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雪荷载评级详解:加拿大车棚与车库的 PSF 到底意味着什么

加拿大冬季庭院车道上覆盖新雪的钢制车棚,下方停放着一辆汽车
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雪荷载评级详解:加拿大车棚与车库的 PSF 到底意味着什么

每年加拿大的冬天都会出现同样的照片:一座金属车棚被积雪压垮,塌在它本应保护的汽车上,第二天早上被人发到社区群里。几乎每一次,这座车棚其实都标有雪荷载评级,只是那个数字并不是车主以为的意思。对于在加拿大销售的车棚、便携式车库和多用途棚屋来说,雪荷载评级是最有价值的一项参数,同时也是买家最常跳过的一项。本文说明这些数字的真实含义、市场上究竟存在哪些评级,以及如何为您所在地区的冬天选到合适的一款。

雪荷载评级究竟衡量什么

雪荷载评级以每平方英尺承重磅数表示,缩写为 psf。它表示屋面每平方英尺在超出设计极限之前可以承受多少重量。一个评级为 35 psf、面积 200 平方英尺的屋顶,按设计可以承载约 7,000 磅均匀分布的积雪。

有两个细节比数字本身更重要。第一,评级假定积雪均匀分布。而现实中的雪从不均匀堆积,偏堆在双坡屋顶一侧的荷载会形成设计从未预料到的集中受力。第二,评级假定结构完全按说明书组装:每一根斜撑都装好,每一个地锚都打入,每一颗螺栓都拧紧;若是篷布棚屋,篷布还要绷得像鼓面一样紧。评级是针对正确组装的成品得出的实验室数据,而不是对某个周六下午匆忙搭起来的那一座的承诺。

加拿大建筑规范用千帕而非 psf 表示地面雪荷载,因此这两种单位您都会遇到。换算很简单:1 千帕等于 20.885 psf。也就是说,30 psf 的棚屋约合 1.44 千帕,35 psf 约合 1.68 千帕,60 psf 约合 2.87 千帕,100 psf 约合 4.79 千帕。记住这几组对应关系,比对产品参数表和市政数据就容易得多。

加拿大冬季庭院车道上覆盖新雪的钢制车棚,下方停放着一辆汽车
承载着均匀、适度积雪的车棚。造成倒塌的通常是分布不均的堆积,而不是总积雪厚度。

市场上真实存在的评级:30、35、60 与 100 psf

在我们目前有库存且标注了雪荷载评级的车棚、车库和多用途棚屋中——共计 179 款产品——这些数字的集中程度远超多数买家的想象。其中 150 款评级为 35 psf,另有 25 款为 30 psf,只有整整四款更高:两款 60 psf,两款 100 psf。市场上并不存在一长串重型选项,这一事实对购买决策的影响,远大于任何宣传文案。

结构类型雪荷载风荷载适用场景
ShelterCoat 8 x 8 英尺圆顶车库100 psf(4.79 千帕)90 英里/小时多雪地区,全年常设
ShelterCoat 10 x 8 英尺圆顶车库60 psf(2.87 千帕)90 英里/小时多雪地区,全年常设
Arrow 钢制车棚,开放式框架35 psf(1.68 千帕)100 英里/小时空旷多风、积雪中等的场地
Arrow 金属雨棚 10 x 6 与 12 x 6 英尺35 psf(1.68 千帕)100 英里/小时入口、设备、小型车辆
Arrow 钢制车棚加装围板30 psf(1.44 千帕)70 英里/小时背风场地,封闭性优先
ShelterLogic ShelterTube 车库,12 英尺高30 psf(1.44 千帕)70 英里/小时车辆与设备长期存放
Shed-in-a-Box、牲畜棚及篷布类棚屋无雪荷载评级三季使用;入冬前应拆除

最后一行值得特别强调。相当一部分热销的篷布棚屋根本没有雪荷载评级。这并非厂家疏漏,而是厂家明确拒绝为屋面的积雪承载做认证,等于清楚地告诉您:要么及时清雪,要么按季节拆除。把一座没有评级的棚屋当作 30 psf 结构来用,是这一整个品类中代价最高的想当然。

为什么加装围板反而会降低评级

下面这个发现,几乎让每一个把参数表并排比较的人都感到意外。以 Arrow 开放式钢制车棚为例:它的评级是雪荷载 35 psf、风荷载 100 英里/小时。给完全相同的框架装上厂家自己的单面、双面或三面围板套件之后,公布的评级就降到了 30 psf 和 70 英里/小时。

风荷载的变化一想就明白。开放式车棚让阵风直接穿过。给同一副框架包上围板,您其实是造了一面帆。结构现在必须抵抗此前可以忽略的侧向力,工程师因此下调了评级。雪荷载的变化出自同样的道理,因为风荷载与雪荷载并不彼此独立:一副把强度储备花在抵抗侧向风上的框架,留给垂直重量的余量自然更少。

这里的实用结论并不是说围板套件不好。当您需要挡住飘雪和斜打的雨水、保护停在下面的东西时,围板非常有用。真正的结论是:封闭会改变结构,因此必须按封闭后的评级来规划,而不是按原包装上印的开放式数字。如果 35 psf 对您所在地区本就偏紧,加装围板是走错了方向,换成更高一级的结构才是正解。

您屋顶上的雪到底有多重

只看厚度几乎说明不了任何问题。重量取决于密度,而加拿大一个冬天里雪的密度能相差四倍甚至更多。作为粗略的参考值:30 厘米厚的新降干冷雪大约为每平方英尺三到六磅;同样厚度的雪经过一周压实后,更接近六到十二磅;湿雪,或者部分融化后又重新冻结的雪,在这一厚度下可能超过十二到二十磅,而实心冰层还要更重。

