Logistyka usuwania nadmiaru śniegu na dachach hal wielkopowierzchniowych
Zimą przy intensywnych opadach śniegu pojawiają się w mediach komunikaty przypominające o konieczności odśnieżania dachów. Często zarządca obiektu nie ma pojęcia, jakie jest dopuszczalne obciążenie śniegiem konstrukcji dachu obiektu. Wobec powyższego warto zlecić wykonanie sprawdzenia nośności konstrukcji oraz określenia dopuszczalnego obciążenia wraz z logistyką usuwania nadmiaru śniegu.
Zgodnie z Prawem budowlanym [6] za należyty stan techniczny obiektu oraz bezpieczeństwo mienia i ludzi w nim przebywających odpowiada zarządca tego obiektu. W przepisach określone są obowiązki właściciela (zarządcy), zwłaszcza w zakresie kontroli stanu technicznego. Kontrolę taką przeprowadza osoba z odpowiednimi kwalifikacjami nie rzadziej niż raz w roku, a w stosunku do obiektów o powierzchni zabudowy powyżej 2000 m2 – dwa razy w roku.
Właściciel lub najemca obiektu często przeprowadza szereg modernizacji bez odpowiedniej opinii technicznej rzeczoznawcy lub projektanta. Modernizacje te polegają między innymi na zabudowie dużych urządzeń technicznych i reklam na dachu oraz wzbogaceniu wystroju wnętrz przez zabudowanie różnego rodzaju sufitów podwieszonych. Końcowym efektem tych zmian jest wzrost obciążeń o charakterze stałym działających na konstrukcję obiektu, a w konsekwencji mniejsza rezerwa nośności dla obciążeń zmiennych, w szczególności obciążenia śniegiem. Powyższe problemy i aspekty omówiono na przykładzie obiektu o powierzchni dachu 50 000 m2 [7].
Identyfikacja obciążeń
W ocenie nośności wytężenia konstrukcji ważną sprawą jest określenie aktualnie występujących obciążeń. Zazwyczaj proste jest określenie ciężaru własnego konstrukcji (np. na podstawie projektu lub pomiaru elementów). Ciężar pokrycia można uzyskać, wykonując odkrywki na dachu (rys. 1). Należy również określić ciężary sufitów podwieszanych do konstrukcji. W obiektach wielkopowierzchniowych do płatwi i dźwigarów dachowych podwieszone są bądź wsparte na nich różnego rodzaju instalacje techniczne, np.:
− przewody (kanały) wentylacji i klimatyzacji,
− instalacja zraszaczowa – rury magistralne i rozprowadzające,
− instalacja grzewcza,
− lampy oświetleniowe oraz instalacja elektryczna w korytkach kablowych,
− instalacja rur deszczowych odprowadzająca wody opadowe z połaci dachu,
− reklamy i plansze informacyjne.
Powyższe instalacje traktuje się jako obciążenie punktowe, liniowe lub rozproszone na określonej powierzchni. Wyznaczenie ich ciężaru oraz lokalizacji jest pracochłonne i utrudnione, np. przez brak odpowiedniego dostępu. Na rys. 2 pokazano nasycenie instalacjami przestrzeni między pokryciem a sufitem podwieszonym w omawianym obiekcie. Na dachach obiektów halowych zabudowane są liczne urządzenia techniczne (klimatyzatory, wentylatory, agregaty chłodnicze czy centrale wentylacyjne). Urządzenia te ustawione są bezpośrednio na konstrukcjach wsporczych, które z kolei przekazują obciążenie na konstrukcję dachu. Niestety, nie zawsze właściciel obiektu ma dane techniczne tych urządzeń. Ich ciężary mogą się wahać od kilkudziesięciu do kilku tysięcy kilogramów (rys. 5).
Ustalenie dopuszczalnego obciążenia śniegiem
Dopuszczalne obciążenie śniegiem elementów dachu, tj.: blachy pokrycia, płatwi, dźwigarów, można ustalić na podstawie rezerw nośności i sztywności (ugięcia) tych elementów, jakie występują przy ich obciążeniu jedynie obciążeniami o charakterze stałym (ciężary: własne elementów, pokrycia dachu, sufitów podwieszonych, instalacji i urządzeń technicznych). Zachodzi więc konieczność przeprowadzenia pełnych dwuetapowych obliczeń statyczno-wytrzymałościowych. Najpierw określa się stopień wytężenia elementów dla obciążeń o charakterze stałym, a następnie wyznacza się dopuszczalne obciążenie zmienne z warunku nieprzekroczenia stanu granicznego nośności i ewentualnie użytkowalności.
