速度圧と風圧力の計算式、ダクトの速度圧との違い、1/2 の低減などの質問と回答です。
基準風速・地表面粗度区分・高さから速度圧と風圧力
速度圧とは何ですか?
建築基準法施行令 第87条第2項の q = 0.6E V0² で求める圧力(N/m²)で、風圧力を計算するもとになる数です。E は建築物の高さと周辺の状況(地表面粗度区分)から、V0 は地方ごとの基準風速です。区分Ⅲ・基準風速 34 m/s・H 10 m なら 1,093 N/m² です。
風圧力の計算式は?
風圧力 = 速度圧 × 風力係数 です(同条第1項)。速度圧 1,093 N/m² で風力係数が 0.8 なら、1,093 × 0.8 = 874 N/m² です。
ダクトの計算の速度圧と同じですか?
違う物です。ダクトの設計でいう速度圧(動圧)は、ダクトの中を流れる空気の速さから求める圧力です。このアプリの速度圧は、建築物に作用する風圧力を求めるための建築基準法施行令 第87条の数で、基準風速・地表面粗度区分・高さから求めます。ダクトの径と通せる風量は、ダクトのサイズ計算で計算できます。
エクセルで計算できますか?
計算できます。Er は =1.7*(MAX(H,Zb)/ZG)^α、E は =Er^2*Gf、速度圧は =0.6*E*V0^2 の形の式です(H・Zb などはセルに置き換えます)。Gf の補間を含む式は「風圧力の計算式と速度圧の計算式」のページに載せています。
速度圧を 1/2 に減らせますか?
建築基準法施行令 第87条第3項は「建築物に近接してその建築物を風の方向に対して有効にさえぎる他の建築物、防風林その他これらに類するものがある場合においては、その方向における速度圧は、前項の規定による数値の二分の一まで減らすことができる」と定めています。このアプリはこの低減を計算に含めていません。
屋根ふき材や外壁の仕上げ材の風圧力も同じ式ですか?
屋根ふき材・外装材・屋外に面する帳壁は、国土交通大臣が定める基準に従った構造計算で風圧に対して安全であることを確かめます(建築基準法施行令 第82条の4)。この基準は平成12年建設省告示第1458号で、このアプリの式(令第87条)とは別の計算です。
傾斜地や尾根では割り増しますか?
NEDO の設計ガイドラインの技術資料は、傾斜地に建設される建築物の風荷重について、平成12年建設省告示第1454号が風速の割り増しを考慮するよう定めていると説明しています。このアプリは割り増しを計算に含めていないので、該当するときは別に考慮してください。
地表面粗度区分はどこで確かめますか?
建設地の特定行政庁の規則と案内で確かめます。区分Ⅰ・Ⅳや、規則で定めるⅡの区域を定めていない県もあります(熊本県・山梨県など)。その場合は、海岸線・湖岸線の近くの地域がⅡ、それ以外がⅢです。
風力係数 Cf はどこで決まりますか?
風洞試験によるほか、建築物の断面と平面の形状に応じて国土交通大臣が定める数値(平成12年建設省告示第1454号)によります(建築基準法施行令 第87条第4項)。負の値は負圧で、風圧力も負の値になります。
太陽光発電の架台にも使えますか?
NEDO の構造設計例は JIS C 8955:2017 の qp = 0.6 Vo² E I で速度圧を求めています。用途係数 I が 1.0 なら、このアプリの速度圧と同じ値です(設計例①は 828 N/m²)。I が 1.0 でないときは、表示された速度圧に I を乗じてください。
計算結果の丸め方は?
法令に決まりは無いため、Er・Gf・E は丸めずに計算を続け(表示は小数第3位まで)、速度圧は N/m² の整数に四捨五入し、風圧力は整数にした速度圧に風力係数を乗じて四捨五入しています。速度圧は、表計算ソフトで丸めずに計算して四捨五入したときと同じ値です。風圧力の手順は NEDO の構造設計例(828 × −1.61 = −1,333)と同じです。
出典
基準風速・地表面粗度区分・高さから速度圧と風圧力