Strefy śniegowe i strefy wiatrowe to obszary o określonym średnim obciążeniu śniegiem i siłą występującego wiatru. Parametry opisujące obie te właściwości należy uwzględnić w przypadku budowy każdego obiektu budowlanego. Dopasowanie parametrów hali stalowej, jak też każdego innego budynku, do warunków pogodowych jest bardzo ważne, ponieważ determinuje trwałość użytkowanych obiektów.
OBCIĄŻENIE ŚNIEGIEM
Śnieg stanowi główne obciążenie dla większości obiektów budowlanych, zwłaszcza w przypadku wielkopowierzchniowych hal o stalowej konstrukcji. Hale stalowe muszą być odpowiednio zaprojektowane, a przy większych obciążeniach wyróżniać się wytrzymałą, czasami dodatkowo wzmocnioną konstrukcją dachu. Co więcej obciążenie śniegiem jest obciążeniem klimatycznym, a co za tym idzie nie zawsze przewidywalnym w 100%. Wbrew pozorom śnieg może być bardzo ciężki, zależy to oczywiście od jego rodzaju, bo inną wagę w stosunku do objętości będzie miał śnieg w postaci tzw. puchu a inną mokra ubita warstwa śniegu. Przyjmuje się średnio, że 20 cm warstwa śniegu znajdującego się na dachu waży ok. 50kg na każdy metr kwadratowy.
Obciążenie dachów śniegiem określają normy PN-80/B-02010 Obciążenia w obliczeniach statycznych – Obciążenie śniegiem wraz ze zmianą Az1 z 2006 r. oraz Eurokod 1 – PN-EN 1991-1-3:2008: Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne. Obciążenie śniegiem. Każdy obiekt, zwłaszcza całoroczny, który jest inwestycją na dłuższy okres czasu musi spełniać wymagania obowiązujących norm.
Obciążenie śniegiem dachów, co stanowi wyznacznik przy budowie między innymi hal przemysłowych, określa się na podstawie obciążenia śniegiem gruntów wyznaczanego przez stacje meteorologiczne na poszczególnych obszarach. Należy zatem zwrócić uwagę, że jest to obciążenie orientacyjne ponieważ warstwa śniegu zalegającego na dachu może się różnić od śniegu na gruncie. Jeżeli dach obiektu jest dobrze izolowany, wówczas pokrywa śnieżna może być większa niż na gruncie, w przypadku którego pod wpływem temperatury śnieg może wsiąkać w grunt. Dlatego warto uwzględnić też inne współczynniki wynikające np. z odległości od sąsiednich budynków czy też kształtu dachu.
OBCIĄŻENIE WIATREM
Obciążenie wiatrem definiowane jest przede wszystkim jako ciśnienie wywierane na zewnętrzne powierzchnie obiektów zamkniętych lub jako ciśnienie wywierane na powierzchnie wewnętrzne w przypadku gdy ściany zewnętrzne są przepuszczalne lub obiekt jest obiektem otwartym. Przy określaniu obciążenia wiatrem obiektu wyznacza się osobno obciążenie ścian i obciążenie całego budynku.
Obciążenie wiatrem określa norma PN-EN 1990:2004 Podstawy projektowania konstrukcji oraz Eurokod 1 PN-EN 1991-1-4:2008: Oddziaływanie na konstrukcje. Oddziaływanie ogólne. Oddziaływanie wiatru. Obliczając obciążenie wiatrem bierze się pod uwagę m. in. prędkość wiatru i prędkość ciśnienia wiatru. Skutki oddziaływania wiatru na konstrukcję zależą przede wszystkim od jej rozmiarów, kształtu i właściwości. Dlatego należy dostosować właściwości konstrukcji hali jak i każdej innej budowli, do możliwego obciążenia wiatrem charakterystycznego dla danego obszaru. Wówczas można uniknąć negatywnych skutków takiego oddziaływania.
STREFY ŚNIEGOWE W POLSCE
Każdy obszar geograficzny charakteryzuje się określonym obciążeniem śniegiem wynikającym z pomiarów meteorologicznych stanu aktualnego. Należy jednak pamiętać, że mimo przypisanej wartości obciążenia, zdarzają się anomalia pogodowe, których nie da się przewidzieć z dużym wyprzedzeniem. W Polsce możemy wyróżnić 5 stref śniegowych:
| Numer strefy | Obciążenie śniegowe | Regiony |
|---|---|---|
| Strefa 1 | 0,7 kN/m2 – 70 kg/m2 | woj. Wielkopolskie (południowo-zachodnia część), Dolnośląskie, Opolskie (zachodnia część), Lubuskie (południowa część) |
| Strefa 2 | 0,9 kN/m2 – 90 kg/m2 | woj. Łódzkie, Zachodnio-Pomorskie, Śląskie, Kujawsko-Pomorskie (południowa część), Mazowieckie (południowa część), Lubuskie (północna część), Wielkopolskie (północna część), Opolskie (zachodnia część), niewielka część woj. Świętokrzyskiego, Małopolskiego i Podkarpackiego |
| Strefa 3 | 1,2 kN/m2 – 120 kg/m2 | woj. Pomorskie, Lubelskie, Małopolskie, Kujawsko-Pomorskie (północna część), Mazowieckiego (północna część), Podkarpackie (południowa część), Podlaskie (południowa część), Świętokrzyskie (środkowa część), zachodnia część Warmińsko-Mazurskie (zachodnia część), Śląskie (wschodnia część) |
| Strefa 4 | 1,6 kN/m2 – 160 kg/m2 | woj. Podlaskie (wschodnia część), Warmińsko-Mazurskie (wschodnia część) |
| Strefa 5 | 2 kN/m2 – 200 kg/m2 | woj. Małopolskie (południowa część) |
STREFY WIATROWE W POLSCE
Obciążenie wiatrem konstrukcji budowlanych jest wynikiem napierania ciśnienia wiatru na powierzchnię obiektu. Wiatr jest czynnikiem atmosferycznym czasami nie do przewidzenia, jednak pewne zakresy jego siły są charakterystyczne dla poszczególnych regionów. W Polsce wyróżniamy 3 strefy wiatrowe.
| Numer strefy | Obciążenie wiatrem | Regiony |
|---|---|---|
| Strefa 1 | 20 m/s | woj. Wielkopolskie, Lubuskie, Kujawsko-Pomorskie, Mazowieckie, Łódzkie, Świętokrzyskie, Podlaskie, Lubelskie, Zachodnio-Pomorskie (południowa część), Pomorskie (południowa część), Warmińsko-Mazurskie (południowa część), Dolnośląskie (północna część), Opolskie (północna część), Śląskie (północna część), Małopolskie (północna część), Podkarpackie (północna część) |
| Strefa 2 | 24-30 m/s | woj. Zachodnio-Pomorskie (północna część), Pomorskie (północna część), Warmińsko-Mazurskie (północna część) |
| Strefa 3 | 24-47 m/s | woj. Dolnośląskie (południowa część), Opolskie (południowa część), Śląskie (południowa część), Małopolskie (południowa część), Podkarpackie (południowa część) |