Rüzgarın gücü küçümsenemez. Kuvvet olarak rüzgar, uçurtmayı kaldıran hafif bir esintiden çatıyı yırtan bir kasırgaya kadar değişir. Işık direkleri ve benzeri yaygın günlük yapılar bile rüzgarın gücüne dayanacak şekilde tasarlanmalıdır. Bununla birlikte, rüzgar yüklerinden etkilenen tahmini alanı hesaplamak zor değildir.
Rüzgar Yükü Formülü
Rüzgar yükünü hesaplama formülü, en basit haliyle, rüzgar yükü kuvveti eşittir rüzgar basıncı çarpı öngörülen alan çarpı sürtünme katsayısıdır. Matematiksel olarak formül şu şekilde yazılır:
F=PAC_d
Rüzgar yüklerini etkileyen ek faktörler arasında rüzgar esintileri, yapıların yükseklikleri ve çevredeki yapılar yer alır. Ayrıca yapısal detaylar rüzgarı yakalayabilir.
Öngörülen Alan Tanımı
Öngörülen alan, rüzgara dik yüzey alanı anlamına gelir. Mühendisler, rüzgar kuvvetini hesaplamak için maksimum öngörülen alanı kullanmayı seçebilir.
Rüzgara bakan bir düzlem yüzeyin yansıtılan alanını hesaplamak, üç boyutlu şekli iki boyutlu bir yüzey olarak düşünmeyi gerektirir. Doğrudan rüzgara bakan standart bir duvarın düz yüzeyi, kare veya dikdörtgen bir yüzey sunacaktır. Bir koninin öngörülen alanı, bir üçgen veya bir daire olarak sunulabilir. Bir kürenin öngörülen alanı her zaman bir daire olarak sunulacaktır.
Öngörülen Alan Hesapları
Bir Meydanın Öngörülen Alanı
Rüzgarın kare veya dikdörtgen bir yapıya çarptığı alan, yapının rüzgara göre yönüne bağlıdır. Rüzgar kare veya dikdörtgen bir yüzeye dik olarak çarparsa, alan hesaplaması alan eşittir uzunluk çarpı genişlik (A=LH). 20 fit uzunluğunda ve 10 fit yüksekliğinde bir duvar için, öngörülen alan 20 × 10 veya 200 fit kareye eşittir.
Bununla birlikte, dikdörtgen bir yapının en büyük genişliği, bitişik köşeler arasındaki mesafe değil, bir köşeden karşı köşeye olan mesafe olacaktır. Örneğin, 10 fit genişliğinde, 12 fit uzunluğunda ve 10 fit yüksekliğinde bir bina düşünün. Rüzgar bir tarafa dik olarak vurursa, bir duvarın öngörülen alanı 10 × 10 veya 100 fit kare, diğer duvarın öngörülen alanı ise 12 × 10 veya 120 fit kare olacaktır.
Ancak rüzgar bir köşeye dik olarak çarparsa, öngörülen alanın uzunluğu Pisagor Teoremine göre hesaplanabilir.
a^2+b^2=c^2
Karşılıklı köşeler (L) arasındaki mesafe
10^2+12^2=L^2\L^2=244\anlamına gelir L=\sqrt{244}=15.6\text{ ft}
Öngörülen alan daha sonra L × Y, 15.6 × 10=156 fit kare olur.
Bir Kürenin Öngörülen Alanı
Doğrudan bir küreye bakıldığında, bir kürenin iki boyutlu görünümü veya yansıtılan ön alanı bir dairedir. Dairenin tahmini çapı, kürenin çapına eşittir.
Bu nedenle, öngörülen alan hesaplaması bir daire için alan formülünü kullanır: alan eşittir pi çarpı yarıçap çarpı yarıçap veya A=πr2. Kürenin çapı 20 fit ise, yarıçap 20÷2=10 ve öngörülen alan A=π × 10 olacaktır.2≈3.14 × 100=314 fit kare.
Koninin Öngörülen Alanı
Bir koni üzerindeki rüzgar yükü, koninin yönüne bağlıdır. Koni tabanına oturuyorsa, koninin öngörülen alanı bir üçgen olacaktır. Bir üçgenin alan formülü, taban çarpı yükseklik çarpı yarım (B × H÷2), taban boyunca uzunluğun ve koninin ucuna kadar olan yüksekliğin bilinmesini gerektirir. Yapı taban boyunca 10 fit ve 15 fit yükseklikte ise, öngörülen alan hesaplaması 10 × 15÷2=150÷2=75 fit kare olur.
Bununla birlikte, koni, taban veya uç doğrudan rüzgarı gösterecek şekilde dengelenirse, yansıtılan alan, taban boyunca mesafeye eşit bir çapa sahip bir daire olacaktır. Bir daire formülü için alan daha sonra uygulanacaktır.
Koni, rüzgar yana dik (tabakaya paralel) çarpacak şekilde uzanıyorsa, koninin çıkıntılı alanı, koninin tabanına oturduğu zamanki üçgen şekliyle aynı olacaktır. Bir üçgen formülünün alanı daha sonra öngörülen alanı hesaplamak için kullanılacaktır.
