透過 MCP 連接 →

輸入計算

數學公式

廣告

結果

風荷載力
6,615
牛頓(N)
作用力 6.615 kN
動態風壓 661.5 Pa

什麼是風荷載?

風荷載指的是流動的空氣作用在結構物或表面上的力。工程師會根據它來設計樑柱、緊固件、招牌、太陽能板、圍籬與帷幕牆,確保這些構件在颱風或強風中也能承受得住。本計算器採用動態風壓的阻力方程式來求出總水平作用力;此公式不受單位限制,只要使用 SI(國際單位制)輸入值,全球皆可通用。

風的箭頭撞擊平直垂直表面並產生力
以速度 \(v\) 運動的風衝擊面積為 \(A\) 的表面,產生水平力 \(F\)。

如何使用本計算器

輸入設計風速(公尺/秒)、迎風面的投影面積(平方公尺)、對應形狀的阻力係數,以及空氣密度(在海平面、15 °C 時約為 1.225 kg/m³)。計算器會回傳以牛頓(N)與千牛頓(kN)表示的作用力,並一併顯示以帕斯卡(Pa)表示的動態風壓。

公式說明

風力的公式為 $$F = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^{2} \cdot C_d \cdot A$$ 其中 \(\rho\) 為空氣密度、\(v\) 為風速、\(C_d\) 為阻力係數、\(A\) 為投影面積。式中的 \(\frac{1}{2}\cdot\rho\cdot v^{2}\) 即為停滯(動態)壓力;乘上 \(C_d\) 反映形狀的影響,再乘以 \(A\) 則換算到實際受風面積。常見的 \(C_d\) 數值:平板或牆面約 1.2、細長型結構構件約 2.0、圓弧形約 0.5~1.0。在美制單位中,此式常以 \(q = 0.00256 \cdot V^{2}\) psf 來近似,其中 \(V\) 以英里/小時(mph)為單位。

展示風荷載公式四個變數的示意圖
風荷載取決於空氣密度 \(\rho\)、風速 \(v\)、阻力係數 \(C_d\) 和表面積 \(A\)。

計算範例

一面 10 m² 的牆迎著 30 m/s 的陣風,\(C_d = 1.2\),\(\rho = 1.225\) kg/m³。風壓 $$q = 0.5 \times 1.225 \times 30^{2} \times 1.2 = 661.5 \text{ Pa}$$ 作用力 $$F = 661.5 \times 10 = 6{,}615 \text{ N} \approx 6.62 \text{ kN}$$

常見問題

該使用哪個空氣密度?海平面處可採用 1.225 kg/m³;在高海拔或高溫環境下則應酌量調低。

什麼是投影面積?就是順著風向看過去時,物體所呈現的表面面積——也就是它在風中投下的「影子」。

這算是建築法規的設計值嗎?不是。本工具僅提供物理估算。各地法規(如美國的 ASCE 7、歐盟的 Eurocode 1)在申請建照時,還會加入陣風、暴露程度與重要性等係數;台灣則須依據《建築物耐風設計規範》辦理,請以當地規定為準。

最後更新: