Warsztat projektanta
Bohdan Lewicki*)
Jerzy Antoni Żurański**)
Obciążenie śniegiem
w nowych normach polskich
Czech i Słowacji, Rumunii, a także mienione wyżej wartości dotyczyły bez-
Pierwsze przepisy i normy
w Danii i w południowych rejonach pośrednio obciążenia śniegiem dachu,
Pierwszym, znanym nam określe-
Szwecji. w cytowanych dokumentach nie było
niem obciążenia dachów śniegiem
W Polsce, do 1938 r., w wojewódz- terminu  obciążenie śniegiem gruntu
w Polsce, jest stwierdzenie Maksymilia-
twach północno-wschodnich, wschod- jako podstawowej wielkości odniesie-
na Thullie, póz
niejszego profesora Poli-
nich i południowo-wschodnich należało nia.
techniki Lwowskiej, który w napisał
przyjmować 0,8 kN/m2, w pozostałych Rozwój obserwacji i pomiarów me-
1886 r. [1]:  Warstwa śniegu, która się
0,6 kN/m2. W pierwszej polskiej nor- teorologicznych spowodował, że obcią-
osadza na dachach w naszych stronach
mie obciążeń PN/B-189 z roku 1938
żenie śniegiem dachu zaczęto trakto-
nie jest zwykle grubsza niż 0,60 m.
wprowadzono jedną wartość obciążenia
wać jako funkcję obciążenia śniegiem
Wysoko w górach warstwa ta jednak
śniegiem dachów dla całej Polski, rów- gruntu, które mogło być ustalane na
jest znacznie większa, dosięga na-
ną 0,8 kN/m2. W górach obowiązywała
podstawie wyników wieloletnich pomia-
wet 2 m wysokości. Przyjąwszy wy-
zależność obciążenia śniegiem od wy- rów, prowadzonych według jednako-
sokość warstwy 0,6 m i zważywszy,
sokości nad poziomem morza.
wych metod i technik pomiarowych. Ob-
że śnieg jest około 8 razy lżejszy od
wody, otrzymamy ciężar śniegu na m2 Po II wojnie światowej, w 1946 r. ciążenie śniegiem gruntu stało się pod-
zmniejszono obciążenie śniegiem do
stawową wielkością odniesienia, stoso-
rzutu
1000
0,7 kN/m2 na terenie całego kraju
, waną do wyznaczania obciążenia śnie-
s = 0,6
8
w nowych granicach. Pierwszą odrębną
giem dachów.
normę obciążenia śniegiem wprowadzo-
okrągło: s = 80 kg/m2.
no w 1952 r. Po raz pierwszy znalazły
Polska Norma z 1980 roku
W przywołanym tekście jest oczywis- się w niej strefy obciążenia. W strefie
Obecna polska norma obciążenia
ty błąd rachunkowy, zamiast 77,8 po- pierwszej, obejmującej większość tery-
śniegiem [2] obowiązuje od
winno być 75 kg/m2. Pomijając tę po- torium kraju, z wyjątkiem terenów pod-
1.01.1981 r. W stosunku do normy
myłkę, można sądzić, że taki był tok ro- górskich i górskich oraz obszaru pół-
poprzedniej wprowadzono kilka istot-
zumowania w drugiej połowie XIX wie- nocno-wschodniego, zmniejszono war-
nych zmian [3]:
ku, gdy ustalano wartości obciążenia tość obciążenia do 0,6 kN/m2. W nor-
Wprowadzono obciążenie śnie-
śniegiem dachów w środkowej Europie. mie PN-64/B-02010, obowiązującej od
giem gruntu, jako podstawowÄ… wiel-
Do niedawna obowiązywała w Niem- 1.01.1966 r., wprowadzono dalsze
czech wartość 0,75 kN/m2, od pewne- zmiany. Podano 5 stref obciążenia śnie- kość odniesienia, traktowaną jako
go czasu zdefiniowana statystycznie. giem o wartościach takich jak w zalece- zmienna losowa, której wartość charak-
Przez wiele lat ta wartość obowiązywa- niach RWPG, identycznych z normą ra- terystyczną wyznacza się w kategoriach
rachunku prawdopodobieństwa.
ła także w innych krajach środkowej Eu- dziecką. W strefie I, obejmującej
1. Zgodnie z projektem póz
niej
ropy: na nizinnych terenach Austrii, w przybliżeniu terytorium położone na
przyjętej normy ISO [4] wprowadzono
zachód od Wisły i wzdłuż Sanu, w jego
pojęcie współczynnika kształtu dachu,
środkowym i dolnym biegu, obciążenie
*)
Autor  prof. zw. dr inż., Przewodniczący Ko- zmniejszono do 0,5 kN/m2, w pozosta- jako współczynnika przejścia od obcią-
mitetu Technicznego KT102 PKN ds. Pod- łych strefach nieco zwiększono. W ten żenia gruntu do obciążenia dachu
staw projektowania konstrukcji budowla-
sposób, w ciągu 20 lat, zmniejszono i przyjęto jego wartość podstawową dla
nych
obciążenie śniegiem dachów z 0,8 dachu poziomego równą 0,8.
**)
Autor  dr hab. inż., członek KT102 PKN,
kN/m2 do 0,5 kN/m2. PrzygotowujÄ…c w roku 1979 nor-
autor projektu załącznika krajowego do PN-
Ten podział na strefy, z przypisany- mę [2] przyjęto, że po wprowadzeniu
EN 1991-1-3:2005 i Zmiany do PN-80/B-
mi im wartościami obciążenia, pozostał obciążenia śniegiem gruntu jako wiel-
02010; obaj autorzy artykułu pracują w In-
stytucie Techniki Budowlanej w Warszawie bez zmian do roku 1980. Wszystkie wy- kości odniesienia, wartość charakte-
18
1 (192) 2007
Warsztat projektanta
Kaszubskim. Na Suwalszczyz
nie nato-
miast zmniejszono obciążenie.
Układy obciążenia i wartości współ-
czynnika kształtu dachu przyjęto w nor-
mie z 1980 roku zgodnie z ówczesnym
projektem normy ISO [4], w którym wy-
korzystano ustalenia normy kanadyjs-
kiej i radzieckiej.