W związku z tym, że obszary (segmenty) obiektu mogą być różnie obciążone i różnie skonstruowane sporządza się plan dopuszczalnych obciążeń zmiennych. Najczęściej problem ten dotyczy obciążenia śniegiem. Oczywistą sprawą jest również to, że konstrukcję można wzmocnić, a przy małej wartości dopuszczalnego obciążenia zmiennego należy dokonać takiego wzmocnienia. Ograniczenie obciążenia śniegiem w stosunku do normowego wynika nie tylko z wyżej wymienionych czynników. W kolejnych edycjach norm obciążenia śniegiem zmieniano strefy obciążenia śniegiem, wartości tego obciążenia, a także współczynnik obciążenia.
Na przykład dla Katowic w normie z 2010 roku [1] charakterystyczne obciążenie śniegiem wynosiło 0,7 kN/m2, a w poprawce Az-1 [2] oraz w Eurokodzie [3] zwiększono je do 0,90 kN/m2. Po uwzględnieniu również zmiany współczynnika obciążeń z 1,4 do 1,5 nastąpił wzrost obliczeniowych obciążeń śniegiem o 38%. Należy też zwrócić uwagę, że przy współczesnych lekkich pokryciach o ciężarze kilkunastu kilogramów na m2 normowe obciążenie śniegiem przekracza kilkakrotnie ten ciężar. W starych halach, w których na pokrycie stosowano ciężkie żelbetowe płyty korytkowe lub panwiowe, obciążenie śniegiem było porównywalne lub nawet niższe od ich ciężaru.
Na rys. 3 przedstawiono przykładowy plan dopuszczalnych obciążeń śniegiem dachu o powierzchni 50 000 m2. Oczywiście takiemu planowi towarzyszą przekroje oraz legenda z oznaczeniami (pominięta w tej publikacji). Grubość dopuszczalnej pokrywy śnieżnej można oszacować na podstawie ciężaru objętościowego śniegu. Ciężar objętościowy śniegu w zależności od jego stanu (świeży, osiadły, stary, mokry) został przedstawiony w tab. 1 [3]. Jednak zaleca się badanie rzeczywistego ciężaru śniegu, które jest bardziej miarodajne niż określanie grubości pokrywy śnieżnej i ciężaru objętościowego śniegu.
Może zainteresować Cię również artykuł: Niepewność pomiaru wytężenia konstrukcji
Logistyka usuwania śniegu
Z chwilą wzrostu ciężaru warstwy śniegu do podanej wartości dopuszczalnej w danym obszarze należy przystąpić do usuwania nadmiaru śniegu z dachów. Nie należy przy tym gromadzić w jednym miejscu większych pryzm, zwłaszcza przy przerzucaniu śniegu z różnych poziomów dachu. Śnieg powinien być sukcesywnie odwożony. Przy odśnieżaniu należy unikać nadmiernego gromadzenia się osób pracujących na dachu na małych obszarach. Wskazane jest wykonanie wzdłuż tras transportu śniegu na dachach wzmocnienia pokryć przed uszkodzeniami przez np. naklejenie dodatkowej warstwy membrany.
Na rys. 4 przedstawiono proponowane trasy i kierunki przemieszczania śniegu przy konieczności odśnieżania w przypadku dużych opadów i możliwości przekroczenia dopuszczalnych obciążeń śniegiem. Miejsca możliwego zrzutu śniegu na powierzchnię terenu należy uzgodnić z administratorem budynku. Należy również ustalić miejsca do długotrwałego i tymczasowego składowania śniegu. Czasami może być również konieczne wskazanie kolejności odśnieżania. Taki plan również jest wyposażony w bogatą legendę opisującą oznaczenia (pominięto ją w tej publikacji). Połacie dachu trudne do odśnieżania, np. między łukowymi pasażami, należy wyposażyć w maty grzejne umożliwiające stopniowe topnienie zalegającego śniegu.
Zastosowanie na dachach mat grzejnych wymaga rozwiązania projektowego związanego z systemem odwodnienia dachu. Osoby pracujące przy odśnieżaniu powinny posiadać aktualne badania wysokościowe i stosowne przeszkolenie BHP. Wszyscy pracownicy pracujący przy odśnieżaniu dachu powinni być wyposażeni w obuwie z protektorami (buty przeciwpoślizgowe). Pracownicy odśnieżający dach pracujący bezpośrednio przy strefach zrzutu śniegu powinni być wyposażeni w uprzęże przeciwupadkowe zamocowane linkami do stałych punktów dachu (strukturalne punkty kotwiczne) [5-6]. Słupki kotwiczące powinny być montowane do konstrukcji nośnej dachu, a ich rozstaw powinien być zgodny z danymi technicznymi.
