Vse zunanje konstrukcije morajo biti sposobne prenesti silo vetra, zato je izračunavanje obremenitve vetra ključnega pomena, če boste načrtovali stavbe. Izračuni pa so bolj zapleteni, če upoštevamo več dejavnikov. To pomeni, da je za najbolj natančen izračun obremenitve vetra pogosto bolje uporabiti spletni kalkulator (glejte Viri), ki upošteva vse pomembne dejavnike ob zadostnih vhodnih podatkih.
Če iščete samo osnovno idejo, kako izračunati obremenitev vetra iz hitrosti vetra, lahko izvedete hiter izračun za oceno igrišča.
Kaj je obremenitev z vetrom?
A obremenitev z vetrom je mera sile, ki jo na površino deluje veter, ki jo lahko izrazimo kot silo na celotno površino ali tlak (ki je preprosto sila na enoto površine). Zato je enota SI obremenitve vetra Newton ali Pascal. V resnici obstajajo tri vrste sil, ki jih veter izvaja na povprečno konstrukcijo: dvižna obremenitev, strižna obremenitev in bočna obremenitev.
The dvižna obremenitev je dvižni učinek strehe zaradi prehoda zraka okoli nje (analogno dviganju na krilih letala).
Za namene tega članka bo poudarek na bočni obremenitvi, saj so izračuni za ostale bolj zapleteni in je treba upoštevati veliko različnih spremenljivk.
Kalkulator sile za hitrost vetra
Najenostavnejša formula za iskanje obremenitve vetra s hitrostjo vetra določi velikost sile, ki jo izvaja. Formula, ki jo potrebujete, je:
Tukaj, ρ je gostota zraka (ki se spreminja glede na nadmorsko višino in temperaturo, lahko pa je 1,2 kg / m3 glede na gladino morja in temperaturo 15 stopinj Celzija), v je hitrost vetra in A je območje, ki ga piha veter. Ta enačba je torej pretvornik sile za hitrost vetra, lahko pa jo delite s površino, da dobite obremenitev vetra kot tlak na podlagi hitrosti vetra.
Izziv uporabe te enačbe je iskanje vrednosti za gostoto zraka na vaši lokaciji in natančna meritev hitrosti vetra, za katero boste morali izračunati (od najvišji hitrost vetra določa, koliko vetrne obremenitve mora zdržati konstrukcija). Območje A je dovolj enostavno najti za pravilne oblike. Na primer, za ravno pravokotno površino preprosto pomnožite širino z višino, da poiščete območje.
Dodajanje koeficientov vlečenja
Če morate izračunati silo (ali tlak) zaradi vetra na neravni površini, je pomembneje vključiti učinek upora. Medtem ko lahko za ravno ploščo uporabite koeficient upora 1 (torej ne vpliva na zgornjo formulo), za valj (na primer) koeficient 0,67 upošteva manjši vpliv vetra na površino.
Ta faktor preprosto dodate na desno stran zgornje enačbe. V tabelah najdete standardne vrednosti koeficientov za najpogostejše oblike in strukture.
Drugi dejavniki
Na žalost obstajajo veliko drugi dejavniki, ki vplivajo na obremenitev vetra na določeni površini, vključno s spreminjanjem hitrosti vetra z višino, natančne lastnosti površino (npr. gladko steklo v primerjavi s teksturirano površino) in vpliv okoliških struktur na hitrost vetra, ki je verjetno izkušen.
Izvedba natančnega izračuna za vašo strukturo bo zato bolj zapleten postopek od tega se je pojavil v članku in za iskanje zanesljivega boste potrebovali veliko več kot le hitrost vetra in gostoto zraka odgovor.