Объемный вес снега в плотном состоянии: Критические снеговые нагрузки на теплицы

Критические снеговые нагрузки на теплицы

Внимание, уважаемые покупатели! По заявлению ведущего метеоролога страны, Евгения Тишковца и ряда других авторитетных источников, зима 2021-2022 будет самой снежной за последние 80 лет. Высота снежного покрова после 15 января 2022 г превысит 50 см. Данные предоставлены РИА НОВОСТИ. Такие осадки были на территории Москвы и Подмосковья зимой 1941-1942 г во время немецкого наступления.

Температура за зиму 2021-2022 несколько раз доходила до плюсовых значений, затем возвращаясь к отрицательным показателям. Это значит, что удельный вес снега может увеличиваться в 2-3 раза, создавая экстремальные нагрузки на крышу строений.

Таблица удельного веса снежного покрова

Важные выводы

1. Средний удельный вес снега от 200 до 400 кг. Вес мокрого снега до 800-900 кг.

2. Критическая шапка сухого снежного покрова это 20-30 см. Если снег подтаивает и затем промерзает, при перепадах температуры, вес может увеличиваться вдвое!

Вес сухого свежевыпавшего осевшего снега на теплице при высоте 45-50 см

Вес сухого осевшего старого снега на теплице при высоте шапки в 45-50 см

Вес мокрого старого снега на теплице при высоте шапки в 45-50 см

Обязательные требования по уходу за теплицей

Все показатели снеговых нагрузок теплиц производители рассчитывают с учетом сухого свежевыпавшего осевшего снега. Мокрый старый снег увеличивают нагрузку в 2.7-3 раза. Поэтому в период января 2022 г настоятельно рекомендуем вам максимально очищать крышу и 0.5 м от боков теплицы, не допуская образования снежного покрова более 25-30 см, в избежание создания колоссальных нагрузок.



Удельный вес снега, вес и плотность таблица куба снега

Статьи

Поиск Гугл

• Прочие материалы

     Снег представляет собой одну из форм осадков атмосферы, выпадающею на земную поверхность и состоит из мелких кристалликов льда. Это погодное явление является обязательным атрибутом каждого зимнего периода в наших климатических поясах.

Образуется снег при процессе притягивания капель воды микроскопического типа к пылевым частицам, которые в дальнейшем замерзают. Образуются кристаллики льда (не более 0.1 мм диаметром), которые падают вниз.

     Чем же примечательно данное явление к строительству? Кроме того, что снег используется как строительный материал для возведения Иглу, жилища эскимосов, он выступает как важный фактор для строительства.

     Например, на строительных площадках при кровельных работах малых объектов необходимо учитывать снег, как внешнее явление представляющее угрозу для крыши. Для этих работ важно рассчитать необходимую нагрузку, чтобы покрытие крыши послужило как можно дольше.

Таблица удельного веса снега

     Так как, снег является сложным веществом, рассчитать такой параметр, как удельный вес снега самостоятельно в полевых условиях не представляется возможным. Эти вычисления проводятся с помощью специальных приборов или в лаборатории. Однако, при этом, его средний удельный вес известен и равен значениям в таблице, которая поможет облегчить процесс подсчетов таких параметров, как вес сухого снега и вес мокрого снега.

Удельный вес и вес 1 м3 снега в зависимости от единиц измерения

Материал	Удельный вес (г/см3)	Вес 1 м3 (кг)
Сухой снег	0. 125	125
Мокрый снег	до 0.95	до 950
Свежевыпавший пушистый сухой	от 0,030 до 0,060	от 30 до 60
Мокрый свежевыпавший	от 0,060 до 0,150	от 60 до 150
Свежевыпавший осевший	от 0,2 до 0,3	от 200 до 300
Ветрового (метелевого) переноса	от 0,2 до 0,3	от 200 до 300
Сухого осевшего старого	от 0,3 до 0,5	от 300 до 500
Сухого фирна	от 0,5 до 0,6	от 500 до 600
Мокрого старого	от 0,6 до 0,8	от 600 до 800
Мокрого фирна	от 0,4 до 0,8	от 400 до 800
Глетчерного льда	от 0,8 до 0,96	от 800 до 960

Расчеты удельного веса

     Для того чтобы провести расчеты по подсчету удельного веса снега необходимо определится с значением этого понятия.

