การคำนวณแพลอยน้ำ ให้ปลอดภัยและรับน้ำหนักได้จริง

แพลอยน้ำนอกจากสวยงามแล้วต้องมีความปลอดภัยและใช้งานได้จริงในระยะยาว การที่แพจะปลอดภัยส่วนหนึ่งเป็นเรื่องการรับน้ำหนัก เราจึงต้องรู้จัก ‘การคำนวณแพลอยน้ำ’ ขั้นตอนนี้เป็นเหมือนตัวกำหนดว่าแพของคุณจะต้องใช้ทุ่นจำนวนเท่าใด มีขนาดเท่าไร และต้องวางโครงสร้างอย่างไรจึงจะสามารถรับน้ำหนักทั้งหมดได้โดยไม่จมหรือโคลงเคลง บทความนี้ Flotilla จะแนะนำวิธีการการคำนวณแพลอยน้ำอย่างง่าย พร้อมข้อควรรู้เพื่อให้แพของคุณปลอดภัยทุกการใช้งาน

ทำไมต้องคำนวณแรงลอยตัวของแพก่อนสร้าง?

การเริ่มต้นสร้างแพโดยไม่มีการการคำนวณแพลอยน้ำที่ถูกต้องเปรียบเสมือนการสร้างบ้านบนรากฐานที่ไม่แข็งแรง ซึ่งอาจนำมาซึ่งปัญหาใหญ่ในอนาคต การคำนวณจึงเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดของการออกแบบ

ความสำคัญของความปลอดภัยและการรับน้ำหนัก

เหตุผลหลักของการคำนวณแพลอยน้ำ คือเรื่องของความปลอดภัยในการรับน้ำหนัก การคำนวณที่แม่นยำจะช่วยให้วิศวกรหรือผู้ออกแบบสามารถกำหนดขนาดและจำนวนของทุ่นลอยน้ำที่เพียงพอต่อการแบกรับน้ำหนักโครงสร้างทั้งหมด (เช่น เหล็ก ไม้ และหลังคา) รวมถึงน้ำหนักบรรทุกสูงสุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นจริง เช่น ผู้คน เฟอร์นิเจอร์ หรือเครื่องจักร การกำหนดขีดจำกัดการรับน้ำหนักที่ชัดเจนนี้เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยทางวิศวกรรม

ป้องกันแพจมหรือโคลงเคลงเมื่อใช้งาน

แพที่ขาดแรงลอยตัวที่เหมาะสมอาจนำไปสู่ปัญหาการจมน้ำบางส่วน หรือที่พบบ่อยกว่าคือปัญหาการโคลงเคลง (Instability) เมื่อมีผู้คนเดินไปมาบนแพ การคำนวณแพลอยน้ำ จะช่วยให้แพมีความมั่นคงทางเสถียรภาพ (Stability) โดยเฉพาะอย่างยิ่งการจัดวางตำแหน่งทุ่นและกำหนดจุดศูนย์ถ่วงของแพให้อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม ซึ่งจะช่วยลดการแกว่งตัว และทำให้ผู้ใช้งานรู้สึกปลอดภัยและสะดวกสบายขณะอยู่บนแพ

การคำนวณแพลอยน้ำ 3 ขั้นตอน

แม้ว่ารายละเอียดทางเทคนิคใน การคำนวณแพลอยน้ำ ของวิศวกรอาจมีความซับซ้อน แต่หลักการพื้นฐานที่ใช้ในการหาขนาดทุ่นที่เหมาะสมสามารถสรุปได้เป็น 3 ขั้นตอนง่าย ๆ ดังนี้

1. คำนวณ "น้ำหนักรวม" ที่แพต้องรับทั้งหมด

ขั้นแรกคือการหา "น้ำหนักรวม" (Total Load) ที่แพลอยน้ำต้องรับ ซึ่งประกอบด้วยน้ำหนักหลักสองส่วน