这种差距解释了为什么一座扛住了一月份一米厚粉雪的棚屋,会在三月被四十厘米的雪压塌。季节末期的降雪最危险:一场又湿又重的大雪落在已经压实的底层上,随后的降雨又被雪层吸收而非排走。冻雨是最极端的情形,因为冰会增加大量重量,却几乎不增加厚度来提醒您。

要知道您自家地址应当按什么数值设防,请查阅原始出处,而不是某篇博客里的表格。加拿大各地的地面雪荷载值公布于《国家建筑规范》气候数据中,您所在市政的建筑部门也掌握这些数据,他们会以千帕为单位提供。乘以 20.885 即可与产品的 psf 评级对比。五大湖雪带沿线、魁北克大部、大西洋省份以及山区社区的市政地面雪荷载,普遍高于 30 或 35 psf 棚屋的设计值。这并不意味着这些棚屋在当地不能用,但确实意味着需要主动管理,而不是被动信任。

当冬天超出评级时该怎么办

大多数加拿大业主正处在这种情况,应对办法也很成熟。

及早清雪。使用长柄屋顶除雪耙,站在地面操作,在积雪压实之前把它清掉。绝对不要爬上篷布或轻钢屋面。目标不是把屋顶扫得一尘不染,而是不让任何一场降雪叠加到已有的底层之上。

按您的地面条件正确固定。结构一旦没有固定,评级就形同虚设。螺旋式地锚咬入土中,可抵抗上拔力;混凝土地面则应使用带卡扣和膨胀件的混凝土锚栓。Arrow 同时提供带钢缆的螺旋地锚和混凝土锚栓套件,ShelterLogic 则提供棘轮收紧式地锚套件、加长螺旋地锚系统和挂钩式固定系统。相对于整体结构,这些配件价格低廉,却是整个安装流程中最常被跳过的一步。

能加固的地方就加固。Arrow 为多种钢制储物棚尺寸提供屋顶加固套件,包括 6 x 5 与 8 x 6 英尺、10 x 12 英尺以及 10 x 13 和 10 x 14 英尺型号。请注意对所有这些套件都适用的一条说明:它们适配除平开门款式之外的型号。下单前请先确认您的门型。这些套件以及其他实用的车库配件,值得在最初购买时就一并列入预算,而不是事后补买。

保持篷布绷紧并通风。松弛的篷布屋面会形成兜袋,兜袋兜住积雪,积雪又把兜袋压得更深。入秋后期要重新张紧篷布。自动通风套件可以减少冷凝,并缓和棚内气压波动——正是这些因素让篷布在一个季节里逐渐松弛。

没有评级就拆掉。对于没有雪荷载评级的篷布棚屋,按季拆除是厂家的真实要求,而不是给谨慎者的可选建议。

常见问题

35 psf 的车棚足以应对加拿大的冬天吗?

在安大略省南部大部分地区和草原三省,一座正确组装并完全固定的 35 psf 车棚,只要在大雪后及时清雪,足以度过一个正常的冬天。而在雪带地区、魁北克大部、大西洋省份和山区社区,应把 35 psf 视为需要整季主动维护的结构,而不是可以放着不管的设施。请向市政部门查询当地以千帕为单位的地面雪荷载,乘以 20.885 后即可直接对比。

为什么加装围板会降低车棚的雪荷载评级?

把开放式框架封闭起来,会让它变成兜风的受风面。Arrow 钢制车棚在开放状态下的公布评级为 35 psf 和 100 英里/小时,装上单面、双面或三面围板套件后则变为 30 psf 和 70 英里/小时。框架此时必须抵抗原本可以放行的侧向风力,能够安全承担的垂直荷载因而下降。请按封闭后的评级来规划,而不是开放式的数字。

棚屋屋顶上 30 厘米厚的雪有多重?

完全取决于密度。这一厚度的新降干冷雪约为每平方英尺三到六磅;压实后的雪约为六到十二磅;湿雪或部分回冻的雪可能超过十二到二十磅,冰层还要更重。这正是为什么季末的湿雪和冻雨造成的倒塌,比隆冬时厚厚的粉雪更多。

如果我的棚屋完全没有雪荷载评级怎么办?

许多热销的篷布棚屋,包括 Shed-in-a-Box 系列和牲畜棚款式,都没有雪荷载评级。这是厂家拒绝为屋面的积雪承载做认证。请把它们当作三季结构使用;若要整季留在原处,就必须保持屋顶无积雪;如果无法做到每场雪后都清理,请在入冬前拆除。

拿着数字来做选择

坦白说,加拿大市场只提供两个现实的档次。占绝大多数的中间档,即 30 与 35 psf,涵盖了您能见到的几乎所有车棚、便携式车库和多用途棚屋;只要业主愿意在大雪之后清理屋顶,它在任何地方都能用得很好。再往上,60 与 100 psf 的 ShelterCoat 圆顶车库,是为那些希望结构在雪带冬季无人照看也能屹立不倒的人准备的;它们的尺寸被刻意做得很小——8 x 8 和 10 x 8 英尺——因为正是这种几何形状才使那样的评级成为可能。

在开始选购之前,先判断这两种描述中哪一种符合您的情况,然后按参数而不是按照片来筛选。让评级与您所在市政的地面雪荷载相匹配,在购买结构的同时就把固定配件一起买齐;如果打算加装围板,从一开始就按封闭后的评级来设计。欢迎浏览我们完整的车棚、车库与棚屋系列,在下单前把公布的雪荷载与风荷载并排比较一遍。

由 IPATIO 团队审核,魁北克省圣洛朗。文中引用的评级为撰稿时我们所售产品的厂家公布值;请务必以随货文件为准进行核对。

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