So nutzen Sie den Windlast-Rechner
Mit unserem kostenlosen Windlast-Rechner ermitteln Sie den dynamischen Staudruck sowie die auf eine Fläche wirkende Gesamtkraft in wenigen einfachen Schritten:
- Einheitensystem festlegen — Wählen Sie zwischen dem metrischen Einheitensystem ($\text{m/s}$, $\text{m}^2$, $\text{N/m}^2$, $\text{N}$) und dem imperialen System ($\text{mph}$, $\text{ft}^2$, $\text{psf}$, $\text{lbf}$).
- Windgeschwindigkeit eingeben — Tragen Sie die angenommene Windgeschwindigkeit oder Böengeschwindigkeit ein. Das Berechnungstool ermittelt daraus sofort den dynamischen Winddruck ($q$).
- Angriffsfläche angeben — Geben Sie die projizierte Fläche Ihres Bauwerks oder Bauteils ein, die dem Wind direkt ausgesetzt ist.
- Bauwerkstyp oder Cd-Wert wählen — Wählen Sie ein passendes Bauteil-Profil aus der Liste oder tragen Sie einen benutzerdefinierten aerodynamischen Beiwert ein. Der Windlast-Rechner übernimmt den Wert automatisch in die Kalkulation.
- Ergebnis & Formel ablesen — Die Übersicht zeigt den berechneten Winddruck sowie die resultierende Gesamtkraft inklusive der zugrundeliegenden Rechenschritte an.
Durch Anpassen der Eingabewerte im Windlast-Rechner können Sie verschiedene Sturmszenarien vergleichen — beispielsweise vervierfacht sich bei doppelter Windgeschwindigkeit die resultierende Gesamtwindkraft.
Formeln & physikalische Grundlagen im Windlast-Rechner
Der Windlast-Rechner nutzt die bewährte physikalische Grundformel der Strömungsmechanik zur Ermittlung von Staudruck und Windkräften auf umströmte Körper:
Metrisches Einheitensystem:
q = 0,613 · v² (q in N/m², v in m/s)
F = q · Cd · A (F in Newton, N)Imperiales Einheitensystem:
q = 0,00256 · v² (q in psf, v in mph)
F = q · Cd · A (F in lbf)| Symbol | Physikalische Bedeutung | Einheit (Metrisch) |
|---|---|---|
| q | Dynamischer Winddruck / Staudruck | $\text{N/m}^2$ ($\text{Pa}$) |
| v | Windgeschwindigkeit / Böengeschwindigkeit | $\text{m/s}$ |
| Cd | Widerstandsbeiwert / aerodynamischer Formbeiwert | dimensionslos |
| A | Projizierte Angriffsfläche | $\text{m}^2$ |
| F | Gesamte Windlast / Gesamtkraft | $\text{N}$ ($\text{kN}$) |
Der konstante Faktor $0{,}613$ leitet sich aus der halben Norm-Luftdichte $\frac{1}{2} \rho$ bei $\rho \approx 1{,}225,\text{kg/m}^3$ auf Meereshöhe ab.
Richtwerte für den Widerstandsbeiwert (Cd)
| Bauwerkstyp / Bauteil | Typischer Cd-Wert |
|---|---|
| Flache Wand / Gebäudefassade | 1,3 |
| Werbetafel / Freistehendes Schild | 1,3 |
| Zylinder / Masten / Rundsäule | 0,7 |
| Geneigtes Dach / Schrägdach | 0,5 |
| Flachdach | 0,8 |
| Offener Zaun / Maschendraht | 1,2 |
| Geschlossener Zaun / Sichtschutz | 1,3 |
Windzonen und Eurocode 1 (DIN EN 1991-1-4)
In Deutschland, Österreich und der Schweiz erfolgt die genaue statische Bemessung nach Eurocode 1 (DIN EN 1991-1-4). Deutschland ist beispielsweise in vier Windlastzonen unterteilt:
- Windzone 1 ($v_{b,0} = 22{,}5,\text{m/s}$): Binnenland, Süddeutschland, windgeschützte Lagen.
- Windzone 2 ($v_{b,0} = 25{,}0,\text{m/s}$): Großteile Mittel- und Westdeutschlands.
- Windzone 3 ($v_{b,0} = 27{,}5,\text{m/s}$): Norddeutsches Tiefland, Mittelgebirge.
- Windzone 4 ($v_{b,0} = 30{,}0,\text{m/s}$): Küstengebiete und Inseln der Nord- und Ostsee.
Unser Windlast-Rechner bietet eine schnelle Orientierung, um Windkräfte auf Basis dieser Windgeschwindigkeiten abzuschätzen.
Annahmen und Grenzen im Windlast-Rechner
Der Windlast-Rechner setzt eine gleichmäßige, turbulenzfreie Anströmung auf eine ebene Fläche voraus. Lokale Strömungsabrisse, orographische Höhenfaktoren, Abschirmungseffekte und Geländekategorien nach DIN EN 1991-1-4 (Eurocode 1) erfordern für finale Bauanträge stets eine detaillierte Begutachtung durch einen Statiker.
Beispielrechnung im Windlast-Rechner
Angenommen, eine freistehende Werbetafel mit einer Fläche von $A = 6,\text{m}^2$ ($C_d = 1{,}3$) wird bei Sturm von einer Windgeschwindigkeit von $v = 30,\text{m/s}$ ($108,\text{km/h}$) getroffen.
So rechnet der Windlast-Rechner:
- Staudruck berechnen: $q = 0{,}613 \cdot (30,\text{m/s})^2 = 0{,}613 \cdot 900 = 551{,}7,\text{N/m}^2$.
- Gesamtkraft ermitteln: $F = 551{,}7,\text{N/m}^2 \cdot 1{,}3 \cdot 6,\text{m}^2 = 4.303{,}26,\text{N} \approx 4{,}30,\text{kN}$.
Das Tool zeigt Ihnen sofort, dass auf die Konstruktion eine laterale Schubkraft von rund $430,\text{kg}$ Gewichtskraft wirkt.
Typische Anwendungsbereiche für den Windlast-Rechner
Der Windlast-Rechner eignet sich für zahlreiche praktische Schätzungen in Bauwesen, Handwerk und Heimwerkerprojekten:
- Photovoltaik & Solaranlagen — Schätzen Sie Windkräfte auf Solarmodule auf Flachdächern und Schrägdächern ab, um Ballastierung und Dachanker passend zu dimensionieren.
- Sichtschutzzäune & Gartenmauern — Prüfen Sie mit dem Tool, welche Hebelkräfte auf Zaunpfosten und Fundamente bei Starkwind wirken.
- Werbeschilder & Pylone — Überschlagen Sie die Windlasten auf Schilder und Werbeträger zur sicheren Verankerung im Boden.
- Carports, Pavillons & Terrassendächer — Ermitteln Sie den Winddruck auf Überdachungen und Seitenwände im Außenbereich.
- Gerüste & temporäre Bauten — Kontrollieren Sie Windangriffskräfte auf Planen, Eventbühnen und Zelte vor der Montage.
- Ausbildung & Lehre — Nutzen Sie den Windlast-Rechner für anschauliche Berechnungen im Physik- und Ingenieurstudium.
Mit dem Windlast-Rechner erhalten Sie in Sekunden verlässliche Richtwerte für Ihre statische Vorplanung.