Snow Deposition on a Multilevel Roof Surface with a Connecting Roof Projection by the Means of Scale Model Experiments in a Wind Tunnel

摘要

Snølaststandarden, NS-EN 1991-1-3:2003 beskriver hvordan snølasten forekommer på etflernivåtak uten helning og hvordan dimensjonering for snølasten foreligger. Isnølaststandarden er ikke snølasten på den nedre takflaten beskrevet når takflaten er delvis eller fullstendig overdekket av et takutstikk. Fastsettelsen av snøstandardens beskrivelse av snølasten på den nedre takflaten når takflaten er delvis eller helt overdekket av et takutstikk ble utført ved hjelp av erosjonsforsøk og deposisjonsforsøk i en vindtunnel med filtrert sand. Ved deposisjonsforsøkene eroderte ca 30 % av sanden av den øvre takflaten når den nedre takflaten var i le for vinden og ca 60 % når den nedre takflaten var på lo side for vinden. På den nedre takflaten økte sandlaget med 0-7 % når vinden blåste av takflaten, mens sandlaget minket med 8-21 % når vinden blåste på takflaten. Innenfor drivlengden ls= 30 cm på den nedre takflaten er formfaktoren, angitt av snølaststandarden, tilstrekkelig stor. Utenfor drivlengden ls er erosjonen av sand i samtlige forsøk for liten til at formfaktoren fra snølaststandarden kan anses som bevart. Videre ble det observert at sanden på den nedre takflaten organiserte seg som en sandtopp rett under kanten på takutstikket når vinden blåste av den nedre takflaten. Når vinden blåste på den nedre takflaten posisjonerte sandtoppen seg 2-3 cm innenfor kanten på takutstikket. Ut fra denne observasjonen ble en situasjon med uheldige værforhold i løpet av en vinter diskutert, hvor dannelsen av en «dobbel snøfonn» på den nedre takflaten kan føre til at den underliggende takkonstruksjonen blir overbelastet.Eurocode 1 part 1-3: General actions - Snow loads with the Norwegian national annex, NSEN 1991-1-3:2003 describes the accumulation of a snow load upon a multilevel roof surface. Eurocode 1 part 1-3 also describes how to prevent damage from the snow load by the use of appropriate calculations. However, there is no description within the Eurocode that describes how to calculate a snow load on the lower roof surface if the roof surface is slightly, or completely covered, by a roof projection. Erosion- and deposition experiments in a wind tunnel with sieved sand were performed to examine the Eurocode’s description of a snow load on the lower roof surface and its sufficiency upon the addition of a roof projection as part of the construction. The results from the deposition experiments showed approximately 30 % erosion of sand on the upper roof surface when the lower roof surface was on the leeward side. With the lower roof surface facing into the wind did an erosion of sand of approximately 60 % occur on the upper roof surface. Facing the same way, the lower roof surface experienced an erosion of sand of 8-21 %. With the lower roof surface on the leeward side of the wind, did a deposition of sand of 0-7 % occur on the lower roof surface. The multileveled roof surface drift length was ls= 30 cm. Within this length, the snow load shape coefficient assigned by the Eurocode was proved sufficient. The snow load shape coefficient was not approved outside the drift length, ls. A sand profile was observed on the lower roof surface with its peak strictly beneath the roof projection edge, when the lower roof surface was on the leeward side of the wind. The same phenomenon was observed when the wind faced the other way, but with the sand profile peak positioned 2-3 cm slightly inside the vertical projection of the roof projection edge. This led to the discussion of a “worst case” scenario with bad weather conditions in the winter, where a double snow load could accumulate on the lower roof surface and lead to an overload situation on the construction of the roof.