Referensvindhastighet och formfaktorer

Byggnadsverk ska dimensioneras för vindlast. För att kunna göra detta behövs uppgifter om vindhastigheter, terrängtyper, formfaktorer och byggnadsverkets utformning.

Vindhastighet och vindlast

De referensvindhastigheter som anges i Boverkets konstruktionsregler, EKS, avser medelvärden under tio minuter. Under dessa tio minuter förekommer dock högre vindhastigheter under kortare tider, så kallade vindstötar. Det är dessa vindstötar som ett byggnadsverk ska dimensioneras för. I regelsammanhang används två hastigheter för vindstöt. Dessa avser tre sekunders medelvindhastighet respektive en sekunds medelvindhastighet.

Den så kallade referensvindhastigheten definieras som medelvindhastighet under 10 minuter på höjden 10 m över en horisontellt homogen markyta av oändlig utsträckning med råhetsparametern z₀ = 0,05 m (vilket motsvarar eurokodens terrängtyp II) och med återkomsttiden 50 år. Om vinden mäts på annan höjd eller i en annan terrängtyp räknas den om till denna höjd och terrängtyp. För att ta hänsyn till vindstötarna på en respektive tre sekunder används de så kallade formfaktorerna.

Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut, SMHI, har dock inte mätt vindhastigheten när de tagit fram kartan i EKS med referensvindhastigheter. I stället beräknar SMHI vindhastigheten ur lufttrycksfältet vid jordytan (havsytans nivå), den så kallade geostrofiska vinden.

Vindtryck

Byggnader och andra större byggnadsverk ska dimensioneras för det vindtryck som uppkommer vid tre sekunders medelvindhastighet. Lättare konstruktioner såsom fasadbeklädnader och andra lätta ytskikt och infästningar av dessa ska dimensioneras för de vindtryck som uppkommer för en sekunds medelvindhastighet. Omräkningen från 10 minuter till tre respektive en sekund görs med hjälp av formfaktorer.

Formfaktorerna c_pe,1 respektive c_pe,10

Enligt eurokoden för vindlast, SS-EN 1991-1-4, ska formfaktorerna c_pe,1 respektive c_pe,10 användas beroende på den vindbelastade areans storlek. Det är dock inte i första hand för detta ändamål de ska användas. De två faktorerna ska i stället främst användas för att ta hänsyn till om en bärverksdel har en snabb respons eller en långsammare respons. Formfaktorn c_pe,10 ska därför användas på hela byggnader och andra tyngre byggnadsverk. Formfaktorn c_pe,1 ska användas för lättare byggnadsdelar och infästningar av dessa. Detta gäller oberoende av arean. Eurokodens modell för interpolering mellan 1 m² respektive 10 m² ska inte tillämpas.

Eurokodens modeller och referensvindhastighet

I EKS har ett antal av modellerna i SS-EN 1991-1-4 justerats. Det beror på att eurokodens modeller är framtagna för en timmes medelvindhastighet. De referensvindhastigheter som vi utgår ifrån i EKS är dock baserade på 10 minuters medelvärden. Det är tillåtet att använda eurokodens modeller, men då kommer vindtrycket att få ett högre värde än vad som krävs enligt EKS.

Boverkets föreskrifter och allmänna råd (2011:10) om tillämpning av europeiska konstruktionsstandarder (eurokoder) - Avd. C, Kap. 1.1.4, 8 §

Stycke 6.1(1) Allmänt råd

8 §     c_sc_d bör inte separeras.

Vid beräkning av c_sc_d bör uttrycket nedan användas i stället för uttryck (6.1) i SS-EN 1991-1-4. Om man av någon anledning behöver separera c_sc_d bör följande uttryck användas i stället för uttryck (6.2) och (6.3) i SS-EN 1991-1-4. (BFS 2015:6).