     Удельным веса называют соотношение веса какого-то определенного вещества к его объему. Все это обозначается формулой: y=p*g, где y – удельный вес, p – плотность, g – ускорение свободного падения, которое в обычных случаях является константой и равняется 9,81 м/с*с.

     Принятый результат измеряют в Ньютонах, поделенных на метр кубический (Н/м3).

Плотность снега

      Такое понятие, как плотность принято считать количество массы, помещаемое в метре кубическом. Данный параметр очень неоднозначен, так расчет зависит от множества факторов. Основным из них является температура. Естественно, когда касается снега, при повышении температуры плотность будет расти до превращения в жидкую субстанцию – воду.

     На практике это означает что мокрый снег несет большую нагрузку на поверхность.

Информация

Услуги

Товары

Плотность снега и льда — Энергетический баланс

Последнее обновление: среда, 22 марта 2023 г. |
Энергетический баланс

Геометрическое расположение этой решетчатой ​​структуры обширно, что придает воде самое необычное свойство иметь твердую фазу, которая менее плотна, чем ее жидкая фаза. При 0°C вода имеет плотность 1000 кг м-3, тогда как чистый лед (Jh) имеет плотность 917 кг м-3. Лед плавает в собственном расплаве, это одно из немногих веществ, способных это делать. Алмазы, германий, галлий и висмут, структурно похожие на лед, также плавают в собственной жидкости. Представьте себе солнечный свет, отражающийся от алмазного айсберга в море жидкого алмаза! Но этого нельзя найти при температурах и давлениях на поверхности Земли.

На рис. 2.2 представлена ​​зависимость плотности чистого льда и воды от температуры. Этот график также иллюстрирует необычную инверсию плотности пресной воды. Чистая вода имеет максимальную плотность при температуре 4°C, и она становится менее плотной при охлаждении ниже этой температуры. Причина этого до конца не выяснена, но она связана с углом водородных связей в жесткой кристаллической решетке с низкой плотностью, которая характеризует воду в ее твердой фазе. По словам Джеймса Трефила, «вода никогда не забывает, что когда-то была льдом».

Плотность воды продолжает уменьшаться ниже 0°C в каплях переохлажденной воды (рис. 2.2а). Эта инверсия плотности специфична для пресной воды. Содержание солей в морской воде делает ее более плотной: 1028 кг м-3 для поверхностных вод с температурой 0°С и соленостью 35 ppt. Растворенные в соленой воде ионы также мешают молекулярной упаковке

Глава 2

Температура (°C)

Рисунок 2.2. Плотность (а) чистой воды и (б) льда в зависимости от температуры при среднем давлении на уровне моря. Максимальная плотность пресной воды при 4°C.

Температура (°C)

Рисунок 2.2. Плотность (а) чистой воды и (б) льда в зависимости от температуры при среднем давлении на уровне моря. Максимальная плотность пресной воды при 4°C.

молекул воды, благодаря чему она ведет себя как обычная жидкость. Там, где соленость превышает 24,7 ppt, плотность постоянно увеличивается по мере того, как температура падает до точки замерзания. Так обстоит дело в большинстве мировых океанов. Морская вода с соленостью 35 ppt замерзает при -1,9°C.

После замерзания лед ведет себя как большинство твердых тел, с увеличением плотности при понижении температуры; пи = 920 кг м-3 при -23 °C (рисунок 2.2b), а значения достигают 922 кг м-3 для самого холодного льда, который можно найти в Антарктическом ледяном щите. Плотность льда также немного увеличивается с давлением. Объемная сжимаемость составляет около 1,2 X 10-10 Па-1, что дает плотность 921 кг м-3 под нагрузкой 4 км льда, что типично для Восточно-Антарктического плато.