Polska wersja
normy europejskiej
W paz
dzierniku 2005 r. została zat-
wierdzona i opublikowana polska wer-
sja normy europejskiej [6]. W załączni-
ku krajowym do tej normy podano nowe
wartości charakterystyczne obciążenia
śniegiem gruntu, wyznaczone w wyniku
analizy danych pomiarowych ciężaru
pokrywy śnieżnej, wartości maksymal-
nych rocznych (zimowych) ze 115 stacji
i posterunków meteorologicznych w Pol-
sce z lat 1950/51  1999/2000 [7].
Rys. 1. Nowy podział Polski na strefy obciążenia śniegiem gruntu wg [6] i [10]
Do obliczania wartości charakterystycz-
nych zastosowano rozkład prawdopodo-
rystyczna obciążenia dachu w drugiej
fach wartości charakterystyczne winny bieństwa wartości ekstremalnych Gum-
strefie powinna pozostać taka sama mieć ten sam okres powrotu 5 lat. Jed- bela.
jak uprzednio, pozytywnie zweryfikowa- nakże ocena ta nie była dokładna. Przyjęto następujące zasady postę-
na i przez kilkanaście lat stosowana W niektórych regionach Polski, zwłasz- powania:
w obliczeniach projektów typowych, tzn. cza południowo-zachodnich, rzeczywis- Wartości charakterystyczne ob-
0,7 kN/m2. Przyjęto zatem, że obciąże- te okresy powrotu wartości charakte- ciążenia wyznacza się dla okresu pow-
nie śniegiem gruntu w strefie II powin- rystycznych podanych w normie [2] są rotu 50 lat, zgodnie z wymaganiami nor-
no wynosić 0,9 kN/m2, bowiem pomno- dłuższe niż 5 lat i wynoszą nawet 50 lat my europejskiej.
żone przez współczynnik kształtu dachu na Dolnym Śląsku oraz około 12-16 lat Jeżeli będzie to możliwe, to przy-
0,8, jak dla dachów o spadku poniżej w środkowej i zachodniej Polsce [5]. najmniej na pewnych obszarach Polski
30°, daje wartość 0,72 kN/m2 (w zaok- Wytyczono nowe strefy obciąże- należy pozostawić dotychczasowe war-
rągleniu 0,7 kN/m2). Zwiększenie ob- nia śniegiem. W strefie 1 obciążenie tości charakterystyczne obciążenia
ciążenia śniegiem w strefie II spowodo- wzrosło o 12%, w strefie 2 o niecałe śniegiem gruntu.
wałoby konieczność anulowania wszys- 3%, zwiększono także obciążenie śnie- W granicach poszczególnych
tkich projektów typowych, rozpowszech- giem w Małopolsce i na Pojezierzu stref nizinnych wartości obciążenia
nionych wówczas w Polsce i przelicza-
nia ich na nowe obciążenie śniegiem.
W ówczesnych warunkach politycznych
i gospodarczych było to niemożliwe.
W związku z tym nie wydłużono okresu
powrotu wartości charakterystycznej
obciążenia śniegiem do powszechnie
przyjmowanych 50 lat.
Analizie probabilistycznej podda-
no grubość pokrywy śnieżnej na grun-
cie, a obciążenie śniegiem gruntu wyz-
naczano mnożąc wartość charakterys-
tyczną grubości pokrywy śnieżnej przez
średnią wartość ciężaru objętościowe-
go śniegu równą 2,45 kN/m2, otrzyma-
ną z pomiarów na stacjach mierzących
równoważnik wodny śniegu [2].
Na podstawie tak wykonanych
obliczeń dokonano identyfikacji proba-
bilistycznej przyjętej wartości obciąże-
nia śniegiem gruntu w drugiej strefie
równej 0,9 kN/m2. Okazało się, że war-
Rys. 2. Porównanie nowych i dotychczasowych stref obciążenia śniegiem w Polsce [11]. Duże
tość ta ma okres powrotu 5 lat. Wobec
cyfry oznaczają numery nowych stref, małe stosunek nowej wartości charakterystycznej na zaz-
tego przyjęto, że we wszystkich stre- naczonym obszarze do dotychczasowej
19
1 (192) 2007
Warsztat projektanta
Tabela 1. Wartości charakterystyczne konstrukcji i wprowadzić odpowiednie W głosowaniu korespondencyjnym
obciążenia śniegiem gruntu w Polsce zmiany do PN-80/B-02010, tak aby sta- nad skierowaniem projektu Zmiany do
wg [6] i [10] Å‚a siÄ™  normÄ… pomostowÄ… , zgodnÄ… ankiety (na zebraniu w dniu
z PN-EN, i aby można było ją zamieścić 28.04.2006 r. nie było kworum) na 16
Strefa sk, kN/m2
w wykazie Polskich Norm, stanowiącym głosujących członków KT, przeciw skie-
1 0,007A  1,4; ske"0,70
rowaniu wypowiedziało się tylko 3,
załącznik do Rozporządzenia Ministra
2 0,9 [9]. W dniu 19 stycznia 2006 roku pod- w tym prof. J. Murzewski. W myśl  Orga-
pisany został wniosek do PKN o wpro- nizacji pracy KT PKN [12] konsensus
3 0,006A  0,6; ske"1,2
uważa się za osiągnięty w głosowaniu,
wadzenie zmian do PN-80/B-02010.
