風荷重とは？
風荷重とは、流れる空気が構造物や表面に及ぼす力のことです。技術者はこの値をもとに、梁・ボルト・看板・太陽光パネル・フェンス・外壁などが暴風に耐えられるよう寸法や仕様を決めます。この計算ツールは、動的な風圧を表す抗力方程式を用いて水平方向の合力を求めます。単位系に依存しない式のため、SI単位で入力すれば世界中どこでも使えます。
使い方
設計に使う風速を毎秒メートル（m/s）で、風を受ける受風面積（投影面積）を平方メートル（m²）で、形状に応じた抗力係数、そして空気密度（海面・15℃でおよそ1.225 kg/m³）を入力してください。ツールはニュートン（N）とキロニュートン（kN）での力、さらにパスカル（Pa）での動圧を返します。
計算式の解説
風による力は $$F = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^{2} \cdot C_d \cdot A$$ で求められます。ここで \(\rho\) は空気密度、\(v\) は風速、\(C_d\) は抗力係数、\(A\) は投影面積です。\(\frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^{2}\) の項はよどみ点圧力（動圧）を表し、これに \(C_d\) を掛けて形状の影響を、\(A\) を掛けて受風面の大きさを反映させます。代表的な \(C_d\) の値は、平板や壁でおよそ1.2、細長い構造部材でおよそ2.0、丸みのある形状で0.5〜1.0程度です。なお米国の慣用単位では、\(V\) を mph として $$q = 0.00256 \cdot V^{2}\ (\text{psf})$$ と近似されることが多くあります。
計算例
面積10 m²の壁が30 m/sの突風を受け、\(C_d = 1.2\)、\(\rho = 1.225\ \text{kg/m}^3\)とします。圧力 $$q = 0.5 \times 1.225 \times 30^{2} \times 1.2 = 661.5\ \text{Pa}$$ 力 $$F = 661.5 \times 10 = 6{,}615\ \text{N} \approx 6.62\ \text{kN}$$ となります。
よくある質問
空気密度はどの値を使えばよい？ 海面レベルでは1.225 kg/m³を使います。標高が高い場合や気温が高い場合は、これより小さくします。
投影面積とは？ 風が吹いてくる方向に沿って見たときの面の面積、つまり物体が風に向かって落とす「影」の面積のことです。
これは建築基準に使える設計値？ いいえ。あくまで物理的な概算値です。各国の基準（米国のASCE 7、欧州のEurocode 1、日本の建築基準法・告示など）では、ガスト（突風）係数、地表面粗度、重要度係数などが加わり、許認可手続きに用いる設計値はこれとは異なります。実務では必ず適用地域の基準を確認してください。
