Všetky vonkajšie konštrukcie musia byť schopné odolať sile vetra. Preto je pri výpočte budov rozhodujúce vedieť vypočítať zaťaženie vetrom. Výpočty sú však zložitejšie, keď vezmete do úvahy viac faktorov. To znamená, že na najpresnejší výpočet zaťaženia vetrom je často lepšie použiť online kalkulačku (pozri Zdroje), ktorá zohľadňuje všetky príslušné faktory a poskytuje dostatočné vstupné údaje.
Ak hľadáte iba základnú predstavu o tom, ako vypočítať zaťaženie vetrom z rýchlosti vetra, môžete vykonať rýchly výpočet pre odhad guľôčky.
Čo je to zaťaženie vetrom?
A zaťaženie vetrom je miera sily vyvíjanej na povrch vetrom, ktorú je možné vyjadriť ako silu na celý povrch alebo tlak (čo je jednoducho sila na jednotku plochy). Jednotkou zaťaženia vetrom SI je preto Newton alebo Pascal. V skutočnosti existujú tri typy síl vyvíjaných vetrom na priemernú konštrukciu: zdvihové zaťaženie, šmykové zaťaženie a priečne zaťaženie.
The zdvihnuté zaťaženie je zdvíhací efekt pôsobiaci na strechu z priechodu vzduchu okolo nej (obdobne ako je tomu pri zdvíhaní na krídlach lietadla).
Na účely tohto článku sa zameriame na bočné zaťaženie, pretože výpočty pre ostatné sú zložitejšie a je potrebné brať do úvahy veľa rôznych premenných.
Kalkulačka rýchlosti vetra a sily
Najjednoduchší vzorec na zistenie zaťaženia vetrom využíva rýchlosť vetra na určenie veľkosti sily, ktorú vyvíja. Potrebný vzorec je:
Tu, ρ je hustota vzduchu (ktorá sa líši v závislosti od nadmorskej výšky a teploty, ale možno ju brať ako 1,2 kg / m3 založené na hladine mora a teplote 15 stupňov Celzia), v je rýchlosť vetra a A je oblasť, ktorú zasahuje vietor. Táto rovnica je teda prevodníkom rýchlosti vetra na silu, ale môžete ho rozdeliť podľa oblasti a získať zaťaženie vetrom ako tlak založený na rýchlosti vetra.
Výzvou pri použití tejto rovnice je nájsť hodnoty hustoty vzduchu vo vašom mieste a presné meranie rýchlosti vetra, ktoré budete musieť vypočítať (pretože najvyššia rýchlosť vetra určuje, koľko zaťaženia vetrom musí konštrukcia vydržať). Oblasť A je dosť ľahké nájsť pre pravidelné tvary. Napríklad pre rovný obdĺžnikový povrch jednoducho vynásobíte šírku a výšku, aby ste našli oblasť.
Pridanie koeficientov odporu
Ak potrebujete vypočítať silu (alebo tlak) spôsobenú vetrom na nerovnom povrchu, je dôležitejšie zapracovať účinok odporu. Zatiaľ čo pre plochú dosku môžete použiť koeficient odporu 1 (takže nie je rozdiel vo vyššie uvedenom vzorci), napríklad pre valec zohľadňuje koeficient 0,67 znížený vplyv vetra na povrch.
Tento faktor jednoducho pridáte na pravú stranu vyššie uvedenej rovnice. Hodnoty štandardných koeficientov pre najbežnejšie tvary a štruktúry nájdete v tabuľkách.
Ďalšie faktory
Bohužiaľ existujú veľa ďalšie faktory, ktoré ovplyvňujú zaťaženie vetrom na danom povrchu, vrátane zmien rýchlosti vetra s prevýšením, presných vlastností povrch (napr. hladké sklo verzus textúrovaný povrch) a pravdepodobný vplyv okolitých štruktúr na rýchlosť vetra skúsený.
Presný výpočet vašej štruktúry bude preto komplikovanejším procesom tento článok sa objavil a pre spoľahlivosť budete potrebovať oveľa viac než len rýchlosť vetra a hustotu vzduchu odpoveď.