4 1,6
jeżeli liczba głosów przeciwnych jest nie
Nowe ustalenia wprowadzane przez
5 0,93exp(0,00134A); ske"2,0
większa niż 1/4 liczby głosujących. Pro-
ZmianÄ™ do PN-80/B-02010 [10] doty-
jekt Zmiany skierowany więc został do
UWAGA: A = Wysokość nad poziomem morza (m) czą przede wszystkim nowego podzia-
ankiety powszechnej, zakończonej 15
łu kraju na strefy obciążenia śniegiem
sierpnia br. Wypowiedzi w ankiecie nie
i przyjęcia wartości charakterystycz-
śniegiem nie powinny różnić się między
było żadnych, w konsekwencji czego 2
nych tego obciążenia, takich samych
sobą więcej niż w granicach ą15 %.
paz
dziernika br. Prezes PKN zatwierdził
jak w Załączniku Krajowym [6], wartoś-
Dla terenów nizinnych, poniżej 300 m
Zmianę [10] i skierował do publikacji.
ci częściowego współczynnika bezpie-
npm, przyjęto następujące wartości
Sprawa jest więc  formalnie rzecz
czeństwa łf = 1,5 oraz zapisu nawiązu-
strefowe: 0,7; 0,9; 1,2 i 1,6 kN/m2.
biorąc  zamknięta. Z uwagi na osobę
jącego do wartości współczynnika eks-
Dwie pierwsze sÄ… takie jak w obecnie
Oponenta, Jego wybitny dorobek nauko-
pozycji Ce = 1,2 do stosowania przy
obowiązującej normie. Zasięg terytorial-
wy i dydaktyczny w zakresie probabilis-
wyznaczaniu obciążenia śniegiem da-
ny nowej strefy 1 (Dolny ÅšlÄ…sk, Ziemia
tycznych metod oceny bezpieczeństwa
chu, otoczonym budynkami lub drzewa-
Lubuska) obejmuje część dotychczaso-
konstrukcji i powszechne poważanie
mi wyższymi od budynku rozpatrywane-
wej strefy 1. Ta sama wartość charak-
środowiskowe  a także wobec skiero-
go. Wprowadzono też kilka zmian, wy-
terystyczna  to skutek niedokładnej
wanego do Prezesa PKN protestu Profe-
nikajÄ…cych z odstÄ…pienia od traktowa-
oceny obciążenia śniegiem  dokonanej sora J. Murzewskiego  nie można jed-
nia jako zmiennej losowej grubości
poprzednio z użyciem wysokości pokry- nak postawić sprawy bez komentarza.
pokrywy śnieżnej na rzecz jej ciężaru.
wy śnieżnej, na co zwrócono uwagę wy- Prezes PKN podtrzymał swoją decy-
Nie zmieniono układów obciążenia
żej. Zasięg terytorialny obecnej strefy 2 zję i Zmiana do PN-80 została opubliko-
i wartości współczynnika kształtu da-
wana. Nie mniej trzeba przedstawić ca-
jest inny niż dotychczasowej. Nową ma-
chu, ponieważ są bardzo bliskie po-
łość sprawy także do wiadomości sze-
pÄ™ stref przedstawiono na rys. 1, w po-
danym w normie europejskiej. Porów-
rokiemu gronu kolegów praktyków.
równaniu z dotychczasową [2], a war-
nanie nowych i dotychczasowych stref
tości charakterystyczne w tabeli 1.
obciążenia śniegiem przedstawia rys.
Z wyjÄ…tkiem strefy 1 i niewielkiego ob-
Uwagi końcowe
2 [11].
szaru strefy 2 nowe wartości charakte-
Na posiedzeniu KT 102 w dniu 2
Pogląd swój na ustalenia PN-EN
rystyczne są większe od poprzednich
marca 2006 r., na którym rozpatrywa- 1991-1-3:2005, które wprowadza do
o ok. 30 do ok. 70%.
no propozycje Zmiany do PN-80/B- praktyki Zmiana, a także własną kon-
Ustalenia zawarte w Załączniku Kra-
02010 kilku członków zakwestionowa- cepcję postępowania w celu zapewnie-
jowym rozpatrywane były na posiedze-
ło podane tam wartości. Wątpliwości nia bezpieczeństwa budynków przy du-
niach Komitetu Technicznego KT102
wzbudzały przede wszystkim takie sa- żym obciążeniu śniegiem, przedstawił
PKN w latach 2003 i 2004, a w dniu 4
me jak poprzednio wartości obciążenia prof. J. Murzewski w [13].
listopada 2004 r. podjęta została uch-
Å›niegiem w strefach 1 i 2 (w nowych W CEN (Comité Européen de Nor-
wała o skierowaniu projektu Załącznika
granicach) oraz metoda szacowania pa- malisation) planuje siÄ™ wznowienie prac
wraz z tekstem polskim normy europej-
rametrów rozkładu prawdopodobieńst- grupy roboczej, która opracowała nor-
skiej do ankietyzacji. Podane w Załącz-
wa i podziału kraju na strefy obciążenia mę europejską, m.in. w celu przeanali-
niku wartości obciążenia nie były kwes-
śniegiem. Nie ulega wątpliwości, że zowania wniosków z katastrof dachów
tionowane ani przez członków KT102
miała na to wpływ katastrofa hali MTK pod ciężarem śniegu, które zdarzyły się
ani w ankiecie powszechnej. Prezes
w Chorzowie w dniu 28 stycznia 2006 r. w Europie w czasie zimy 2005/2006,
PKN zatwierdził normę i skierował do
Załącznik Krajowy do normy europejs- a także w celu rozszerzenia wspólnej
publikacji.
kiej, o tych samych wartościach obcią- mapy stref obciążenia śniegiem na te-
żenia śniegiem gruntu i tych samych rytoria nowych członków CEN, w tym
strefach, został wcześniej przyjęty bez Polski. Przedstawione zostaną również
Zmiana do Polskiej Normy
żadnych zastrzeżeń. propozycje prof. J. Murzewskiego. W dy-
z 1980 roku
W okresie rozpatrywania Zmian, na skusji nad przyszłymi ustaleniami euro-
Podanie w Załączniku Krajowym do
zebraniach KT 102 jak również drogą pejskimi nie zabraknie polskiego głosu.
PN-EN 1991-1-3 [6] większych wartoś- korespondencyjną, zastrzeżenia wnosił Nasi koledzy  praktycy zaintereso-
ci obciążenia śniegiem niż aktualnie
prof. Janusz Murzewski, członek KT wani są natomiast przede wszystkim
przyjmowane do obliczeń, dało asumpt 102. Dotyczyły one przede wszystkim polskimi ustaleniami normowymi i tych
do rewizji ustaleń PN-B/02010 [3]. metody szacowania parametrów rozkła- ustaleń dotyczą podane niżej uwagi.
