27/03/2023
Ile „waży” wiatr?
Do przełożenia prędkości wiatru na parcie wiatru na powierzchnię pionową wyrażoną w N/m2 można skorzystać ze wzoru:
F = 0,613 * V^2
gdzie: F - parcie wiatru na powierzchnię pionową w N/m2 a V - prędkość wiatru w m/s
Wzór ten stosuje się dla powierzchni pionowych, na przykład na ściany budynków. Jednakże należy zaznaczyć, że wartość parcia wiatru na powierzchnię pionową zależy również od innych czynników, takich jak kształt i wysokość budynku, a także występowanie w okolicy innych obiektów, drzew czy pagórków.
Łatwo więc, oszacować z jaką siłą może przeć wiatr np. na ścianę czy pełne ogrodzenie, podczas burzy z porywistym wiatrem. Dla wiatru wiejącego z prędkością 80 km/h parcie dynamiczne wiatru może wynosić około 30 kg/m2, dla 100 km/h będzie to już niecałe 50 kg/m2, dla 120 km/h niecałe 70 kg/m2 a dla 150 będzie to już prawie 110 kg/m2.
Jak wieje w Polsce?
Statystycznie na nizinach w Polsce wiatr rozpędza się do 120-130 km/h, nad morzem podczas sztormów, odnotowywano wiatry z prędkością przekraczającą 160 km/h, natomiast w górach (im wyżej tym bardziej wietrznie) odnotowano kiedyś na Śnieżce podmuch wiatru o prędkości 345 km/h!
„Na jaką prędkość wiatru został zaprojektowany mój dach”?
O tym decydują umowne strefy obciążenia wiatrem w Polsce, kategoria terenu (teren otwarty lub z elementami przesłaniającymi – tereny od kategorii 0 do IV) oraz to co ostatecznie do obliczeń przyjął projektant konstrukcji. Nie wchodząc w szczegóły, typowy dach dwuspadowy o kącie nachylenia 40 st., o wymiarach w rzucie 9x15 m, dla I kategorii terenu (teren raczej otwarty bez przeszkód – kat. I) będzie w I strefie obciążenia wiatrem obciążony parciem o średniej maksymalnej charakterystycznej wartości (z pominięciem pól skrajnych) równej około 0,5 kN/m2, co odpowiada parciu dynamicznemu pochodzącego od wiatru wiejącego z prędkością około 100 km/h (obciążenie obliczeniowe dodatkowo obarczone jest współczynnikiem bezpieczeństwa wynoszącym dla wiatru 1,5 – czyli obliczeniowo wiatr będzie wiał z prędkością 150 km/h i będzie generował parcie na poziomie 0,75 kN/m2).
Odpowiednio taki sam dach w II strefie obciążenia wiatrem byłby „obciążony wiatrem” wiejącym z prędkością około 120 km/h (0,65 kN/m2 oraz 0,98 kN/m2 i 180 km/h obliczeniowo) a w III strefie (np. 900 m n.p.m - Zakopane) wiatrem wiejącym z prędkością około 130 km/h (0,8 kN/m2 oraz 1,2 kN/m2 i 195 km/h obliczeniowo).
Wszystkie powyższe rozważania zawierają wartości przybliżone, ostatecznie obciążenie wiatrem dachu, ściany, ogrodzenia, flagi, masztu czy tablicy reklamowej wynika z bardzo wielu czynników a sam proces obciążania budynku / budowli wiatrem bywa często skomplikowany.