Podsumowanie
Prace związane z zagadnieniem logistyki usuwania nadmiaru śniegu można podzielić na kilka etapów. W pierwszym etapie należy wykonać inwentaryzację konstrukcji lub sprawdzić jej zgodność z projektem budowlanym (wykonawczym), o ile taki właściciel obiektu jeszcze posiada. Równolegle można wykonać odkrywki w celu ustalenia warstw pokrycia, ustalić położenia i ciężary urządzeń znajdujących się na dachu oraz instalacji i sufitów podwieszanych do konstrukcji dachu. Następnie należy wykonać obliczenia statyczno-wytrzymałościowe konstrukcji, przyjmując rzeczywiste obciążenia stałe (ciężary) oraz normowe obciążenia śniegiem. Na podstawie uzyskanych wyników ustala się dopuszczalne obciążenie śniegiem poszczególnych części dachu (wg procedury podanej wyżej) i nanosi na rysunek rzutu dachu. Przy opracowaniu logistyki usuwania nadmiaru śniegu konieczna jest współpraca z zarządcą obiektu, który może np. wskazać miejsca zrzutu i składowania śniegu, by nie kolidowało to z procesem technologicznym, transportem itp.
Piśmiennictwo
- PN-80/B-02010/Az1. Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie śniegiem.
- PN-80/B-02010. Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie śniegiem.
- PN-EN 1991-1-3. Eurokod 1. Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-3: Oddziaływania ogólne – obciążenie śniegiem.
- PN-EN 363:2019. Środki ochrony indywidualnej przed upadkiem z wysokości – Indywidualne systemy chroniące przed upadkiem z wysokości.
- PN-EN 795:2012 Ochrona przed upadkiem z wysokości – Urządzenia kotwiczące.
- Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane z późniejszymi zmianami (Dz.U. z 1994 r., nr 89, poz. 414).
- Kowolik B., Kucz P.: Roofs of building with a large surface area in the winter season. 9th International Scientific Conference, Sofia, Bulgaria, 4-05.06.2009 r. Proceedings. Sofia, 2009, s. 66-71
Mogą zainteresować Cię również
Przemysł 4.0: era automatyzacji i robotyzacji produkcji – Konferencja Techniczna w Bydgoszczy
11 kwietnia w City Hotel Bydgoszcz odbędzie się Konferencja Techniczna „Automatyzacja i robotyzacja produkcji – kierunek Przemysł 4.0” organizowana przez Axon Media. Spotkanie skierowane jest do praktyków, którzy poszukują innowacyjnych rozwiązań w zakresie automatyzacji oraz ...
Automatyka zabezpieczająca w instalacjach energetycznych
Z artykułu dowiesz się: jak prawo charakteryzuje konieczne elementy bezpieczeństwa instalacji energetycznej,kto ponosi odpowiedzialność za bezpieczeństwo takiej instalacji,z czym wiąże się scalenie urządzeń ciśnieniowych na ...
Jak właściwie dobrać nitonakrętki?
Czym są nitonakrętki? Gdzie znajdują swoje zastosowanie? Są one niezbędnym elementem konstrukcyjnym, który wykorzystywany jest przede wszystkim w montażu oraz łączeniu elementów. Nitonakrętka to metalowy element konstrukcyjny wykorzy...
Zaskakujący porządek uciskanych stopów
W stopach niklowo-kobaltowo-chromowych atomy niklu układać się mogą pod wpływem nacisku w regularne wzory - pokazały symulacje międzynarodowego zespołu. Do tej pory sądzono, że takie uporządkowania mogą tworzyć się jedynie pod wpływem obróbki termicznej.
ZBUD polski producent urządzeń transportu bliskiego i pozycjonerów spawalniczych
ZBUD to firma, która rozwija się i rośnie w siłę już prawie 40 lat. Obecna w Polsce i za granicą zdobyła renomę, produkując urządzenia dźwignicowe. Ceniona za niezawodną jakość oraz komfort współpracy, celnie odpowiada na potrzeby współczesnego rynku. Produkowane przez firmę...
Dni Otwarte w DIG Świtała! Temat główny: prasy krawędziowe
W firmie DIG Świtała w dniach 4-8 marca 2024 odbyły się kolejne dni otwarte – tym razem tematem wiodącym spotkania były prasy krawędziowe. Co działo się na spotkaniu i czego mogli spodziewać się goście? Odwiedzający mieli mo...