Postanowiono nie czekać do marca du Gumbela i metody strefowania ob- Istota dyskutowanego problemu spro-
2010, kiedy  w myśl ustaleń Dyrekcji ciążenia śniegiem. Prof. J. Murzewski wadza się do poziomu bezpieczeństwa,
Generalnej ds. Przedsiębiorstw Komisji zaproponował także inne, znacznie z jakim projektować należy konstrukcje,
Europejskiej [8]  wycofane być mają większe wartości charakterystyczne ob- czyli  jak zwykło się mówić potocznie 
PN sprzeczne z PN-EN projektowania ciążenia śniegiem. do  zapasu bezpieczeństwa .
20
1 (192) 2007
Warsztat projektanta
W obliczeniach konstrukcji operuje- szechnie stosowanych w praktyce. Daw- I jeszcze sprawa wykonawstwa: kon-
my wirtualnymi modelami rozpatrywa- niej, kiedy postęp techniczny nie był tak trola jakości wykonania konstrukcji da-
nych zjawisk. Jak długo chodzi o zacho- szybki, może nie trzeba było tego szcze- chowych dużych rozpiętości musi być
wanie się konstrukcji poddanej określo- gólnie podkreślać. Współcześnie jednak prowadzona na poziomie kontroli wyko-
nym oddziaływaniom, zasadność mode- jest to już niezbędne. EN 1990 Eurokod nania konstrukcji mostowych. Zbyt dro-
lu przyjętego do obliczeń i ocenę jego Podstawy projektowania konstrukcji go kosztowało nas złe wykonawstwo
niepewności można sprawdzić empi- [15] czyni to bardzo wyraz
nie, stwierdza- w przypadku hali MTK.
rycznie, poddając badaniu fizyczny ele- jąc na wstępie,  że odmienne od zwyk- Te nowe problemy znajdą swój peł-
ment czy nawet całą konstrukcję. Nasza łych rodzaje konstrukcji lub zadane ny wyraz w normach projektowania do-
wiedza inżynierska jest bardzo szeroka w projekcie warunki nie zostały tu (to piero po zebraniu dostatecznej liczby
i pozwala na szczegółowe analizy zacho- jest w Eurokodach) uwzględnione. W ta- wyników badań i obserwacji z praktyki.
wania siÄ™ konstrukcji. Natomiast w przy- kich przypadkach wymaga siÄ™ dodatko-
padku ustalania racjonalnego zapasu wych opinii eksperta . Stwierdzenie to
Piśmiennictwo
bezpieczeństwa nie ma możliwości em- powtarza się we wszystkich częściach
1) Thullie M.: Podręcznik statyki budowli dla
pirycznej weryfikacji przyjętych założeń, 1-1 Eurokodów  materiałowych .
inżynierów, architektów i słuchaczów
a uwzględnić trzeba i aspekty ekono- Jakie konstrukcje należy uważać za
szkół politechnicznych. Lwów 1886 (bez
miczne, i społeczne, postęp techniczny,  zwykłe , EN 1990 nie definiuje. Z dal-
wydawcy)
umiejętność wykonawców i dyscyplinę szego kontekstu normy (2.1 (5)P) wyni-
2) PN-80/B-02010 Obciążenia w oblicze-
realizacji. Problem staje się ogromnie ka jednak, że są to przede wszystkim niach statycznych. Obciążenie śniegiem
złożony i nie sposób sobie z nim pora- konstrukcje, w przypadku których wys- 3) Kuś, S., Sobolewski, A., Żurański, J.A.:
Obciążenie śniegiem w Polsce wg daw-
dzić inaczej niż poprzez  zdroworozsąd- tępuje  czy występować może  zagro-
nych przepisów i w ujęciu PN-80/B-
kowy konsensus inżynierski w stosun- żenie inne niż ma to miejsce powszech-
02010. Inżynieria i Budownictwo nr 7,
ku do poczynań naszych poprzedników nie i jako takie uwzględniane jest w ob-
1980
i podjętych przez nich ustaleń. liczeniach konstrukcji.
4) ISO 4355:1981 Basis for design of struc-
Aktualnie wprowadzana do naszej Konstrukcje  zwykłe to ogromna
tures  Determination of snow loads
praktyki EN 1991-1-3 jako [6] przyjmu- większość realizowanych obiektów bu- 5) Żurański, J.A.: O obciążeniu śniegiem
je dłuższe okresy powrotu niż PN-80 dowlanych i ich dotyczą podawane w nor- w aktualnych normach polskich. Inżynie-
ria i Budownictwo nr 9, 2006
[3], co prowadzi do odpowiednio więk- mach wartości liczbowe, związane z za-
6) PN-EN 1991-1-3:2005 Eurokod 1 Oddzia-
szych wartości charakterystycznych ob- pewnieniem bezpieczeństwa konstruk-
ływania na konstrukcje. Część 1-3 Oddzia-
ciążenia śniegiem. Zwiększone zostały cji, a także i wymagania konstrukcyjne.
ływania ogólne  Obciążenie śniegiem
też  jak już wspomniano wyżej  war- Wraz z postępem technicznym i roz-
7) Żurański, J.A., Sobolewski, A.: Nowa ma-
tości łf częściowych współczynników wojem cywilizacyjnym pojawiają się no-
pa obciążenia śniegiem w Polsce. Inżynie-
bezpieczeństwa. we  nie zwykłe , bo nie powszechnie
ria i Budownictwo nr 11, 2002
W Załączniku Krajowym [6] i w Zmia- stosowane, koncepcje konstrukcyjne,
8) Stosowanie i sposób wykorzystania Euro-
kodów  Instytut Techniki budowlanej, Se-
nie [9] mamy dobrą zgodność wartości a wraz z nimi i nowe problemy, które
ria: Dokumenty Unii Europejskiej nr 17,
obciążenia śniegiem w regionach przyg- uwzględniać trzeba przy zapewnieniu
Warszawa 2004
ranicznych z Niemcami [14]. Zapewne bezpieczeństwa konstrukcji.