น้ำหนักคงที่ (Dead Load)

น้ำหนักคงที่ของตัวโครงสร้างแพทั้งหมดที่ไม่เปลี่ยนแปลง เช่น น้ำหนักของโครงเหล็ก ทุ่นลอยน้ำ พื้น หลังคา และอุปกรณ์ติดตั้งถาวรต่างๆ น้ำหนักส่วนนี้ต้องคำนวณให้แม่นยำที่สุด เพราะเป็นน้ำหนักเริ่มต้นที่ทุ่นต้องแบกรับอยู่ตลอดเวลา

น้ำหนักใช้งาน (Live Load)

น้ำหนักใช้งาน หรือน้ำหนักบรรทุกที่เปลี่ยนแปลงได้ เช่น น้ำหนักของคน เฟอร์นิเจอร์ที่เคลื่อนย้ายได้ น้ำหนักของน้ำที่เกาะบนพื้นผิว การคำนวณน้ำหนักส่วนนี้ต้องอ้างอิงจากมาตรฐานการรับน้ำหนักต่อพื้นที่ตามประเภทการใช้งานของแพ (เช่น แพร้านอาหาร หรือแพพัก)

2. คำนวณ "ปริมาตรทุ่นลอย" ที่ต้องการ (หาแรงลอยตัว)

เมื่อได้น้ำหนักรวม (Total Load) แล้ว ขั้นตอนถัดไปคือการหาปริมาตรของทุ่นที่ต้องการเพื่อสร้างแรงลอยตัวให้มากกว่าน้ำหนักรวมนั้น ตามหลักการของอาร์คิมิดีส แรงลอยตัวจะเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่ถูกแทนที่ โดยน้ำหนึ่งลูกบาศก์เมตร มีน้ำหนักประมาณ 1,000 กิโลกรัม (1 ตัน)

• ปริมาตรทุ่นที่ต้องการ (ขั้นต่ำ) (V) = Total Load / ความหนาแน่นของน้ำ

แต่เพื่อให้ปลอดภัย เราต้องมี แรงลอยตัวสำรอง (Reserve Buoyancy) โดยการเพิ่มปริมาตรทุ่นเข้าไปอีกประมาณ 30-50% ของปริมาตรขั้นต่ำ เพื่อรองรับน้ำหนักที่ไม่คาดคิดและรักษาเสถียรภาพของแพ

3. เลือกจำนวนทุ่นและวางตำแหน่งให้เหมาะสม

หลังจากคำนวณปริมาตรทุ่นรวมที่ต้องการแล้ว ผู้ออกแบบจะเลือกทุ่นลอยน้ำที่มีจำหน่ายในตลาด (เช่น ทุ่นพลาสติก HDPE) ซึ่งแต่ละทุ่นจะมีกำลังรับน้ำหนักที่ระบุไว้ จากนั้นจึงคำนวณจำนวนทุ่นที่ต้องใช้ และสิ่งที่สำคัญไม่แพ้กันคือการจัดวางตำแหน่งของทุ่นใต้ โครงสร้างแพลอยน้ำ อย่างเหมาะสม เพื่อให้มั่นใจว่าแรงลอยตัวกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งแพ โดยเฉพาะบริเวณที่มีน้ำหนักคงที่สูง เพื่อให้แพลอยตัวในแนวราบและมีความมั่นคงสูงสุด

น้ำหนักมาตรฐานที่ควรรู้

เพื่อให้การคำนวณแพลอยน้ำเป็นไปอย่างมีมาตรฐาน ผู้ที่ออกแบบควรทราบค่า น้ำหนักมาตรฐาน สำหรับน้ำหนักใช้งาน (Live Load) ที่มักอ้างอิงตามข้อกำหนดของกฎหมายควบคุมอาคารหรือมาตรฐานการเดินเรือ (หากเป็นแพเพื่อการพาณิชย์) ตัวอย่างค่ามาตรฐานที่นิยมใช้สำหรับแพ

