www.baukosten.com > >100 Baugewerke im Detail > Vorbereitungen und Rohbauarbeiten > Zimmererarbeiten > Dachkonstruktionen

Die Berechnung der Schneelast auf einem Dach ist ein wichtiger Aspekt der Tragwerksplanung, insbesondere in Regionen, in denen mit erheblichen Schneefällen zu rechnen ist. Schneelasten können das Dach erheblich belasten und müssen daher bei der statischen Berechnung berücksichtigt werden, um die Sicherheit und Stabilität des Gebäudes zu gewährleisten. Hier ist eine detaillierte Anleitung zur Berechnung und Berücksichtigung der Schneelast auf einem Dach:

1. Grundlagen der Schneelastberechnung

a) Normen und Richtlinien

• DIN EN 1991-1-3 (Eurocode 1):
  • In Europa wird die Schneelast auf Dächern nach der DIN EN 1991-1-3 (Eurocode 1, Teil 1-3: Einwirkungen auf Tragwerke – Schneelasten) berechnet. Diese Norm legt die Grundlagen für die Ermittlung der Schneelast in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren fest.
• Nationale Anhänge:
  • Zusätzlich zum Eurocode gibt es nationale Anhänge, die spezifische Werte und Regelungen für einzelne Länder oder Regionen festlegen. In Deutschland ist der Nationale Anhang NA zur DIN EN 1991-1-3 maßgeblich.

b) Grundbegriffe

• Schneelast (s):
  • Dies ist die Last pro Flächeneinheit, die durch Schnee auf einer horizontalen Projektionsfläche des Daches entsteht. Sie wird in Kilonewton pro Quadratmeter (kN/m²) angegeben.
• Schneelast auf der Dachfläche (sk):
  • Dies ist die tatsächliche Last auf der geneigten Dachfläche und wird durch die Grundschneelast und einen Formbeiwert (c) beeinflusst, der von der Dachneigung und -form abhängt.

2. Bestimmung der charakteristischen Schneelast

a) Grundschneelast (sk)

• Geografische Lage:
  • Die Grundschneelast hängt stark von der geografischen Lage des Gebäudes ab. In Deutschland wird diese in Schneelastzonen unterteilt, die in Karten festgelegt sind. Jede Zone hat eine bestimmte Grundschneelast, die als Ausgangswert verwendet wird.
• Höhenlage:
  • Zusätzlich zur Schneelastzone wird die Höhenlage des Gebäudes berücksichtigt. Mit zunehmender Höhe nimmt die Schneelast zu, daher gibt es Korrekturfaktoren, die für Gebäude in höheren Lagen angewendet werden.

b) Formbeiwert (c)

• Dachneigung:
  • Der Formbeiwert berücksichtigt die Dachneigung, da flachere Dächer mehr Schnee halten können als steilere Dächer, bei denen der Schnee eher abrutscht. Für geneigte Dächer wird der Formbeiwert aus Tabellen oder Diagrammen entnommen, die in der Norm festgelegt sind.
• Dachform:
  • Verschiedene Dachformen wie Satteldächer, Flachdächer, Pultdächer, Walmdächer usw. haben unterschiedliche Formbeiwerte. Diese sind ebenfalls in der Norm beschrieben und müssen bei der Berechnung berücksichtigt werden.
• Schneeanhäufungen:
  • Bei komplexen Dachformen oder durch bauliche Besonderheiten (z.B. durch Dachaufbauten) kann es zu Schneeanhäufungen kommen, die durch zusätzliche Formbeiwerte berücksichtigt werden müssen.

3. Berechnung der Schneelast auf dem Dach

a) Formel für die Schneelast auf der Dachfläche

Die Schneelast auf der Dachfläche wird mit folgender Formel berechnet:

Schneelast (s)=Grundschneelast (sk)×Formbeiwert (c)×Winkelfaktor cos⁡ (α)

• sk: Grundschneelast aus der Norm für die jeweilige Zone und Höhenlage.
• c: Formbeiwert abhängig von der Dachneigung und Dachform.
• cos⁡(α): Winkelfaktor, der die Neigung des Daches berücksichtigt (α\alphaα ist der Neigungswinkel des Daches).

b) Beispielberechnung

Nehmen wir an, ein Satteldach hat eine Neigung von 30°, und das Gebäude befindet sich in einer Schneelastzone mit einer Grundschneelast von 0,85 kN/m².

1. Grundschneelast sk = 0,85 kN/m².
2. Formbeiwert c = 1,0 (für ein Satteldach mit dieser Neigung laut Norm).
3. Winkelfaktor cos(30°) = 0,866.

Die Schneelast sss auf dem Dach wäre:

s=0,85×1,0×0,866=0,7361 kN/m²

Das Ergebnis zeigt die Last, die durch den Schnee auf der geneigten Dachfläche wirkt.

4. Berücksichtigung in der Tragwerksplanung

a) Dimensionierung der Dachkonstruktion

• Tragfähigkeit:
  • Die Dachkonstruktion (Sparren, Pfetten, Stützen) muss so dimensioniert werden, dass sie die berechnete Schneelast sicher tragen kann. Dazu wird die Schneelast zu den anderen Lasten (Eigengewicht, Windlasten) addiert, um die Gesamtlast zu ermitteln.
• Sicherheitsfaktoren:
  • Sicherheitsfaktoren werden angewendet, um unvorhergesehene Lastspitzen oder Materialschwächen auszugleichen. Diese Faktoren sind ebenfalls in der Norm definiert.

b) Besonderheiten bei Flachdächern und Dächern mit Aufbauten

• Schneeansammlungen:
  • Bei Flachdächern oder Dächern mit Aufbauten (z.B. Gauben) kann es zu Schneeansammlungen kommen, die eine höhere Schneelast verursachen. Diese müssen gesondert berücksichtigt werden.
• Abflachungen und Kehlen:
  • Besondere Aufmerksamkeit sollte auf Stellen wie Kehlen und Dachrinnen gerichtet werden, wo sich der Schnee ansammeln kann.

c) Berücksichtigung in der Planung

• Lastabtragung:
  • Die Tragwerksplanung muss sicherstellen, dass die Lasten über die Dachkonstruktion sicher bis zu den Fundamenten abgetragen werden.
• Überprüfung und Wartung:
  • Regelmäßige Inspektionen sind wichtig, um die Tragfähigkeit des Daches zu überprüfen, insbesondere nach starken Schneefällen.

5. Vermeidung von Überlastungen

• Schneeräumung:
  • Bei besonders starkem Schneefall kann es notwendig sein, Schnee vom Dach zu räumen, um Überlastungen zu verhindern.
• Schneefanggitter:
  • Schneefanggitter können installiert werden, um das Abrutschen von Schnee zu verhindern und eine gleichmäßige Lastverteilung sicherzustellen.

Fazit:

Die Berechnung der Schneelast auf einem Dach erfordert eine sorgfältige Analyse der regionalen Schneelastwerte, der Dachneigung und der spezifischen Dachform. Die Einhaltung der Normen und eine präzise Tragwerksplanung sind entscheidend, um die Sicherheit des Gebäudes zu gewährleisten und Schäden durch Überlastungen zu vermeiden. Regelmäßige Wartung und gegebenenfalls Schneeräumung sind ebenfalls wichtig, um das Risiko von Überlastungen durch Schnee zu minimieren.