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 vom Wind auf eine Fläche (insbesondere ein Segel) ausgeübte Kraft zu bestimmen. Der Winddruck steigt mit dem Quadrat der Windgeschwindigkeit.

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:

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

und

$w=A\,W_{\mathrm {D} }$    (in N)

oder

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

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 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		Winddruck in N/m2
	m/s	km/h
0	0,2	0,7	0,03
bis 1	1,5	5,4	1,4
bis 2	3,3	11,9	6,6
bis 3	5,4	19,4	17,6
bis 4	7,9	28,4	37,6
bis 5	10,7	38,5	68,9
bis 6	13,8	49,7	114,6
bis 7	17,1	61,6	176
bis 8	20,7	74,5	258
bis 9	24,7	88,9	367

Siehe auch

• Windsog

Weblinks

• Winddruck im Orgelbau