nahodilá zatížení na konstrukci Vf z hodnoty 1,4 na 1,5. Původní číslo již nevyhovovalo.

Čtěte také: informace o stavebninách v Mělníku

Při porovnání charakteristických hodnot zatížení sněhem na zemi odečtených z mapy sněhových oblastí na území ČR (ČSN EN 1991-1-3:2005/Z1:2006 - dále změna Z1) s hodnotami poskytnutými novou digitální mapou lze u mnoha lokalit pozorovat významné rozdíly. Četnější jsou nižší hodnoty (sk) stanovené podle digitální mapy. Výsledky srovnání ukazují, že především lokality s vyšším sněhovým zatížením jsou ve změně Z1 často zatříděny do vyšší sněhové oblasti, než by bylo potřeba. Je potřeba si uvědomit, že například třetí sněhová oblast podle změny Z1 pokrývá rozsah hodnot 1,00 až 1,50 kN/m2.

Přechod z národních českých norem na evropské normy pro posuzování spolehlivosti konstrukcí je spojen s mnoha problémy. Jedním z nich je výrazný nárůst hodnot klimatických zatížení vstupujících do analýzy konstrukce, především zatížení sněhem a větrem. Vyšší hodnoty zatížení sněhem stanovené podle normy ČSN EN 1991-1-3 se významně projeví především při návrhu ocelových či dřevěných lehkých střešních konstrukcí, jako jsou zastřešení výrobních hal, nákupních středisek, sportovních stadionů apod. Nárůstem hodnot klimatických zatížení je ovlivněno také hodnocení spolehlivosti existujících konstrukcí navržených původně na nižší klimatická zatížení.

Sněhové oblasti dle původní mapy ČSN

Oblasti se dělí dle velikosti zatížení sněhem a to v následujících hodnotách: 0,7; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; >4 kPa. Nejnižší hodnota je přiřazena oblasti I. Největší hodnota je stanovena pro oblast, kde bývají v zimě obrovské přívaly sněhu. Hodnoty přiřazuje český hydrometeorologický ústav podle pobočky v dané lokalitě. Oblasti jsou různě barevně odlišeny pro jednodušší orientaci v mapě.

Sněhová oblast Zatížení sněhem (kPa)
I 0,7
II 1,0
III 1,5
IV 2,0
V 2,5
VI 3,0
VII 4,0
VIII >4,0

Za poslední roky se klimatické podmínky v České republice změnily a dokazuje to i mapa sněhových oblastí. Na staré mapě jsme měli zaznačenou oblast s nejvyšším zatížením i v místech, kde dnes již máme pouze stupeň II. či IV. Nejvyšší zatížení nám přetrvává i dodnes v okrajových oblastech republiky a to zejména na západě Šumavy, na severo-západě Čech, na pomezí Jizerských hor a Krkonoš, v Karpatech a na východě Moravy. Oblast VII, která disponuje druhým největším sněhovým zatížením, se vyskytuje v podstatě okolo oblasti nejvyšší.

Sněhové kapsy

Při kontrole vrstvy sněhu na Vaší střeše věnujte pozornost sněhovým kapsám. Jsou to místa, ve kterých může být nafoukaná vyšší vrstva sněhu než na ploše střechy (např. napojení střechy na vedlejší vyšší budovu, mezistřešní žlaby a pod). Konstrukce střechy by v místě sněhové kapsy v 2. - 5. oblasti zatížení sněhem měla být zesílená.

Čtěte také: Stavba přehrad a regulace toků za první republiky

tags: #snehova #mapa #strecha #informace

Oblíbené příspěvky: