ทำไมหลังคาจึงไม่ทนลูกเห็บได้เหมือนแต่ก่อน?

โดย รศ.ดร.ต่อตระกูล ยมนาค

ทำไมหลังคาจึงไม่ทนลูกเห็บได้เหมือนแต่ก่อน? ปรากฏการณ์ที่ลูกเห็บตกทะลุหลังคาเมทัลชีท ( Metal Sheet)ในหลายจังหวัดของไทยในช่วงที่ผ่านมา สร้างความแปลกใจให้กับหลายคน เพราะโดยปกติเมทัลชีทขึ้นชื่อเรื่องความทนทาน แต่สาเหตุที่ทำให้เกิดการทะลุเสียหายอย่างรุนแรงนั้นมาจากหลายปัจจัยประกอบกัน ไม่ใช่จากขนาดลูกเห็บที่ใหญ่ขึ้นอย่างเดียว :

1. ขนาดและความเร็วปลาย (Terminal Velocity) ของลูกเห็บ
พายุฤดูร้อนในไทยปีนี้มีความรุนแรงสูงมาก ทำให้เกิดลูกเห็บที่มีขนาดใหญ่เป็นพิเศษ (บางพื้นที่มีขนาดเท่าลูกมะนาวหรือลูกกอล์ฟ)
-แรงปะทะ ลูกเห็บที่มีมวลมากเมื่อตกลงมาจากระดับความสูงหลายกิโลเมตรจะมี “ความเร็วปลาย” ที่สูงมาก แรงกระแทก (F = ma) จึงมหาศาลเกินกว่าที่แผ่นเหล็กบางๆ จะรับไหว
-ความแข็ง หากลูกเห็บมีการจับตัวเป็นก้อนน้ำแข็งที่แน่นและแข็งมาก (Clear Ice) จะมีความสามารถในการเจาะทะลุได้ดีกว่าลูกเห็บที่เป็นน้ำแข็งขุ่นเปราะ

2. ความหนาของแผ่นเมทัลชีท (Gauge Thickness)
นี่คือปัจจัยทางวิศวกรรมที่สำคัญที่สุดครับ:
-ค่านิยมการใช้แผ่นบาง ในบ้านเรานิยมใช้แผ่นเมทัลชีทที่มีความหนาประมาณ **0.23 – 0.30 มิลลิเมตร** เพื่อลดต้นทุน ซึ่งแผ่นระดับนี้มีความต้านทานแรงกระแทกต่ำมาก
-มาตรฐานที่แนะนำ หากต้องการให้ทนต่อลูกเห็บหรือการตกกระทบได้ดี ควรใช้ความหนาตั้งแต่ **0.35 – 0.47 มิลลิเมตร** ขึ้นไป (BMT – Base Metal Thickness)

3. คุณภาพเหล็กและการกรอบตัว (Embrittlement)
-ความล้าของวัสดุ หลังคาที่ใช้งานมานานและตากแดดจัดในไทย จะเกิดการสะสมความร้อนสูง ทำให้สารเคลือบหรือตัวเนื้อเหล็กเองมีความเปราะมากขึ้น (Loss of Ductility) เมื่อเจอแรงกระแทกฉับพลันจึงแตกหรือทะลุแทนที่จะแค่บุบ
-เหล็กเกรดต่ำ หากใช้เหล็กที่ไม่ได้มาตรฐาน มอก. หรือมีปริมาณมวลสารสิ่งเจือปนสูง ความเหนียวของเหล็กจะลดลง

4. มุมตกกระทบ (Angle of Impact)
-หากหลังคามี Slope (ความชัน)** น้อย ลูกเห็บจะตกกระทบในแนวตั้งฉากกับแผ่นหลังคาโดยตรง ทำให้รับพลังงานไปเต็ม 100% ต่างจากหลังคาที่มีความชันสูงซึ่งลูกเห็บจะตกกระทบแบบแฉลบ (Deflection) ช่วยลดแรงปะทะลงได้

5. การเสื่อมสภาพของชั้นฉนวน (PE/PU Foam)
-เมทัลชีทที่มีการบุฉนวน U Foam หนาๆ จะช่วยเป็น Buffer รับแรงกระแทกได้ดีกว่าแผ่นเปล่าหรือแผ่นที่บุแค่ **PE** บางๆ มีแผ่น เมทัลชีท บางชนิดที่นำฉนวนมาทากาวติดเอง ใช้ไม่นานแผ่นฉนวนก็จะหลุดล่อนไป แผ่นเหล็กก็จะต้องรับแรงกระแทกไปทั้งหมด

ผู้ผลิตแผ่นเมทัลชีท ในประเทศ จึงไม่ควรต่อสู้ด้วยราคากันเพียงอย่างเดียว แต่จะต้องมีผลการทดลอง รับรองว่า รับรองว่ารับแรงกระแทก ของวัสดุต่างๆ ที่ตกลงมาได้แค่ไหน ป้องกันขนาดลูกเห็บใหญ่สุดได้เพียงใด เพราะหากป้องกันไม่ได้ ก็จะเป็นอันตรายต่อชีวิตผู้อยู่อาศัยได้#ด้วย ไม่ใช่แค่เปียกฝน!!

*** ทุกเช้าวันจันทร์พบกับเรื่องราวน่าสนใจในวงการก่อสร้างในชุด
“เปิดสมองมองก่อสร้าง ”
นำมาเสนอโดยอาจารย์ต่อ