Moduły wiatrowe – jak uwzględnić ciśnienie wewnętrzne?
Wiatr jest jedynym obciążeniem zmiennym działającym na każdy typ konstrukcji w każdym kraju na świecie. Norma EN 1991-1-4 stanowiąca część Eurokodu 1 określa zasady i metody obliczeń dla oddziaływania wiatru na budynki o wysokości poniżej 200 m.
Uwzględnienie ciśnienia wewnętrznego w obliczeniach obciążenia wiatrem budynków.
W przeciwieństwie do innych tego typu dokumentów, w EN 1991-1-4 każdy kraj ma swój własny „Załącznik Krajowy”. Znajdują się tam między innymi strefy wiatrowe (mapa geograficzna) oraz inne współczynniki.
Złożona architektura budynków, a także wymagania norm dotyczące obciążeń wiatrem sprawiają, że definiowanie tych obciążeń jest jednym z większych wyzwań dla projektantów.
Zgodnie z normą należy rozpatrywać jednoczesne działanie ciśnienia wewnętrznego i zewnętrznego.
W zależności od rozpatrywanego elementu (ściana lub dach) należy brać pod uwagę najbardziej niekorzystną kombinację ciśnienia zewnętrznego i wewnętrznego dla możliwych otworów i nieszczelności.
W największej liczbie przypadków to ciśnienie zewnętrzne jest brane pod uwagę przez projektantów, ponieważ wiele budynków jest zamkniętych, przez co wewnętrzne ciśnienie wiatru jest często pomijalne na etapie określania obciążeń. Należy jednak pamiętać, że bramy, okna oraz inne otwory w obudowie mogą w sposób znaczący wpływać na obciążenie, szczególnie obudów hal i magazynów.
Norma EN 1991-1-4 wprowadza pojęcie „ściany dominującej” jako ściany w której pole otworów jest przynajmniej równe dwukrotnej wielkości otworów i nieszczelności w pozostałych ścianach rozpatrywanego obiektu.
W przypadku budynku bez ściany dominującej współczynnik ciśnienia wewnętrznego cpi wyznacza się z diagramu zawartego w normie w zależności od stosunku wysokości budynku do jego wymiaru w kierunku wiatru.
W przypadku budynku z dominującą ścianą ciśnienie wewnętrzne należy wyznaczać jako część parcia zewnętrznego występującego w obszarze otworów na ścianie dominującej.
Jeżeli powierzchnia otworów w ścianie dominującej jest równe dwukrotnemu polu otworów we pozostałych ścianach to:
cpi = 0,75 – cpe
Jeżeli powierzchnia otworów w ścianie dominującej jest przynajmniej równe trzykrotnemu polu otworów w pozostałych ścianach to:
cpi = 0,90 – cpe
gdzie cpe to wartość współczynnika ciśnienia zewnętrznego w obszarze otworów w ścianie dominującej.
Program obliczeniowy EasyFix pozwala na uwzględnienie ciśnienia wewnętrznego w przypadkach projektowania mocowania obudowy obiektów, zarówno w module Blachy, jak i Płyty warstwowej oraz mocowania hydroizolacji na dachu płaskim.
W przypadku braku ściany dominującej program dobiera cpi z normy na podstawie wymiarów budynku. Dla ściany dominującej użytkownik sam decyduje o wartości cpi.
Na podstawie EN 1991-1-4 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne – Oddziaływania wiatru.