什麼是雪載計算器?
雪載計算器可估算屋頂或表面所承受的積雪重量,並以每平方公尺千牛頓(kN/m²)、帕斯卡(Pa = N/m²)或每平方英尺磅數(psf)等壓力單位表示。掌握雪載數值,有助於工程師、營造業者與屋主判斷建築結構能否安全承受冬季積雪。本工具所採用的 ASCE 7 方法源自美國設計規範;至於「深度 × 密度」算法則是通用的物理估算方式,不限於特定國家。
使用方式
請先選擇計算方法。若需現場快速估算,選擇積雪深度 × 密度,輸入實測的積雪深度(公尺)與估計密度(新雪約 50–100 kg/m³、沉降後約 200–300 kg/m³、濕雪或壓實雪則達 400 kg/m³ 以上)。若需依規範取得設計值,請選擇ASCE 7 平屋頂雪載,並輸入地面雪載 pg,以及規範中規定的暴露係數(Ce)、溫度係數(Ct)與重要性係數(I)。
公式說明
物理法以 \(p = \rho \cdot h \cdot g\) 計算壓力,其中 \(\rho\) 為密度、\(h\) 為深度、\(g = 9.81 \text{ m/s}^2\)。此式得出的荷重以帕斯卡為單位,並可換算為 kN/m² 與 psf。ASCE 7 平屋頂雪載則為 $$p_f = 0.7 \cdot C_e \cdot C_t \cdot I \cdot p_g$$ 式中 0.7 係數反映出平屋頂荷重通常低於地面雪載的事實。
範例試算
假設積雪深 0.5 公尺、密度為 200 kg/m³,則荷重 $$= 0.5 \times 200 \times 9.81 = 981 \text{ Pa} = 0.981 \text{ kN/m}^2 \approx 20.49 \text{ psf}$$ 若改用 ASCE 7,取 \(p_g = 1.5 \text{ kN/m}^2\)、\(C_e = 1.0\)、\(C_t = 1.0\)、\(I = 1.0\):$$p_f = 0.7 \times 1.0 \times 1.0 \times 1.0 \times 1.5 = 1.05 \text{ kN/m}^2$$
常見問題
該用什麼密度?輕質新雪取 50–100 kg/m³,沉降後的雪取 200–300,濕雪、壓實雪或冰層則取 400 以上。
Ce、Ct、I 的典型數值為何?視暴露程度,Ce 約 0.9–1.2;有暖氣的建築 Ct 約 1.0;依風險類別,I 約 0.8–1.2。確切數值請以 ASCE 7 規範為準。
是否已考慮積雪堆積或屋頂坡度?沒有。本工具僅提供基本的均布/平屋頂荷重;滑落、風吹堆積與不平衡荷重須另依 ASCE 7 相關條文計算。各國規範(如台灣、日本、歐規 Eurocode)的規定亦有所不同,請依當地法規辦理。