כיצד לחשב שטח צפוי לעומסי רוח

אי אפשר לזלזל בכוח הרוח. ככוח, הרוח משתנה בין רוח קלה המרימה עפיפון לסופת ההוריקן שקורעת גג. אפילו עמודי תאורה ומבנים יומיומיים נפוצים ודומים צריכים להיות מתוכננים כך שיעמדו בכוח הרוח. חישוב השטח המוקרן המושפע מעומסי רוח אינו קשה, עם זאת.

הנוסחה לחישוב עומס הרוח, בצורתה הפשוטה ביותר, היא כוח עומס הרוח שווה לזמן לחץ הרוח כזמן השטח החזוי כנגד מקדם הגרר. מתמטית, הנוסחה נכתבת כ-

גורמים נוספים המשפיעים על עומסי הרוח כוללים משבי רוח, גבהי מבנים ומבנים הסובבים את השטח. כמו כן, פרטים מבניים עשויים לתפוס את הרוח.

שטח מוקרן פירושו שטח הפנים בניצב לרוח. מהנדסים עשויים לבחור להשתמש בשטח המוקרן המקסימלי לחישוב כוח הרוח.

חישוב השטח המוקרן של משטח מישורי הפונה אל הרוח מחייב חשיבה על הצורה התלת מימדית כמשטח דו מימדי. המשטח השטוח של קיר סטנדרטי הפונה ישירות לרוח יציג משטח מרובע או מלבני. השטח המוקרן של חרוט יכול להופיע כמשולש או כמעגל. השטח המוקרן של כדור תמיד יופיע כמעגל.

​שטח צפוי של כיכר​

השטח שהרוח פוגעת במבנה מרובע או מלבני תלוי בכיוון המבנה לרוח. אם הרוח פוגעת בניצב למשטח מרובע או מלבני, חישוב השטח הוא שטח שווה לאורך כפול רוחב (A = LH). עבור קיר שאורכו 20 מטר על 10 מטר, השטח המוקרן שווה 20 × 10 או 200 מטר מרובע.

עם זאת, הרוחב הגדול ביותר של מבנה מלבני יהיה המרחק מפינה אחת לפינה הנגדית, ולא המרחק בין פינות סמוכות. לדוגמא, קחו בחשבון בניין שרוחבו 10 מטר על 12 מטר על 10 מטר. אם הרוח פוגעת בניצב לצד, השטח המוקרן של קיר אחד יהיה 10 × 10 או 100 מטרים רבועים ואילו השטח המוקרן של הקיר השני יהיה 12 × 10 או 120 מטרים רבועים.

אם הרוח פוגעת בניצב לפינה, עם זאת, ניתן לחשב את אורך השטח המוקרן על פי משפט פיתגורס

המרחק בין פינות מנוגדות (L) הופך להיות

השטח המוקרן הופך אז ל L × H, 15.6 × 10 = 156 מטרים רבועים.

​שטח צפוי של כדור​

במבט ישיר לכדור, המבט הדו-ממדי או השטח הקדמי המוקרן של הכדור הם מעגל. הקוטר המוקרן של המעגל שווה לקוטר הכדור.

לכן חישוב השטח המוקרן משתמש בנוסחת השטח למעגל: שטח שווה ל- pi כפול רדיוס כפול רדיוס, או A = πr². אם קוטר הכדור הוא 20 מטר, אז הרדיוס יהיה 20 ÷ 2 = 10 והשטח המוקרן יהיה A = π × 10².13.14 × 100 = 314 מטרים רבועים.

​שטח צפוי של קונוס​

עומס הרוח על חרוט תלוי בכיוון החרוט. אם החרוט יושב על בסיסו, אז השטח החזוי של החרוט יהיה משולש. נוסחת השטח למשולש, כפול בסיס גובה כפול חצי (B × H ÷ 2), מחייבת הכרת אורך הבסיס וגובה קצה החרוט. אם המבנה הוא 10 מטר על בסיס הבסיס וגובהו 15 מטר, אז חישוב השטח המוקרן הופך להיות 10 × 15 ÷ 2 = 150 ÷ ​​2 = 75 מטר מרובע.

אם, עם זאת, החרוט מאוזן כך שהבסיס או הקצה יצביעו ישירות אל הרוח, השטח המוקרן יהיה מעגל בקוטר השווה למרחק על פני הבסיס. לאחר מכן יוחל השטח עבור נוסחת מעגל.

אם החרוט מונח כך שהרוח פוגעת בניצב לצד (במקביל לבסיס), אז השטח החזוי של החרוט יהיה באותה צורה משולשת כמו כאשר החרוט יושב על בסיסו. לאחר מכן ישמש את השטח של נוסחת משולש לחישוב השטח המוקרן.