Wybrane maszyny i urządzenia stosowane w procesach gięcia
W niniejszym artykule dokonano przeglądu maszyn i urządzeń wykorzystywanych w procesach gięcia rur, profili, drutu oraz sprężyn. Przedstawiono charakterystykę giętarek wybranych producentów dostępnych na rynku polskim. Urządzenia podzielono na: giętarki trzpieniowe, giętarki b...
Metody łamania wiórów w obróbce skrawaniem – cz. II
Z artykułu dowiesz się: jakie są sposoby łamania wiórów;od czego zależy wybór metody łamania;jakie są wady i zalety poszczególnych metod. Dobór odpowiedniej metody łamania...
1/4 firm w kraju nie wie, że są objęte dyrektywą
– Szacuje się, że około 60 proc. organizacji może nie być jeszcze przygotowanych na spełnienie wymogów unijnej dyrektywy NIS2 – mówi Paweł Śmigielski, country manager Stormshield. Mowa o dyrektywie w sprawie środków na rzecz wysokiego wspólnego poziomu cyberbezpieczeństwa na...
Elementy hali stalowej – charakterystyka
Hale stalowe są jednymi z najbardziej popularnych obiektów budownictwa przemysłowego. Z tego też powodu elementy konstrukcyjne hali stalowej są bardzo dobrze poznane i opisane w wielu źródłach literaturowych, co pozwala na optymalne wykorzystanie ich nośności.
Właściwości warstwy wierzchniej wybranych stopów metali po cięciu laserem
Z artykułu dowiesz się: jakie są wady i zalety technologii cięcia laserowego;od czego zależą właściwości materiału po cięciu;jakie badania przeprowadzono. Proces wytwarzan...
Analiza procesu spawania plazmowego – cz. I
Z artykułu dowiesz się: jaki jest wpływ parametrów spawania na jakość złączy;gdzie stosuje się technologię spawania plazmowego PTA;jak zachodzące w łuku plazmowym zjawiska wpływają na proces cięcia.
Rola węgla kamiennego w zrównoważonej transformacji energetycznej
W idealnym świecie wszyscy mieszkańcy Ziemi zdecydowaliby, że rezygnują z technologii emitujących CO2 do atmosfery i od teraz żyją ekologicznie. Idealny świat jednak nie istnieje. Funkcjonowanie tego, który znamy nadal w dużej mierze uzależnione jest od energii wytwarzanej z...
Logo na elewacji – zmora Kierownika Budowy i GW
W branży budowlanej, zwłaszcza w przypadku budynków przemysłowych, takich jak hale i obiekty wielkopowierzchniowe oznakowania są tak samo istotne jak pozostałe elementy wyposażenia. Jednak, gdy nadchodzi moment umieszczenia logo na ...
Bezpieczeństwo pracy z laserami czyszczącymi
Na czym polega technologia czyszczenia laserowego i jakie są jej zalety? Co wyróżnia lasery czyszczące spośród innych technologii? Uniwersalność procesu czyszczenia laserowego sprawia, że może być z powodzeniem stosowan...
W magazynach widać stabilizację popytu i podaży oraz czynszów
Na rynku przemysłowym i logistycznym widać coraz większą równowagę pomiędzy zapotrzebowaniem na powierzchnię, a nowymi inwestycjami. Obecnie w budowie jest 2,8 mln mkw. nowej przestrzeni, z czego połowa powstaje spekulacyjnie – wynika z raportu „Market Outlook 2024” CBRE. Najw...
Kalendarium wydarzeń
Relacje
„Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szanse dla szarej i zielonej stali”
23 listopada w Centrum Informacji Naukowej i Bibliotece Akademickiej w Katowicach odbyła się konferencja „Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szans...
Sprawdź więcejEMO 2023 – Mazak Go Green
Podczas targów EMO 2023, które odbyły się 18-23 września br. w Hanowerze, firma Yamazaki Mazak zaprezentowała swoją wizję zaawansowanych rozwiązań technologi...
Sprawdź więcejEnergetab 2023
Za nami trzy intensywne dni 36. międzynarodowych targów energetycznych ENERGETAB. Były one niezwykle pracowite dla 433 wystawców, którzy starali się zaprezen...
Sprawdź więcejI Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem
W dniu 22 czerwca br. na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Warszawskiej odbyło się I Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem, współorganizo...
Sprawdź więcej