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广告牌和风压计算 协飞 最近有读者来信询问如何计算风压，他的问题是：“我想知道9-10 级大风时，楼顶的广告牌一平方要承受多大的风压？” 我想，大多数经营户外广告牌的广告公司可能都会问类似问题，因为广告公司在楼顶安装广告牌时首先会想到，遇大风时该广告牌能否承受相应的风压。遇上大风如果广告牌不能承受相应的风压，则有可能造成难以预料的后果：如广告牌从楼顶被吹落，砸伤楼下行人或造成自己或他人财产受损。如果保险公司承保这块广告牌，当然也会首先估算一下该广告牌被大风吹落的概率有多大。事实上，即使在平地上安装广告牌，这个问题依然存在。记得几年前，江苏某市曾有路边广告牌被大风吹落导致公路交通受阻的例子。因此，无论对于广告公司还是保险公司，根据当地可能出现的大风事先估算广告牌承受的风压显得尤为重要。 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。 蒲福风力等级表 风级 名称 风速(m/s) (km/h) 陆地地面物象 海面波浪 浪高(m) 最高(m) 0 无风 0.0-0.2 1 软风 0.3-1.5 2 轻风 1.6-3.3 <1 1-5 6-11 静,烟直上 平静 0.0 0.0 0.1 0.3 1.0 1.5 2.5 4.0 5.5 7.5 10.0 12.5 16.0 - 烟示风向 微波峰无飞沫 0.1 感觉有风 小波峰未破碎 0.2 旌旗展开 小波峰顶破裂 0.6 吹起尘土 小浪白沫波峰 1.0 小树摇摆 中浪折沫峰群 2.0 电线有声 大浪白沫离峰 3.0 步行困难 破峰白沫成条 4.0 折毁树枝 浪长高有浪花 5.5 小损房屋 浪峰倒卷 7.0 3 微风 3.4-5.4 12-19 4 和风 5.5-7.9 20-28 5 劲风 8.0-10.7 29-38 6 强风 10.8-13.8 39-49 7 疾风 13.9-17.1 50-61 8 大风 17.2-20.7 62-74 9 烈风 20.8-24.4 75-88 10 狂风 24.5-28.4 89-102 拔起树木 海浪翻滚咆哮 9.0 11 暴风 28.5-32.6 103-117 损毁重大 波峰全呈飞沫 11.5 12 飓风 >32.6 >117 摧毁极大 海浪滔天 14.0 本文来源：https://www.dywdw.cn/05fd022af7335a8102d276a20029bd64793e624f.html
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2022-09-23