9) RozporzÄ…dzenie Ministra Infrastruktury
trudniej będzie zharmonizować wartoś- W miarę przybywania doświadczeń,
z dnia 7 kwietnia 2004 r. zmieniajÄ…ce roz-
ci obciążenia śniegiem na terenach przy konstrukcje  nie zwykłe stają się
porządzenie w sprawie warunków tech-
granicy wschodniej, tam bowiem pozos-  zwykłymi . Przykład  konstrukcje
nicznych, jakim powinny odpowiadać bu-
tają mniejsze wartości jako konsekwen- z prefabrykatów wielkowymiarowych.
dynki i ich usytuowanie. Dz. U. Nr 109
cje niższego poziomu bezpieczeństwa Lekkie płaskie dachy nad ogrzewa- z dnia 12 maja 2004 r., poz. 1156
10) Zmiana do Polskiej Normy PN-80/B-
przyjętego w normach radzieckich. nymi pomieszczeniami to niewątpliwie
02010/Az1 Obciążenia w obliczeniach
Dalsze zwiększenie zapasu bezpie- nowy rodzaj konstrukcji.
statycznych. Obciążenie śniegiem
czeństwa, postulowane przez prof. J. Mu- W latach 70., kiedy opracowywano
11) Żurański, J.A.: Obciążenie śniegiem w uję-
rzewskiego, uznano za niecelowe. Nie PN-80 [2], takich dachów o znacznej
ciu nowej normy PN-EN 1991-1-3:2003.
ma żadnego argumentu  z praktyki rozpiętości jeszcze nie budowano. PN-
Inżynieria i Budownictwo nr 2, 2006
w tym względzie, jako że awarie konst- EN 1991-1-3 [6] wspomina  dachy
12) Procedura PKN 2-2-P-1. Organizacja i tryb
rukcji z zimy 1979/80 dotyczyły konst- o wysokim współczynniku przewodnoś- pracy Komitetów Technicznych  strona
rukcji nie w pełni prawidłowo wykona- ci ciepła , w przypadku których reduko- internetowa PKN
13. Murzewski J.: O zapewnieniu bezpieczeń-
nych. Tolerancja usterek musi mieć swo- wać można obciążenie śniegiem.
stwa budynków przy dużych obciążeniach
je granice. I taki też był przedmiot kon- W przypadku lekkich dachów nad ogrze-
śniegiem. Inżynieria i Budownictwo, nr 9,
sensusu inżynierskiego KT102 PKN wanymi pomieszczeniami, dobrze izolo-
2006
w sprawie obliczeniowych wartości ob- wanych cieplnie, mamy sytuację odw-
14) DIN 1055-5 Einwirkungen auf Tragwerke
ciążenia konstrukcji budynków śniegiem. rotną: większe obciążenie dachu niż re-
 Teil 5: Schnee- und Eislasten. DIN Juli
W przypadku lekkich dachów (o cię- ferencyjne obciążenie gruntu. Wynika to
2005
żarze własnym małym w stosunku do stąd, że śnieg świeżo spadły na nie za- 15) PN-EN 1990:2004 Eurokod  Podstawy
projektowania konstrukcji
wartości obciążenia śniegiem) jest jed- marznięty grunt może się topić i nie
16) Żurański J.A.: Wpływ niektórych czynni-
nak jeszcze i drugi aspekt sprawy. jest mierzony jego ciężar, umyka statys-
ków klimatycznych i technicznych na ob-
Podawane w normach projektowania tyce. Ani autorzy norm ani projektanci
ciążenie dachów śniegiem. 52 Konferen-
konstrukcji wartości liczbowe, związane dotychczas nie zwracali uwagi na to zja-
cja Naukowa KILiW PAN i KN PZITB, Kry-
z zapewnieniem wymaganego poziomu wisko. Ujawniło się ono dopiero w wyni-
nica 2006. Zeszyty Naukowe Politechniki
bezpieczeństwa konstrukcji, dotyczą ku pomiarów po tragicznej katastrofie
Gdańskiej nr 602, Budownictwo Lądowe
konstrukcji  zwykłych , to jest pow- hali MTK w Chorzowie [16]. LIX, 2006
21
1 (192) 2007
Warsztat projektanta
Refleksje konstruktora
Stanisław Kuś*)
Przyszło nam pracować w interesu-  Wszystkie konstrukcje istniejące niższych kosztów w przetargach z tytu-
jącym okresie, kiedy zmieniają się pog- niezależnie od funkcji i materiału jeżeli łu zapotrzebowania materiałów, to ab-
lądy na odpowiednie bezpieczeństwo były  oszczędnie zaprojektowane nie surd, wymagający refleksji i krytyki.
konstrukcji różnego zastosowania. spełniają obecnych, a tym bardziej Wszak kryteriami racjonalnymi konst-
Zmieniają się materiały, które przez la- przyszłych  od 2010 r. wymagań. rukcji jest jej efektywność intelektualna
ta były podstawą budownictwa, a różnią Wprowadzone do standardowego obli- (zgodność i racjonalność teorii użytej ja-
się istotnie właściwościami, w tym i cię- czeniowego programu dane, wykażą ko podstawa), ekonomia (koszty)
żarem własnym, zmieniły się również braki. Rozebrać, wzmacniać czy ryzyko- i efekt estetyczny społecznie akcepto-
narzędzia pracy konstruktora, przez co- wać użytkowanie  to decyzja, której nie wany.
raz bardziej uniwersalne i automatyzu- obejmuje żadna norma a musi podjąć Kolejną cezurą jest problematyka
jące decyzje projektowe  programy ją inżynier  rzeczoznawca, na swoją obciążeń meteorologicznych, lub nazy-
komputerowe. osobistą odpowiedzialność, czy to pot- wanych czasem klimatycznymi, a głów-
Ogólnie za miarę bezpieczeństwa
rafi? Czy będzie miał tyle odwagi cywil- nie śniegu i wiatru. Śniegu  dlatego że
konstrukcji uważa się zgodność z nor- nej? dla ogromnej większości budowli jest
mami, gdyż one zawierają kryteria pra- Dyspensę w stosunku do istnieją- jedynym zmiennym obciążeniem grawi-
widłowości. Więcej  są one obiektyw- cych konstrukcji daje norma PN-ISO tacyjnym dla dachów (budownictwo
nie niezbędne w sytuacjach konfliktów
2394  Ogólne Zasady niezawodności mieszkaniowe, sportowe, przemysłowe
prawnych, w których sędzia musi mieć
konstrukcji budowlanych z kwietnia itp.). Wiatru  dlatego że jest najczęś-
jednoznaczne uzasadnienie  za lub
2000 r. stwierdzając w rozdziale W.3. ciej jedynym obciążeniem poziomym.
przeciw .
