ČSN EN 1991-1-4 Zatížení větrem

ČSN EN 1991-1-4 ed. 2 stanoví charakteristické hodnoty zatížení větrem pro navrhování pozemních a inženýrských staveb do výšky 200 m a mostů s rozpětím menším než 200 m. Týká se celých konstrukcí, jejich částí i prvků, které jsou na nich připevněné, tedy i prvků obvodového pláště a jejich upevnění. Základní hodnoty mají roční pravděpodobnost překročení 0,02, což odpovídá střední době návratu 50 let. Výsledek tedy není návrhová hodnota, ale vstup do posouzení podle ČSN EN 16612 nebo EN 19100-1.

Výpočet začíná u výchozí základní rychlosti větru $v_{\mathrm{b,0}}$ z mapy v národní příloze. Z ní se přes součinitele směru a ročního období, které jsou v ČR rovné 1,0, získá základní rychlost $v_{\mathrm{b}}$. Podle drsnosti terénu, orografie a výšky pak vychází střední rychlost a s intenzitou turbulence maximální dynamický tlak $q_{\mathrm{p}}(z)$. Norma rozlišuje pět kategorií terénu, v ČR se ale kategorie 0 nepředpokládá, pokud ji nedoporučí ČHMÚ. Lze-li zvolit mezi dvěma kategoriemi, použije se ta s nižším parametrem drsnosti. Orografie se počítá tam, kde kopce nebo útesy zvyšují rychlost větru o více než 5 %. Zvýšenou rychlost je třeba uvážit i v blízkosti stavby nejméně dvakrát vyšší, než je průměrná výška okolí.

Tlak větru na povrch je součin maximálního dynamického tlaku v referenční výšce a součinitele tlaku, u vnějšího povrchu tedy $w_{\mathrm{e}} = q_{\mathrm{p}}(z_{\mathrm{e}}) \cdot c_{\mathrm{pe}}$. Výsledný tlak na stěnu, střechu nebo prvek je rozdíl tlaků na jeho opačných površích. Součinitele vnějšího tlaku jsou rozdělené podle tvaru stavby do oblastí a podle zatížené plochy na lokální a celkové. Referenční výška návětrné stěny závisí na poměru výšky a šířky stavby, takže vysoká budova se rozdělí na části s různým tlakem. Národní příloha u běžných tvarů střech potvrzuje doporučené oblasti a hodnoty a u svislých stěn doporučená pravidla.

U vícepláštových stěn a střech se síla větru počítá pro každý plášť samostatně. Plášť je neprodyšný, je-li poměr plochy otvorů k celé ploše menší než 0,1 %. Je-li prodyšný jen jeden plášť, nese neprodyšný plášť rozdíl vnitřního a vnějšího tlaku; při více prodyšných pláštích rozhoduje i jejich tuhost, vzdálenost a otvory na okrajích vrstvy mezi nimi. Účinek nesoučasného výskytu tlaků a kmitání zahrnuje součinitel konstrukce $c_{\mathrm{s}}c_{\mathrm{d}}$. V ČR se pro jeho podrobný výpočet používá postup 1 z přílohy B a příloha C se nepoužívá.

Pro přístřešky bez trvalých stěn uvádí norma součinitele celkové síly a výsledného tlaku, které závisí na sklonu a na zaplnění prostoru pod střechou, tedy na součiniteli plnosti $\varphi$. Výsledný tlak je určený pro návrh částí střechy a upevňovacích prvků. U přístřešku s dvojitým pláštěm se neprodyšný plášť počítá s celým součinitelem a prodyšný s jeho třetinou. Volně stojící stěny a zábradlí mají vlastní oblasti podle vzdálenosti od volného konce.

Kde se s normou potkáte v praxi

Pokaždé, když se počítá sklo ve fasádě, ve střeše, v přístřešku nebo v zábradlí, protože odtud pochází tlak větru dosazený do výpočtu. Nejčastěji se přitom rozhoduje o třech věcech: v jaké oblasti tabule leží, jak velká je její zatížená plocha a jaký vnitřní tlak se k vnějšímu přidá. Pokud se počítá s tím, že okna a dveře budou při bouři zavřené, považuje se jejich otevření za mimořádnou návrhovou situaci. Důležité je to u vysokých vnitřních stěn, které pak mohou přenášet celé vnější zatížení.

Zatížení na zábradlí si můžete orientačně spočítat v nástroji pro vítr na zábradlí. Na vrcholech kopců a v úzkých údolích rychlost upřesňuje ČHMÚ. Mění-li proudění větru navrhovaná nebo okolní stavba, použijí se podle národní přílohy zkoušky ve větrném tunelu, měření nebo ověřené numerické metody. Vlastní frekvenci tabule norma neřeší vzorcem, souvislosti najdete v článku o vlastní frekvenci skla.