Калькулятор снігового навантаження - Розрахунок ваги снігу на даху та безпеки

Калькулятор снігового навантаження оцінює, скільки важить шар снігу на даху, терасі чи іншій плоскій поверхні. Він обчислює загальну вагу за трьома величинами: глибиною снігу, площею поверхні та густиною снігу.

Що означає снігове навантаження

«Снігове навантаження» — це вага снігу, що накопичився на конструкції. Це важливо, оскільки дахи й настили розраховані на певну вагу, після перевищення якої вони можуть прогнутися або зруйнуватися. Свіжий сніг легкий і пухкий. Старий, мокрий або ущільнений вітром сніг за однакової товщини набагато важчий. Калькулятор, який запитує лише товщину без урахування густини, може істотно занизити фактичну вагу.

Цей калькулятор показує загальну вагу снігу на поверхні у фунтах або кілограмах. Сам по собі він не показує тиск на квадратний фут, але це значення можна отримати простим діленням (див. нижче).

Як обчислити снігове навантаження

Калькулятор використовує таку формулу:

$W = d \times l \times w \times \rho$

де W — загальна вага, d — товщина снігового покриву, l — довжина поверхні, w — її ширина, а ρ — щільність снігу.

Перед множенням він переводить товщину в ті самі одиниці, що й довжина та ширина, щоб одиниці правильно скоротилися:

• Імперські одиниці: товщину вводять у дюймах і переводять у фути діленням на 12. Довжину та ширину вказують у футах, густину — у фунтах на кубічний фут (lb/ft³), а результат отримують у фунтах.
• Метричні одиниці: товщину вводять у сантиметрах і переводять у метри діленням на 100. Довжину та ширину вказують у метрах, густину — у кілограмах на кубічний метр (kg/m³), а результат отримують у кілограмах.

Площу поверхні просто обчислюють як добуток довжини та ширини.

Значення густини снігу

Густина снігу залежить від того, наскільки він свіжий, мокрий або ущільнений. Калькулятор пропонує три попередньо задані значення та можливість указати власне значення:

Густина важкого мокрого снігу приблизно у шість разів більша, ніж у легкого пухкого снігу, тому за однакової товщини важкий сніг важить приблизно у шість разів більше.

Приклад обчислення

Розглянемо пласку ділянку даху завдовжки 10 футів (3 м) і завширшки 10 футів (3 м), укриту 6 дюймами (15 см) снігу середньої густини (осілого).

1. Перевести товщину у фути: 6 ÷ 12 = 0,5 фута (0,15 м)
2. Обчислити площу: 10 × 10 = 100 квадратних футів (9,3 м²)
3. Помножити на густину: 0,5 × 100 × 12,5 lb/ft³ (200 кг/м³) = 625 фунтів (283 кг)

У метричних одиницях візьмімо поверхню завдовжки 4 метри й завширшки 3 метри, укриту 15 сантиметрами снігу середньої густини.

1. Перевести товщину в метри: 15 ÷ 100 = 0,15 м
2. Обчислити площу: 4 × 3 = 12 м²
3. Помножити на густину: 0,15 × 12 × 200 кг/м³ = 360 кг

Переведення результату у фунти на квадратний фут

Будівельні норми та показники несучої здатності дахів зазвичай задають тиск, наприклад у фунтах на квадратний фут (psf) або кілопаскалях, а не загальну вагу. Щоб перевести результат калькулятора у таку форму, поділіть загальну вагу на площу поверхні.

Використаймо перший наведений вище приклад: 625 фунтів (283 кг) ÷ 100 квадратних футів (9,3 м²) = 6,25 psf. Саме це значення, а не загальну вагу 625 фунтів (283 кг), слід порівнювати з розрахунковою несучою здатністю даху.

Поширені запитання

Калькулятор показує тиск, наприклад psf, чи загальну вагу?

Він показує загальну вагу у фунтах або кілограмах. Поділіть це число на площу поверхні (довжину × ширину), щоб отримати значення тиску, наприклад у фунтах на квадратний фут.

Чому густина снігу має таке велике значення?

Тому що однакова товщина снігу може мати дуже різну вагу залежно від його вологості та ущільнення. Фут свіжого пухкого снігу легкий. Фут мокрого, просоченого дощем снігу може важити у кілька разів більше. Використання неправильного попередньо заданого значення густини може дати істотно помилковий результат.

Як точно виміряти глибину снігу?

Вимірюйте відстань прямо до поверхні за допомогою лінійки або палиці в кількох місцях, подалі від заметів, намитих вітром, а потім усередніть результати. У одному куті сніг, нанесений вітром, може бути набагато глибшим, ніж на решті поверхні.

Чи потрібне іноді власне значення густини?

Так. Три попередньо задані значення є загальними оцінками. Точніша густина, якщо її наведено в місцевому прогнозі погоди або визначено безпосереднім вимірюванням, дає точніше значення загальної ваги.

Чи може цей калькулятор замінити інженера-конструктора?

Ні. Він лише перемножує товщину, площу та густину. Він не враховує розрахункову несучу здатність даху, крутизну його схилу, утворення заметів чи стан несучих конструкцій. Щодо безпечності конкретного даху за певного снігового навантаження слід звертатися до інженера-конструктора або місцевих будівельних норм.

У чому різниця між сніговим навантаженням на ґрунт і сніговим навантаженням на дах?

Снігове навантаження на ґрунт — це товщина та вага снігу, що лежить на відкритій рівній поверхні землі. Снігове навантаження на дах зазвичай менше, оскільки вітер і ухил даху зносять частину снігу, а тепло від будівлі може частково його розтопити. Інженери застосовують поправкові коефіцієнти, щоб перетворити значення снігового навантаження на ґрунт у розрахункове значення для даху.