Windbelastung

Windbelastung bezeichnet die Kräfte, die Wind auf Bauwerke, Bauteile oder Anlagen ausübt. Sie umfasst äußeren Druck und Zugkräfte auf exponierten Flächen sowie dynamische Effekte durch Turbulenzen, Anströmungsschichtwechsel und buffeting. Die Windbelastung ist abhängig von der Bemessungsgeschwindigkeit, der Höhe über dem Boden, der Geländeexposition, der Topografie, der Gebäudekontur und -form sowie der Oberflächenbeschaffenheit.

Für die Bemessung wird oft die äußere Windlast als Druck p oder Zug p beschrieben. Dabei gilt p = q · C_p_ext bzw. p = -q · C_p_ext, je nach Richtung, und q ist die dynamische Druckhöhe q = 0,5 · ρ · V^2. Hierbei bezeichnet ρ die Luftdichte (etwa 1,25 kg/m^3), V die Bemessungsgeschwindigkeit, und C_p_ext das externe Druckkoeffizient. Der Innenkoeffizient C_p_int berücksichtigt die innere Druckverhältnisse; der Netto-Winddruck ergibt sich meist aus p = q · (C_p_ext − C_p_int). C_p-Werte hängen von Flächenlage, Neigung, Struktur und Oberflächengestalt ab. Zusätzlich können lokale Effekte durch Höhe z, Geländeexposition und Topografie auftreten.

Typische Anwendungsbereiche umfassen Fassaden, Dächer, Brücken, Tür- und Fensterflächen sowie tragende Bauteile. Windlasten werden in Lastfällen in Kombination mit anderen Beanspruchungen gemäß einschlägigen Normen bewertet und sicherheitsrelevant in Tragwerk- und Bauwerksentwürfe integriert.

In Europa regeln Eurocode 1 (EN 1991-1-4) und nationale Anwendungsnormen die Berechnung, während in den USA z. B. ASCE 7 ähnliche Vorgaben macht. Ergänzend können windtechnische Untersuchungen durch Windkanaltests oder CFD sowie dynamische Analysen erforderlich sein, insbesondere für hohe oder schlanke Bauwerke.