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.

In der Seefahrt wird der Winddruck verwendet, um die Kraft zu bestimmen, die der Wind auf eine Fläche (insbesondere ein Segel) ausübt.

Der Winddruck steigt mit dem Quadrat der Windgeschwindigkeit. Es handelt sich um einen dynamischen Druck, im Gegensatz zum Luftdruck, der ein statischer Druck ist.

Definition

Für den Winddruck $W_{\mathrm {D} }$ gilt:

$W_{\mathrm {D} }=c_{\mathrm {p} }\cdot {\frac {\rho }{2}}\cdot v^{2}$     (in N/m²)

und für die Windlast $w$:

$w=A\cdot W_{\mathrm {D} }$    (in N)

oder

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

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 (mbar) = 760 Torr (mmHg) ist:

• 1,293 kg/m³ bei 0 °C
• 1,204 kg/m³ bei 20 °C.

Beispieltabelle

Kraft bzw. Druck auf eine senkrecht angeströmte Fläche von 1 m² bei einem Druckbeiwert c_p = 1 und verschiedenen Windstärken. Innerhalb jeder Stufe der Beaufortskala sind jeweils die oberen Windgeschwindigkeiten angegeben.

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

Windstärke in Beaufort	Windgeschwindigkeit	Winddruck in N/m2
m/s	km/h
0	00,2	00,7	000,03
bis 1	01,5	05,4	001,40
bis 2	03,3	11,9	006,60
bis 3	05,4	19,4	017,60
bis 4	07,9	28,4	037,60
bis 5	10,7	38,5	068,90
bis 6	13,8	49,7	114,60
bis 7	17,1	61,6	17600
bis 8	20,7	74,5	25800
bis 9	24,7	88,9	36700

Siehe auch

• Windsog

Weblinks

• Winddruck im Orgelbau