Плотность снега меньше плотности кристаллического льда. Снежинки состоят из кристалликов льда, но снег, скапливающийся на земле, представляет собой пористую среду, в которой преобладают воздушные карманы. Свежий сухой снег имеет среднюю плотность около 100 кг м-3, но она колеблется от 20 до 200 кг м-3 и более в зависимости от температуры, ветра и содержания жидкой воды во время осаждения. Уплотнение происходит по мере того, как снег оседает и уплотняется, при этом плотность сухого снега увеличивается до 400 кг м-3 в сезонных снежных покровах, подверженных сильному ветровому уплотнению. Как только начинается сезон таяния или в снегу, который становится влажным из-за дождя, дальнейшая упаковка и спекание зерен увеличивают плотность до значений ок. 500 кг м-3. Модели сферической упаковки (предполагающие идентичные отдельные сферические зерна и заполненное воздухом поровое пространство) предсказывают максимальную плотность 550 кг м-3. Жидкая вода или повторно замороженный лед в порах могут еще больше увеличить объемную плотность.

Рисунок 2.3 иллюстрирует это для базы данных средней плотности снежного покрова, построенной в зависимости от дня года из многолетней записи снежных ям на леднике Хейг в Скалистых горах Канады. Данные взяты с трех участков на леднике и одного участка в переднем поле ледника. Глубина снега

600 550 500 450 400 350 300

I-R

♦ 2750 M ■ 2670 M ▲ 2530 M

• 2360 M

• # ■

_I_

▲ ♦

LT î _

LT î _

LT î *0003

LT î *0003

LT î

LT î

LT. •■s .■

_L_

_L_

_L_

«

♦

♦ ♦

_L_

_L_

1/20 3/01 4/10 5/20 6/29 8/08. 2.3. Средняя плотность снежного покрова в зависимости от дня года на четырех участках ледника Хейг в Скалистых горах Канады (50,7° с.ш., 115,3° з.д.). Верхние три участка находятся на леднике, а нижний участок находится в авангарде ледника.

в данном сборнике варьируются от 0,55 до 4,32 м (от 150 до 2160 мм вод. ст.). Эволюция плотности снежного покрова одинакова на всех участках; свежий снег оседает до плотности 300—350 кг м-3, где и остается в течение зимних месяцев, а резкое увеличение плотности сопутствует более теплым условиям и началу таяния в мае.

В районе скопления ледника снег, переживший сезон летнего таяния, постепенно превращается в фирн, а затем в ледниковый лед. Этот переход сопровождается продолжающимся уплотнением. Процесс непрерывный, четкой границы между снегом и фирном нет. В горных ледниках фирном часто называют снег, который таял хотя бы один сезон. Однако это описание

не относится к полярным ледяным щитам, где фирн образуется в отсутствие таяния. Фирн можно приблизительно определить как плотный многолетний снег с типичной плотностью от 550 до 830 кг м-3. Верхняя граница четко определена. Это разграничивает переход от фирна ко льду, связанный с закрытием порового пространства. В прибрежных горных условиях, где температура и скорость накопления снега высоки, переход от фирна к льду происходит в течение нескольких лет. Для этого требуется около 2500 лет на холодном сухом плато Восточной Антарктиды.

Плотность речного, озерного и морского льда аналогична плотности ледникового льда во время формирования, с небольшим или отсутствующим заполненным воздухом пустотным пространством. Однако могут быть карманы с жидкой водой, а морской лед содержит карманы с рассолом, которые придают ему общую соленость, промежуточную между соленостью морской воды и пресноводного льда; 5-10 ppt характерны для однолетнего морского льда. В морском льду также встречаются твердые солевые осадки. Эти включения могут повышать плотность с измеренными значениями до 940 кг м-3. По мере таяния пресной воды и морского льда образуются вертикальные дренажные каналы, поглощенное коротковолновое излучение может расплавить подповерхностный лед, а лед может испортиться или стать «гнилым» с макропористыми воздушными карманами и каналами. Плотность льда во время распада может упасть до 700 кг м-3 или меньше в поверхностном льду.

Продолжить чтение здесь: Удельная и скрытая энергия

Была ли эта статья полезной?

Как рассчитать вес снега по глубине и плотности — Wallace Design Collective

На прошлой неделе на северо-восток выпало еще одно большое количество снега, когда во время зимнего шторма выпало более 17 дюймов в Центральном парке и более 24 дюймов в некоторых частях Нью-Джерси. .

Вы когда-нибудь задумывались, сколько дюймов снега может выдержать крыша, прежде чем она перегрузится?

Прогнозы погоды и новости обычно сообщают о снеге в дюймах, но инженеров-строителей больше интересует вес выпавшего снега.

