Winddruck

Der Winddruck, auch die Windkraft, ist im Bauwesen ein rechnerischer Druck, der bei der Berechnung von Windlasten auf einen Gegenstand z. B. ein Gebäude verwendet wird. Er ergibt sich aus dem Staudruck multipliziert mit aerodynamischen Druckbeiwerten. Die Kraft auf den Gegenstand erhält man aus dem Winddruck multipliziert mit der Bezugsfläche.

Es handelt sich hierbei um dynamischen Druck, im Gegensatz zum Luftdruck, bei dem es sich um statischen Druck handelt.

Definition

Für den Winddruck $W_{\mathrm {D} }$ und die Windlast $w$ gilt:

$W_{\mathrm {D} }=c_{\mathrm {p} }\cdot {\frac {\rho }{2}}\cdot v^{2}$     (in kg/ms² bzw. N/m²) und     $w=A\cdot W_{\mathrm {D} }$    (in kgm/s² bzw. N)

oder

$p_{\mathrm {Stau} }={\frac {\rho }{2}}\cdot v^{2}$     und     $w=c_{\mathrm {p} }\cdot A\cdot p_{\mathrm {Stau} }$

jeweils mit

$\!\ A$ = Bezugsfläche in m²

$\!\ c_{\mathrm {p} }$ = Druckbeiwert (dimensionslos)

$\!\ v$ = Windgeschwindigkeit in m/s

$\!\ \rho$ = Dichte der Luft in kg/m³

Die Dichte der Luft bei mittlerem Druck auf Meereshöhe von 1013,25 hPa = Millibar = 760 Torr = mmHg ist 1,293 kg/m³ bei 0 °C und 1,204 kg/m³ bei 20 °C.

Beispieltabelle

Kraft bzw. Druck auf eine senkrecht angeströmte Fläche von 1 m² mit c_p = 1 bei verschiedenen Windstärkenwerten. Innerhalb jeder Stufe der Beaufortskala sind jeweils die oberen Windgeschwindigkeitswerte angegeben.

Winddrücke auf eine Fläche mit c_p = 1
bei 20 °C auf Meereshöhe

Windstärke in Beaufort	Windgeschwindigkeit in m/s	Winddruck in N/m2
0	0,2	0,03
bis 1	1,5	1,4
bis 2	3,3	6,6
bis 3	5,4	17,6
bis 4	7,9	37,6
bis 5	10,7	68,9
bis 6	13,8	114,6
bis 7	17,1	176
bis 8	20,7	258
bis 9	24,7	367

Winddruck im Orgelbau

Im Orgelbau bezeichnet der Winddruck den Speicherdruck, der zur Tonerzeugung benötigt wird. Siehe hierzu auch Windwerk.

Siehe auch

• Windsog

Weblinks

• http://www.iag.uni-stuttgart.de/IAG/institut/arbeitsgebiete.html
• http://www.sofistik.de/uploads/tx_dpsofistikexamples/v05_schroeter_wind.pdf
• http://fgt.ieb.kit.edu/downloads/Statik_und_Festigkeitslehre_4_Vorlesung_WS_1011.pdf
• Winddruck im Orgelbau