 W niektórych przypadków oceny nieza- Oba te obciążenia są detektorami
W zakresie norm konstrukcyjnych
wodności, mogą być wymagane przez wszelkich niedoróbek, błędów lub nie-
obiektów, nastąpiły w ciągu ostatnich
władze, towarzystwa ubezpieczeniowe, poradności konstrukcji, ale absolutnie
kilkunastu lat dwie bardzo istotne zmia- lub przez właścicieli, albo wynikać w niejednakowym stopniu. Śnieg jest
ny.
z programu prac związanych z utrzyma- pewnym umownym obciążeniem 
Pierwsza, to podział problematyki
niem konstrukcji. umownym w tym sensie, że umowa
bezpieczeństwa w różnych normach
Nie ma potrzeby przeprowadzania społeczna leży albo w arbitralnym przy-
w Eurokodach, od EN 1990 do EN
oceny tych części istniejących konstruk- jęciu okresu powrotu wartości oczeki-
1999, w których podstawowe zmiany
cji, które nie będą podlegały zmianom wanej 5-10-50 lat i probabilistycznej
 Oddziaływanie na konstrukcje zawie- konstrukcji, które nie są w oczywisty metodzie jego przewidywania, co za
rają główne współczynniki częściowe
sposób uszkodzone, ani co do których każdym razem daje różne, rosnące war-
Å‚G = 1,36 i Å‚Q = 1,5 odnoszÄ…ce siÄ™ do
nie zachodzi podejrzenie, że mogą mieć tości, albo w samym wyniku, zależnym
stałych i zmiennych obciążeń konstruk-
niewystarczającą niezawodność. od przyjętego matematycznego kryte-
cji wszelkich zastosowań.
Oczywiście nie zmienia to problema- rium. Ono właśnie jest przedmiotem
Uzupełniające współczynniki częś-
tyki odpowiedzialności za decyzję, choć sporu specjalistów od rachunku sto-
ciowe sÄ… umieszczone we wszystkich
argumentacji nie musi przeprowadzić chastycznego.
pozostałych normach konstrukcji, z róż-
rzeczoznawca. Jest on dla konstruktora absolutnie
nych materiałów jak łM i zmieniają się
Jeśli chodzi o wyższe w przyszłości nieistotny, drugorzędny i z tak małym
od łM = 2,23 w betonie żelbetu (w sto-
europejskie częściowe, współczynniki prawdopodobieństwem oceniany, jak
sunku wartości charakterystycznych do
obciążenia i współczynniki materiałowe, pogoda w meteorologii. Zwłaszcza, gdy
obliczeniowych) i stali gdzie Å‚S = 1,15
to uważam, że okres pośredni pomos- klimat podlega zmianom, a występują-
aż do różnych konstrukcji metalowych,
towy nie ma sensu. Wyższe bezpieczeń- ce co około 10 letnie extrema związa-
gdzie Å‚M = 1,0÷1,2. Ogólnie sÄ… one
stwo to kwestia bogatszego społeczeń- ne z emisją promieniowania słoneczne-
znacznie wyższe niż dawniej stosowano
stwa i trwałości zbudowanych obiek- go wyskakują ponad średnią.
gdyż Å‚G = 1,1, a Å‚A = 1,2÷1,4.
tów, decyzja o honorowaniu tradycyjnej Normy meteorologiczne są norma-
DrugÄ… zmianÄ… zwanÄ… w okresie tzw.
biedy jest niefortunna, a odpowiedzial- mi informacyjnymi o zupełnie innym
 norm pomostowych wprowadzono
ni konstruktorzy zwłaszcza wtedy, gdy charakterze niż normy konstrukcyjne,
w Polsce do 2010 r. zalecanÄ… jako war-
normy nie są obligatoryjne, powinni tak które pokazują określone powtarzalne
tości pośrednie. Konsekwencje tych
projektować aby bezpieczeństwem nie przebiegi sił wewnętrznych w konstruk-
przemian sÄ… dwojakiego rodzaju:
różnić się od reszty Europy. cjach, jako stałe zjawiska fizyczne.
Wyższość konstrukcji leży w lepszej, Tym niemniej, choć dla śniegu jest
*)
ciekawszej koncepcji, a nie w oszczęd- nieistotne czy spadnie on na konstruk-
Autor  prof. dr hab. inż., Politechnika Rze-
szowska nościach materiałowych. Kryterium naj- cję żelbetową, stalową, czy z drewna,
22
1 (192) 2007
Warsztat projektanta
jego wartość jest od tego niezależna, to
"q = 9,92  5,00 = 4,92 kN/m2 ny ale bezspornym jest fakt, że o ile dla
jego wpływ na bezpieczeństwo tych kon- powszechnego budownictwa miejskie-
Jeżeli natomiast mamy do czynienia
strukcji jest dramatycznie różny. go, a i dla dawnego przemysłowego war-
z konstrukcjÄ… metalowÄ… w budownict-
Różnice te są też inne dla budownic-
tość obciążenie śniegiem była nieistot-
wie przemysłowym lub sportowym, albo
twa mieszkaniowego, przemysłowego
na, to dla budownictwa stalowego jest
użyteczności publicznej to średni ciężar
i użyteczności publicznej, dlatego że ich
ono podstawowe  gdyż jest ono około
własny, wraz ze śniegiem to:
konstrukcje na ogół opierają się na róż-
4 razy bardziej wrażliwe na przyrost ob-
(0,5 + 1,20)·1,6 = 2,72 kN/m2
nych materiałach.
ciążenia ponad ciężar własny.
