风压计算方法

下面我们就来讨论风压的计算问题。

我们知道，风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。根据伯努利方程得出的风－压关系，风的动压为

wp=0.5·ro·v² (1)

其中wp为风压[kN/m²]，ro为空气密度[kg/m³]，v为风速[m/s]。

由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为r=ro·g, 因此有 ro=r/g。在(1)中使用这一关系，得到

wp=0.5·r·v²/g (2)

此式为标准风压公式。在标准状态下(气压为1013 hPa, 温度为15°C), 空气重度 r=0.01225 [kN/m³]。纬度为45°处的重力加速度g=9.8[m/s²], 我们得到

wp=v²/1600 (3)

此式为用风速估计风压的通用公式。应当指出的是，空气重度和重力加速度随纬度和海拔高度而变。一般来说，r/g 在高原上要比在平原地区小，也就是说同样的风速在相同的温度下，其产生的风压在高原上比在平原地区小。

现在我们将风速代入(3), 10 级大风相当于 24.5-28.4m/s, 取风速上限

28.4m/s, 得到风压wp=0.5 [kN/m²], 相当于每平方米广告牌承受约51千克力。

•级现象米/秒

1 烟能表示风向。 0．3～1．5

2 人面感觉有风，树叶微动。 1．6～3．3

3 树叶及微技摇动不息，旌旗展开。 3．4～5．4

4 能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动。 5．5～7．9

5 有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波。 8．0一10．7

6 大树枝摇动，电线呼呼有声，举伞困难。 10．8～13.8

7 全树动摇，迎风步行感觉不便。 13．9～17．l

8 微枝折毁，人向前行感觉阻力甚大。 17．2～20．7

9 草房遭受破坏，大树枝可折断。 20．8～24．4

10 树木可被吹倒，，一般建筑物遭破坏。 24．5～28．4

11 陆上少见，大树可被吹倒，一般建筑物遭严重破坏。 28．5～32．6

12 陆上绝少，其催毁力极大。 32．7～36．9

13 37．0～41．4

14 41．5～46．1

15 46．2——50．9

16 51．0～56．0

17 56．1——61．2

基本风压(KN/m2) 相当抗风能力(级别) 观测高度距地

0.35 7 10米

0.40 8 10米

0.50 9 10米

0.60 10 10米

0.70 11 10米

0.85 12 10米