什麼是屋頂積雪載重?
屋頂積雪載重,是指堆積在屋頂上的雪對屋頂所施加的向下重量,單位為磅/平方英尺(psf)。掌握這個數值,能幫助屋主、營造業者與工程師判斷屋頂是否有超載風險,再決定要不要剷雪或補強。本計算器提供兩種計算方式:一是根據實測的積雪深度與密度做快速估算,二是採用美國標準 ASCE 7 的平屋頂公式,依地面雪載推算。
使用方式
若想在現場快速估算,請選擇積雪深度與密度,輸入屋頂上的積雪有幾英寸,以及大略的雪密度。新降的鬆雪約為 7 lb/ft³,沉積後的雪約 15,濕雪或壓實的雪約 30,結成實冰則可高達 57。若是依規範進行設計,請選擇ASCE 7 地面雪載,輸入當地雪載圖查得的地面雪載 pg,再加上建築物的暴露係數(Ce)、熱係數(Ct)與重要性係數(Is)。
公式說明
深度法的算式為「載重 =(深度 ÷ 12)× 密度」。將英寸數除以 12 可換算成英尺,再乘上密度(每立方英尺的磅數),即可得到每平方英尺的載重。
$$p = \frac{\text{Snow Depth (in)}}{12} \times \text{Density (lb/ft}^3\text{)}$$ASCE 7 法則採用
$$p_f = 0.7 \cdot C_e \cdot C_t \cdot I_s \cdot p_g\text{ (psf)}$$其中 \(0.7\) 是平屋頂的基本暴露係數,其餘係數則分別針對風的暴露程度、屋頂供暖與建築物的重要性做調整。
實例試算
假設你量到 12 英寸的沉積雪,密度為 15 lb/ft³。
$$p = \frac{12}{12} \times 15 = 1 \times 15 = 15\text{ psf}$$換算到 100 平方英尺的屋頂面積,相當於 1,500 磅的積雪重量。
常見問題
這是正式的工程設計工具嗎?不是,它只提供估算值。ASCE 7 法採用的是美國標準的計算形式,但最終設計仍須由具執照的工程師依當地規範數值來判定。(提醒:這套規範屬美國標準,台灣或其他地區的建築規範可能不同。)
屋頂能承受多大的雪載?許多住宅屋頂的設計值大約落在 20~40 psf,但差異很大。請查閱你所在地的建築法規。
為什麼濕雪的影響這麼大?決定重量的是密度,而不是深度。同樣一英尺厚,濕雪的重量可能是新鮮鬆雪的好幾倍。