Dodatkowe obciążenie do powsta-
Wez
my prosty przykład: stropy
Tak jak wyżej napisałem, różnice po-
nia katastrofy, to:
(i stropodachy płaskie) w budynkach
między wartościami charakterystyczny-
mieszkalnych są żelbetowe i ważą oko-
"q = 2,72  0,50 = 1,26 kN/m2 mi śniegu są nieistotne dla konstrukcji,
ło 5,00 kN/m2 wraz ze śniegiem
zwiększenie ogólne obciążeń śniegiem,
Tak więc w przypadku tego samego
1,20 kN/m2 to 6,2 kN/m2. Åšredni glo-
to nonsens, natomiast wprowadzenie
zastosowania użytkowego, ale konstruk-
balny współczynnik bezpieczeństwa to
dodatkowego współczynnika obciążenia
cji żelbetowej i metalowej, ta pierwsza
s = 1,6. obciążenie niszczące pod któ-
dla konstrukcji lżejszych niż obciążenie
wymaga aż 3,9  prawie czterokrotnie
rym strop  ma prawo się zawalić  to:
śniegiem wydaje się uzasadnione. Na
większego obciążenia do zniszczenia.
(5,00 +1,20)·1,6 = 9,92 kN przykÅ‚ad rzÄ™du Å‚Q = 1,2. Ale wtedy nale-
Można oczywiście podważać słuszność
ży oczekiwać protestu ze strony produ-
arbitralnego globalnego współczynnika
Dodatkowe obciążenie ponad ciężar
centów konstrukcji metalowych, gdyż
własny do powstania możliwości katas- bezpieczeństwa gdy wszystkie składowe
przykładu mają charakter probabilistycz- zaczną oni przegrywać w przetargach.
trofy to:
Witold Pieśla*)
Praktyka projektowa
no być traktowane z największą powa-
Przez dziesiątki lat konstrukcje dachów budynków nie były gą, biorąc zwłaszcza pod uwagę jego ży-
wiołowy charakter.
zbyt wrażliwe na obciążenie śniegiem. Z dachów o dużym
W rzeczywistości bywa ono w pro-
pochyleniu połaci śnieg się zsuwał, a dachy płaskie były
jektowaniu traktowane nieraz bezdusz-
nie. Analizie obciążeń poświęca się
z reguły wykonywane z ciężkich materiałów konstrukcyjnych
niestety stosunkowo mało uwagi, częs-
i izolacyjnych, przez co udział ciężaru śniegu w całkowitym
to nie uwzględnia się ich możliwych
obciążeniu był mały.
kombinacji. Zdarza się, że w ustrojach
wieloprzęsłowych nie analizuje się na
przykład takiego układu, który może po-
Dla powszechnie i przez wiele lat powszechne stosowanie bardzo lekkich
wodować obciążenie śniegiem tylko
stosowanych żelbetowych dachów lub materiałów pokrywczych i izolacyjnych.
niektórych przęseł i to w najbardziej
stropodachów udział ten wynosił ok. Dotyczy to zwłaszcza dużych powierzch-
niekorzystny sposób dla poszczegól-
30-40% i to nawet w rejonach więk- niowo budynków, takich jak pawilony
nych wielkości statycznych. W naturze
szych opadów śniegu. Nawet stosunko- handlowe, magazyny lub hale przemys-
taka sytuacja występuje rzadko, ale
wo lekkie konstrukcje stalowe dachów
łowe. Wzrost kosztów stali i ogrzewania
przy przewidywanym wprowadzeniu us-
przekrywano wówczas żelbetowymi pły-
spowodował, że inwestorzy wymagają
tawowego obowiązku usuwania śniegu
tami panwiowymi i ciężką izolacją. Ten
od projektantów jak najlżejszych konst-
z dachów większych budynków i niepra-
stan uwzględniała norma [1], która
rukcji i jak najmniejszych spadków po-
widłowym jego wykonywaniu, może się
przewidywała, że dla typowych (choć
Å‚aci dachowych, utrudniajÄ…cych przy
zdarzyć.
nie wiadomo, co to dziÅ› znaczy) prze-
okazji spływanie wody z topniejącego
Stosowanie w projektowaniu nawet
kryć żelbetowych o ciężarze własnym
śniegu.
najbardziej wyrafinowanych i dokład-
powyżej 1,50 kN/m2, współczynnik  c
W tak zaprojektowanych dachach
nych metod obliczeń statyczno-wytrzy-
kształtu dachu jest stały i nie zależy od
udział obliczeniowego obciążenia śnie- małościowych traci sens przy braku
pochylenia połaci.
giem dochodzi do 60 %, a w przypadku
dogłębnej analizy obciążeń. Niestety,
Praktyka projektowania zmieniła się
dachów nieocieplanych  do 70% obcią- wspomniana praktyka wynika między in-
w ostatnim czasie, zwłaszcza poprzez
żenia całkowitego. W takich przypad- nymi z marginalnego traktowania tego
kach śnieg jest obciążeniem decydują- zagadnienia jeszcze w czasie studiów
cym o wymiarowaniu konstrukcji oraz politechnicznych, na ogół nie jako od-
*) Autor  dr inż., PPT  Promor sp. z o.o.
Gdańsk jej bezpieczeństwie i jako takie powin- rębnego, ważnego przedmiotu, a jedy-
23
1 (192) 2007
Warsztat projektanta
nie jako dodatku do innych, branżo- gdańskiego lotniska Rębiechowo obcią- tychczasowy poziom kontroli pewnie
wych. W dodatku  powszechnie dos- żenie śniegiem jest o 54% większe niż niewiele się zmieni. Między innymi z te-
tępna literatura techniczna, dotycząca na obszarze tak zwanego  dolnego tara- go powodu, jak również z powodu
zwłaszcza obciążeń konstrukcji wpływa- su miasta [4]. Według dotychczasowej wspomnianych i niestety zdarzających
mi atmosferycznymi, jest nieliczna. normy rejon ten był zaliczany do I strefy się uproszczeń projektowych, (pomija-
Podręczniki tego rodzaju, jak na przyk- śniegowej, co powodowało przyjmowa- jąc nawet przekonujące, teoretyczne
nie niższych, niż rzeczywiście występują- przesłanki), wydaje się uzasadniona
ład [2], były wydane wiele lat temu, lub
propozycja prof. J. Murzewskiego 
ce, obciążeń śniegiem i tym samym
jako skrypty w małych nakładach.
W dodatku do zagrożeń, wynikają- mogło powodować przeciążenie konst- przyjęcia jeszcze wyższych, niż to prze-
widuje zmieniona norma, wielkości ob-
cych z opisanej sytuacji, dochodzą jesz- rukcji nośnej dachów [5].
cze poważniejsze, a mianowicie wynika- Można mieć nadzieję, że autorzy os- ciążenia śniegiem [7].
