Windlasten sind klimatische Lasten auf Gebäude, also veränderliche Einwirkungen. Diese resultieren aus der Druckverteilung um das windumströmte Gebäude. Im Allgemeinen werden Windlasten als senkrecht auf die Oberflächen wirkende Flächenlasten mit Druck- und Sogwirkung angesetzt.
Windlasten sind in speziellen Normen geregelt wie z. B. EN 1991-1-4 [1], ASCE/SEI 7-16 [2], und NBC 2015 [3]. Im Eurocode ist der Anwendungsbereich für Gebäude mit Höhen bis 200 m angegeben. Für Windprofile, die zum Beispiel nach dem 'Deutschen Nationalen Anhang' gültig sind, darf diese Grenze auf 300 m angehoben werden.
In den Normen werden Windlasten in charakteristische Werte umgerechnet, damit die Belastbarkeit von Gebäuden erfasst werden kann. Da diese Lasten Einwirkungen darstellen, die über Zeit und Geometrie variieren, werden ihre ausgeprägten stichastischen Eigenschaften mit diesen Werten berücksichtigt.
Für die Bemessungswerte sind sowohl der Standort des Gebäudes mit seinem örtlichen Windklima als auch die umgebende Topographie wesentlich. Das Windklima ist über Windzonenkarten in den Normen erfasst. In EN 1991-1-4 [1] werden beispielsweise die grundlegenden Basiswindgeschwindigkeiten angegeben. Sie stellen die Mittelwerte dar, die über die Zeit der Windeinwirkung ermittelt wurden. Für detaillierte Informationen zu den Windzonen nach Verwaltungsgrenzen können Sie den Dialog Dlubal Geo-Zonen-Tool auswählen, um die Werte der Basiswindgeschwindigkeit vb,0 und des Geschwindigkeitsdrucks qb bequem zu erhalten.
In diesem Fachbeitrag Knowledge Base wird detailliert beschrieben, wie Windlasten auf Pult- und Satteldächer entsprechend zu berücksichtigen sind EN 1991-1-4 [1] erforderlich. In einem anderen Knowledge Base-Beitrag finden Sie ein Beispiel für den Ansatz von Wind auf vertikale Wände.
Die Normen geben Hinweise, wie Windlasten auf Gebäude mit hauptsächlich rechteckigen Formen angesetzt werden können. RWIND hingegen ist in der Lage, den Flächendruck und die Windgeschwindigkeiten für Gebäude jeder Form zu ermitteln. Die Grundwert (oder mittlere) Windgeschwindigkeit wird herangezogen, um die spezifischen Lasten eines Gebäudes – mit oder ohne Interaktion mit anderen Gebäuden – durch eine numerische Windkanalsimulation zu bestimmen. Wird die Windgeschwindigkeit für jede Stockwerkshöhe des Modells individuell definiert, so kann die Simulation auch für andere Normen als EN 1991-1-4 [1] oder unabhängig von beliebigen Normen erfolgen zu bestimmen.
Bei den in EN 1991-1-4 [1] beschriebenen Windprofilen wird auch die Bodenrauigkeit berücksichtigt. Mit der Geländebeanspruchbarkeit sind spezifische Verwirbelungseffekte in Bodennähe und damit reduzierte Geschwindigkeiten verbunden. In EN 1991-1-4 [1], Tabelle 4.1 werden die Geländekategorien angegeben. Diese Verwirbelungseffekte unterscheiden sich von Verwirbelungen infolge der Gebäudeform. Diese werden im folgenden Kapitel beschrieben.