Строительные нормы и правила определяют снеговую нагрузку в фунтах на квадратный фут (psf). Иногда мне бывает трудно понять Psf, поэтому мне нравится думать об этом с точки зрения свободных весов на напольной плитке. Представьте, что вы в тренажерном зале, и кто-то говорит вам нанести на пол 10 фунтов на квадратный фут. Стандартная виниловая напольная плитка имеет размер 1 квадратный фут (12″x12″), поэтому вы должны взять 10-фунтовый груз и установить его на одну напольную плитку, затем вы должны взять еще 10-фунтовый груз и установить его на следующую плитку, и оставить так до тех пор, пока каждая напольная плитка не будет весить 10 фунтов. Та-да! 10 фунтов за квадратный фут.

Снова в снег. В современных строительных нормах расчетная нагрузка варьируется в зависимости от местоположения. В соответствии с Международным строительным кодексом 2018 года сооружения на севере Соединенных Штатов, такие как районы Миннесоты, Верхнего полуострова Мичигана и штата Мэн, должны быть рассчитаны на давление от 60 до 100 фунтов на квадратный фут, а в некоторых районах на больших высотах даже больше. – это какие-то тяжелые гантели на плитке пола! И наоборот, сооружения во Флориде или на побережье Мексиканского залива не обязательно должны быть рассчитаны на любой снег.

Отлично, теперь вы знаете, что современные здания были спроектированы с расчетом на снег, но как узнать, когда настоящий снег от метели весит больше, чем рассчитана ваша крыша? Как преобразовать сообщаемую глубину снега в вес?

Для этого вам понадобится еще одна информация: плотность снега.

Если вы чистили снег лопатой, вы инстинктивно понимаете, что плотность снега может быть разной. Ваша нижняя часть спины скорее предпочла бы, чтобы вы сгребали 6 дюймов легкого пушистого снега, чем 6 дюймов тяжелого мокрого снега (хотя ваша нижняя часть спины, вероятно, ДЕЙСТВИТЕЛЬНО предпочла бы, чтобы вы просто сидели внутри с горячим какао).

Плотность снега зависит от нескольких факторов.

• Температура – ​​Чем ближе температура к нулю, тем влажнее и плотнее снег.
• Ветер. Перенесенный ветром снег имеет более плотно упакованные частицы и будет более плотным, чем нетронутый снег, только что выпавший со спокойного неба. Из-за этого сугроб будет более плотным, чем плоский снег.
• Глубина. Снег будет уплотняться под собственным весом, поэтому плотность снега будет варьироваться по глубине: менее плотный снег сверху и более плотный снизу.

Общепринятой единицей плотности является фунт на кубический фут (pcf). Кубический фут немного больше, чем стандартный квадратный пластиковый ящик для молока. Один кубический фут воды весит 62,4 фунта. Снег — это замороженная вода плюс воздух, поэтому кубический фут снега всегда будет весить меньше, чем кубический фут воды — на самом деле, намного меньше.

Свежий снег обычно имеет плотность от 5% до 20% плотности воды. Это означает, что если вы позволите своему молочному ящику заполниться свежим снегом, он будет весить всего от 3 до 13 фунтов!

Когда вы узнаете плотность и глубину снега, вы сможете вычислить, сколько он на самом деле весит в фунтах на квадратный фут. Измерить глубину несложно, а плотность — это просто масса, деленная на объем. Самый простой способ получить эти параметры — зачерпнуть известное количество снега и взвесить его. Тем не менее, ключи к точному измерению включают: 1) убедиться, что вы не уплотняете снег искусственно, и 2) получить образец с полной глубины, так как плотность зависит от глубины. В идеале вам нужна ненарушенная репрезентативная выборка.

Перегрузка снегом крыш может быть проблемой, особенно для крыш металлических зданий или крыш с несколькими слоями снега. Уоллес хотел, чтобы клиенты могли легко измерять вес снега на своих крышах, чтобы они могли знать, когда их крыша попала в беду. Руководители Уоллеса Том Уоллес, PE, и Кэрри Джонсон, PE, исследовали различные варианты, а затем с помощью Сэма Рэя, PE, создали трубку снеговой нагрузки — трубу из ПВХ, которая может захватывать цилиндрический керн снега для измерения глубины и плотности, не повреждая крыша. Процедура и расчеты трубы снеговой нагрузки показаны на диаграмме ниже.