• พื้นที่พักอาศัย/ที่พักผ่อนส่วนตัว: ประมาณ 150 - 200 กิโลกรัมต่อตารางเมตร

• แพร้านอาหาร/พื้นที่สาธารณะที่มีคนหนาแน่น: อาจสูงถึง 300 - 400 กิโลกรัมต่อตารางเมตร เพื่อรองรับความหนาแน่นของคนที่มารวมกัน

การใช้ค่าน้ำหนักมาตรฐานนี้ในการคำนวณน้ำหนักใช้งาน จะช่วยให้แพลอยน้ำของคุณปลอดภัยและผ่านการตรวจสอบตามกฎหมายได้อย่างง่ายดาย

คำถามที่พบบ่อย (FAQs) การคำนวณแพลอยน้ำ

แม้จะมีการอธิบายขั้นตอนการคำนวณแพลอยน้ำไปแล้ว แต่ผู้ที่สนใจสร้างแพก็อาจมีข้อสงสัยเฉพาะทางเพิ่มเติม เราจึงได้รวบรวมคำถามที่พบบ่อยมาไว้ที่นี่ เพื่อให้คุณสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการสร้างแพลอยน้ำได้อย่างมั่นใจ

การคำนวณแพลอยน้ำ นี้ใช้กับแพทุกชนิดได้หรือไม่?

หลักการการคำนวณแพลอยน้ำ โดยใช้แรงลอยตัว (Buoyancy) เป็นหลักการสากลที่ใช้ได้กับแพทุกชนิด แต่รายละเอียดของน้ำหนักมาตรฐานและแรงลอยตัวสำรองจะแตกต่างกันไปตามประเภทการใช้งานของแพ

ควรเผื่อแรงลอยตัวไว้ประมาณกี่เปอร์เซ็นต์?

โดยทั่วไป วิศวกรจะแนะนำให้เผื่อ แรงลอยตัวสำรอง (Reserve Buoyancy) ไว้ที่ประมาณ 30% ถึง 50% ของน้ำหนักรวม เพื่อความปลอดภัยสูงสุดและเสถียรภาพในการใช้งานจริง

สรุป

การคำนวณแพลอยน้ำ คือหัวใจสำคัญของการสร้างแพที่มั่นคงและปลอดภัยอย่างยั่งยืน โดยเริ่มต้นจากการคำนวณ น้ำหนักคงที่ และ น้ำหนักใช้งาน เพื่อหา “น้ำหนักรวม” ที่ต้องรับ จากนั้นจึงคำนวณปริมาตรของทุ่นลอยน้ำที่ต้องการโดยมีการเผื่อแรงลอยตัวสำรองไว้เสมอ การทำตามขั้นตอนและอ้างอิงน้ำหนักมาตรฐานที่ถูกต้องจะช่วยให้ โครงสร้างแพลอยน้ำของคุณมีความมั่นคงและสามารถใช้งานได้อย่างสบายใจในทุกสภาพน้ำ

Flotilla Technology (โฟลทิลลา เทคโนโลยี) เราคือผู้นำด้านนวัตกรรมเทคโนโลยีการก่อสร้างทางทะเล ผู้เชี่ยวชาญแพลตฟอร์มทุ่นลอยน้ำ HDPE คุณภาพสูงและระบบป้องกันชายฝั่งที่ได้รับสิทธิบัตรใน 33 ประเทศ ด้วยมาตรฐานการผลิตจากญี่ปุ่น หากสนใจผลิตแพลอยน้ำ บ้านลอยน้ำ หรือนวัตกรรมทางทะเลอื่น ๆ ติดต่อเราได้ที่

ไลน์: LINE

เฟซบุ๊ก: FACEBOOK

อีเมล: flotilla@flotillatechnology.com 

โทร: 065 535 7896