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輸入計算

數學公式

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結果

風壓
9.22
每平方英尺磅數(psf)
表面總作用力 921.6 lbf
壓力(SI 單位) 440.66 Pa

什麼是風壓?

風壓是流動的空氣作用在牆面、屋頂、招牌、圍籬或太陽能板等表面上的單位面積作用力。它是結構風荷載驗算的關鍵輸入值,能幫助你了解一陣強風究竟對物體施加多大的力量。本計算器採用美國工程界廣泛使用的 ASCE 簡化公式 \(P = 0.00256 \times v^{2}\),其中風壓以「每平方英尺磅數(psf)」表示、風速以「每小時英里(mph)」表示,同時也會換算成國際單位制(SI)的動壓(單位為帕斯卡 Pa)。請注意:此公式源自美國規範體系,採用英制單位,與台灣建築技術規則所規範的風力計算方式不同,使用時請留意適用範圍。

水平吹動的風壓向平整的垂直牆面,並帶有壓力箭頭
風推壓表面產生壓力,壓力隨風速增大而增大。

計算器使用方式

輸入以 mph 為單位的風速,以及迎風面積(單位為平方英尺 ft²)。計算器會回傳以 psf 表示的風壓、以磅力(lbf)表示的表面總作用力,以及換算為帕斯卡(Pa)的等效壓力。將風壓乘上面積,即可得到風所施加的總作用力。

公式解析

簡化係數 0.00256 已將空氣密度與單位換算整合在內(以標準海平面空氣為準),因此風壓會與風速的平方成正比——風速加倍,風壓就會變成四倍。SI 形式為 \(P = \tfrac{1}{2}\rho v^{2}\),採用空氣密度 ρ = 1.225 kg/m³,風速單位為公尺/秒(1 mph = 0.44704 m/s)。實際工程設計荷載還須加入陣風、暴露、高度與形狀等修正係數,因此這裡的結果僅供作為基準估算。

風速平方關係曲線,顯示壓力急劇上升
壓力隨風速的平方增大(\(P = 0.00256 \times v^{2}\))。

實例演算

以 60 mph 的風吹向 100 ft² 牆面為例:$$P = 0.00256 \times 60^{2} = 0.00256 \times 3600 = 9.216 \text{ psf}$$ 總作用力 $$F = 9.216 \times 100 = 921.6 \text{ lbf}$$ 換算為 SI 單位:\(v = 60 \times 0.44704 = 26.82 \text{ m/s}\),因此 $$P = 0.5 \times 1.225 \times 26.82^{2} \approx 440.7 \text{ Pa}$$

常見問題

為什麼風壓增加得這麼快?因為風壓與風速的平方成正比——風速只要快 25%,風壓就會提高約 56%。

這個數值能直接當作合乎規範的設計值嗎?不行。它只是初步估算;正式的風荷載必須依照 ASCE 7 等建築規範加入陣風、暴露、地形與形狀等修正係數(在台灣則須依循建築技術規則的相關規定)。

可以輸入公制數值嗎?請以 mph 輸入風速;計算器同時會輸出以帕斯卡(Pa)表示的 SI 動壓供你參考。

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