W każdym razie obecnie, po nada-
tatecznej wersji zmian normy śniegowej
jące z różnic pomiędzy rzeczywistą,
a normową wielkością obciążenia śnie- nie ulegali już takim naciskom ekono- niu zmianom normy ostatecznej posta-
ci, niezbędne jest szybkie informowanie
micznym, a pewnie i politycznym, jakie
giem. Mogą one mieć bardzo poważny
projektantów o tym fakcie. Jest to o ty-
miały miejsce na przykład w latach
wpływ na projektowanie konstrukcji, ich
le ważne, że funkcjonuje teraz wiele,
sześćdziesiątych ubiegłego wieku, kie-
bezpieczeństwo, a przede wszystkim
nieraz jednoosobowych pracowni pro-
użytkowników. Wspomniane budynki dy to radykalnie zmniejszono normowe
jektowych, które rzadko korzystają z fa-
o dużych powierzchniach są przezna- obciążenie śniegiem, uzyskując tylko
chowej literatury technicznej i których
czone zazwyczaj do użytkowania przez pozorne i doraz
ne oszczędności. Wpro-
często nie stać na zakup nowych norm,
znaczną liczbę ludzi. Ewentualne awa- wadzenie w życie nowej normy z pew-
odkąd ich wydawnictwo stało się ko-
rie, czy katastrofy mogą pociągać za so- nością poprawi bezpieczeństwo konst-
mercyjne i nie służy szerzeniu najnow-
bą wiele ofiar. Wieloletnie doświadcze- rukcji i ich użytkowników. Doceniają to
szej wiedzy technicznej wśród inżynie-
nia wykazały, że nawet prawidłowo zap- już rozsądni i odpowiedzialni inwesto-
rów, zwłaszcza w czasach zmian ogrom-
rojektowane i wykonane konstrukcje rzy. Na przykład w kierowanym przeze
nej liczby norm i pojawianiu siÄ™ nowych.
ulegały katastrofom w wyniku większe- mnie biurze projektów już od ponad ro-
Zmiany wprowadzone w normie [1]
go, niż określały to normy, obciążenia ku skutecznie przekonujemy inwesto-
są uzasadnione i idą we właściwym kie-
śniegiem. rów do wykonywania obliczeń statyczno-
runku. Z pewnością stanowią one kom-
Te kosztowne w skutkach katastro- wytrzymałościowych z uwzględnieniem
promis między wynikami obserwacji
fy były przyczynkiem do zmian normy postanowień zmienionej normy. Spoty-
i analiz zjawisk meteorologicznych,
 śniegowej . Ostatnie zmiany, wprowa- kamy się z ich zrozumieniem i zgodą,
a racjami ekonomicznymi. Najbliższe la-
dzone do normy [1] przez komitet Tech- na co z pewnością wpływ mają ostat-
ta praktyki pokażą, czy te zmiany są
niczny 102 PKN idą z pewnością we nie, spektakularne katastrofy spowodo-
wystarczajÄ…ce.
właściwym kierunku, poprzez zwiększe- wane nadmierną ilością śniegu.
nie obciążeń śniegiem i zmianę stref Praktyka projektowa wymaga, żeby
śniegowych, co jest wynikiem dłuższych normy techniczne były proste, jednoz-
Literatura
w czasie i dokładniejszych obserwacji naczne i nie powodowały ich dowolnej
1) PN-80/B-02010  Obciążenia w oblicze-
meteorologicznych oraz ich analiz [3]. lub błędnej interpretacji, czego nie moż-
niach statycznych. Obciążenie śnie-
Te zmiany mają istotne znaczenie na powiedzieć na przykład o normie [6].
giem
dla wielu rejonów kraju, na przykład Na szczęście zarówno dotychczasowa,
2) Żurański J.: Obciążenia wiatrem budow-
Wybrzeża Gdańskiego. Zmieniona nor- jak i nowa norma śniegowa są pod tym
li i konstrukcji. Arkady 1978.
ma [1] zwiększa tu obciążenie śniegiem względem zwarte i przejrzyste. Oczywiś- 3) Żurański J.: O obciążeniu śniegiem w ak-
o 71% [4], a zmieniając granicę stref cie trudno jest przyjąć założenie, że nor- tualnych normach polskich. Inżynieria
i Budownictwo, nr 9/2006.
uwzględnia pewną, znaną mieszkań- my będą zwiększać wielkości obciążeń
4) Żurański J.: Obciążenie śniegiem w uję-
com z codziennych obserwacji, szcze- po to, żeby stworzyć w ten sposób za-
ciu nowej normy PN-EN 1991-1-3:2003.
gólną cechę klimatu. Polega ona na pas nośności konstrukcji na pokrycie
Inżynieria i Budownictwo, nr 2/2006.
tym, że obszar administracyjny Trójmias- skutków ewentualnych błędów projekto-
5) Pieśla W.: Konsekwencje obciążenia da-
ta obejmuje zarówno nisko położone te- wych i wykonawczych, które się nieste-
chu  workiem śnieżnym . Wiadomości
reny blisko morza, gdzie śniegu jest ty zdarzają. Byłoby bardzo dobrze, gdy-
Projektanta Budownictwa, nr 8/2006.
mniej, a temperatura o ok. 3-4 st. C wyż- by system kontroli skutecznie elimino-
6) PN-EN 1990: Eurokod. Podstawy projek-
sza, niż na nieodległych terenach poło- wał błędy, zwłaszcza wykonawstwa. Na
towania konstrukcji.
żonych na skraju Wysoczyzny Kaszubs- to trzeba jednak wykwalifikowanej kad-
7) Murzewski J.: O zapewnieniu bezpie-
kiej, blisko 200 m ponad poziomem mo- ry, procedur i urządzeń kontrolnych oraz
czeństwa budynków pod dużym obciąże-
rza. Potwierdzają to obserwacje meteo- pieniędzy, czego na ogół brak, a przede
niem śniegiem. Inżynieria i Budownic-
rologiczne, wskazujące, że w rejonie wszystkim długiego czasu, w którym do- two, nr 9/2006
24
1 (192) 2007


Wyszukiwarka