น้ำหนักจำเพาะของหิมะ: น้ำหนักและความหนาแน่นของ 1 ม³
หิมะเป็นหยาดน้ำฟ้ารูปแบบหนึ่งซึ่งประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งขนาดเล็ก หิมะตกลงสู่พื้นผิวโลกและเป็นปรากฏการณ์ที่คุ้นเคยในฤดูหนาว
ในงานก่อสร้าง หิมะไม่ได้สำคัญเพียงในฐานะปรากฏการณ์ธรรมชาติ แต่ยังเป็นปัจจัยด้านภาระ โดยเฉพาะหลังคา กันสาด และโครงสร้างอื่นที่อาจต้องรับมวลหิมะจำนวนมากในฤดูหนาว
เมื่อทำงานมุงหลังคา จำเป็นต้องคำนึงถึงน้ำหนักหิมะเพื่อคำนวณภาระบนวัสดุมุงและส่วนรับน้ำหนักของอาคารได้อย่างถูกต้อง
ตารางน้ำหนักจำเพาะของหิมะ
การหาค่าน้ำหนักจำเพาะที่แน่นอนของหิมะด้วยตนเองในสภาพภาคสนามทำได้ยาก ค่านี้ขึ้นอยู่กับความชื้น อุณหภูมิ ระดับการอัดแน่น และอายุของชั้นหิมะ
ด้านล่างเป็นค่าความหนาแน่นและน้ำหนักหิมะ 1 ม³ โดยเฉลี่ย
| ชนิดของหิมะ | น้ำหนักจำเพาะ / ความหนาแน่น, กรัม/ซม.³ | น้ำหนัก 1 ม³, กก. |
|---|---|---|
| หิมะแห้ง | 0,125 | 125 |
| หิมะเปียก | สูงสุด 0,95 | สูงสุด 950 |
| หิมะแห้งฟูที่ตกใหม่ | 0,030–0,060 | 30–60 |
| หิมะเปียกที่ตกใหม่ | 0,060–0,150 | 60–150 |
| หิมะตกใหม่ที่ยุบตัวแล้ว | 0,2–0,3 | 200–300 |
| หิมะที่ถูกลมพัดพามาทับถม | 0,2–0,3 | 200–300 |
| หิมะเก่าแห้งที่ยุบตัวแล้ว | 0,3–0,5 | 300–500 |
| เฟิร์นแห้ง | 0,5–0,6 | 500–600 |
| หิมะเก่าเปียก | 0,6–0,8 | 600–800 |
| เฟิร์นเปียก | 0,4–0,8 | 400–800 |
| น้ำแข็งธารน้ำแข็ง | 0,8–0,96 | 800–960 |
วิธีคำนวณน้ำหนักจำเพาะของหิมะ
น้ำหนักจำเพาะคืออัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของสารกับปริมาตร สามารถเขียนเป็นสูตรได้ดังนี้:
γ = ρ × g
โดยที่:
γ— น้ำหนักจำเพาะ;ρ— ความหนาแน่น;g— ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ประมาณ 9,81 ม./วินาที²
โดยทั่วไปผลลัพธ์วัดเป็น นิวตัน/ม³
ความหนาแน่นของหิมะ
ความหนาแน่นของหิมะบอกให้ทราบว่ามีมวลหิมะเท่าใดอยู่ในหนึ่งลูกบาศก์เมตร ค่านี้เปลี่ยนแปลงอย่างมากตามสภาพของหิมะ
หิมะสดที่ฟูอาจหนักเพียง 30–60 กก. ต่อ 1 ม³ ส่วนหิมะเปียกหรือหิมะเก่าที่อัดแน่นแล้วอาจหนักกว่าหลายเท่า
ทำไมหิมะเปียกจึงหนักกว่า
เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น หิมะจะเริ่มอิ่มตัวด้วยน้ำและอัดตัวแน่นขึ้น ส่งผลให้ความหนาแน่นเพิ่มขึ้นและภาระที่กระทำต่อพื้นผิวสูงขึ้น
ด้วยเหตุนี้ หิมะเปียกจึงเป็นอันตรายต่อหลังคาและกันสาดมากกว่าหิมะแห้งที่เพิ่งตกใหม่
สรุป
หิมะ 1 ม³ อาจหนักตั้งแต่ 30 กก. สำหรับหิมะสดที่ฟู ไปจนถึง 950 กก. สำหรับหิมะเปียกมากและมีความหนาแน่นสูง
ในการคำนวณงานก่อสร้าง สิ่งสำคัญไม่ใช่เพียงการมีหิมะเท่านั้น แต่ต้องคำนึงถึงสภาพของหิมะด้วยว่าแห้ง เปียก เพิ่งตก หรืออัดแน่นแล้ว
คำถามที่พบบ่อย
หิมะ 1 ม³ หนักเท่าไร?
น้ำหนักของหิมะ 1 ม³ อาจเริ่มตั้งแต่ 30-60 กก. สำหรับหิมะแห้งที่ตกใหม่ ไปจนถึงหลายร้อยกิโลกรัมสำหรับหิมะเปียกและหิมะอัดแน่น บทความนี้แสดงช่วงค่าโดยประมาณ
ทำไมหิมะเปียกจึงหนักกว่าหิมะแห้งมาก?
หิมะเปียกมีน้ำผสมอยู่และอัดตัวแน่นกว่า ทำให้ความหนาแน่นและแรงกดบนหลังคาเพิ่มขึ้นหลายเท่า
ใช้ค่าน้ำหนักเฉลี่ยของหิมะคำนวณหลังคาได้หรือไม่?
ใช้ประเมินเบื้องต้นได้ แต่การคำนวณเพื่อการออกแบบต้องคำนึงถึงเขตภูมิอากาศ มาตรฐานภาระหิมะ และสภาพของชั้นหิมะ