Appendiks A. Terrænkategorier og ruhedslængder
Dette appendiks forklarer mere detaljeret, hvordan vindlasten på et hus afhænger af husets højde og form, samt husets beliggenhed (terrænkategori), og hvor meget beplantning og lævirkning, der er i terrænet (terrænets ruhedslængde).
Husets beliggenhed
Vindhastigheden afhænger af terrænets ruhed og er størst over et terræn med lille ruhed, mens den er mindre over et terræn med stor ruhed. Terrænets ruhed udtrykkes ved en såkaldt ruhedslængde, z0. I Eurocode 1, Last på bærende konstruktioner (Dansk Standard, 2007c) opereres med fire terrænkategorier og tilhørende ruhedslængder:
- Terrænkategori 0, Kystområde. Ruhedslængde z0 = 0,003 m
- Terrænkategori I, Hede. Ruhedslængde z0 = 0,01 m
- Terrænkategori II, Landbrugsland (forkortet Land). Ruhedslængde z0 = 0,05 m
- Terrænkategori III, Forstad eller industriområder (forkortet Forstad). Ruhedslængde z0 = 0,3 m.
- Terrænkategori IV, Byområder med tætstående bygninger (forkortet By). Ruhedslængde z0 = 1 m.
Vindhastigheden er således størst på en hedeslette eller i nærheden af åbent vand. Vindhastigheden er mindre i landbrugsland, hvor beplantning yder nogen beskyttelse, og mindst i forstæder og bymæssig bebyggelse.
Figur A.1. Eksempel på terrænkategori 0, Kystområde: Hav, kystområde udsat for åbent hav. Ruhedslængde z0 = 0,003 m.
Figur A.2. Eksempel på terrænkategori I, Hede: Søer eller områder uden væsentlig vegetation og uden forhindringer. Ruhedslængde z0 = 0,01 m.
Figur A.3. Eksempler på terrænkategori II, Landbrugsland: Område med lav vegetation, fx græs og enkelte forhindringer (træer, bygninger) med en afstand på mindst 20 gange forhindringens højde. Ruhedslængde z0 = 0,05 m.
Figur A.4. Eksempel på terrænkategori III, Forstad eller industriområder: Område med regelmæssig vegetation eller bebyggelse eller med spredte forhindringer med en afstand på højst 20 gange forhindringens højde, fx landsbyer, forstadsområder og permanent skov. Ruhedslængde z0 = 0,3 m.
Figur A.5. Eksempel på terrænkategori IV, Byområder med tætstående bygninger: Område, hvor mindst 15 % af overfladen er bebygget med bygninger, hvis gennemsnitshøjde er over 15 m. Ruhedslængde z0 = 1 m.
Husets højde
Vindhastigheden vokser med højden over terrænet. Man antager normalt, at vindlasten på et hus afhænger af vindens hastighed i toppen af huset. Den vindhastighed, der er knyttet til husets højde, bestemmes som afstanden fra terræn til tagkip og anvendes ved vurdering af alle de vindlaster, der virker på huset.
Husets form
Når vinden rammer et hus, vil den blive tvunget uden om og op over huset. Herved opstår der områder på husets ydersider med enten overtryk eller undertryk. Disse over- eller undertryk virker altid vinkelret på den pågældende flade. I vindsiden virker vinden som et overtryk, der påvirker huset med en indadrettet trykkraft, mens vinden på de øvrige flader virker som et undertryk, der påvirker huset med en udadrettet sugkraft.
Når vindretningen er parallel med husets længderetning, vil der altid opstå undertryk og dermed sugkræfter på tagfladerne, og de største sugkræfter findes i nærheden af den gavl, som vender mod vinden, se figur A.6. Ligeledes kan der optræde en tangentiel vindlast i tagfladen. Det er en last, der har samme retning som vinden, og som afhænger af tagfladens ruhed.
Figur A.6. Når vindretningen er parallel med husets længderetning, vil der altid opstå sugkræfter på tagfladerne, og de største sugkræfter findes i nærheden af den gavl, som vender mod vinden.
På tage med tagudhæng vil der, uanset tagets udformning, altid være opadrettede kræfter under tagudhænget i vindsiden. Disse opadrettede kræfter skal lægges til de vindkræfter, som virker på tagoverfladen.
Når et sadeltag har en hældning på mellem 20-30 grader, kan der på tagfladen i vindsiden optræde såvel trykkræfter som sugkræfter, mens der på tagfladen i læsiden altid vil være sugkræfter, se figurerne A.7 og A.8.
Figur A.7. Vindlasten på tværs af taget afhænger af tagets form. På et sadeltag med en hældning på mere end 30 grader vil der være overtryk og dermed trykkræfter på tagfladen i vindsiden, mens der vil være undertryk og dermed sugkræfter på tagfladen i læsiden.
Figur A.8. På et sadeltag med en hældning på mindre end 20 grader vil der være undertryk og dermed sugkræfter på hele tagfladen.
Da huse aldrig er helt tætte – der vil altid være utætheder ved vinduer og døre – vil de udvendige trykforhold påvirke trykket i husets rum. Den facade, der har de største utætheder vil være afgørende for, om der er indvendigt overtryk eller indvendigt undertryk. Ved dimensioneringen af de enkelte vægge og lodrette forankringer – men ikke ved stabilitetsberegninger – skal der tages hensyn til disse indvendige over- og undertryk, se figur A.9.
Figur A.9. Utætheder ved vinduer og døre medfører, at der altid skal regnes med indvendige over- eller undertryk.