自然風中にある屋根瓦に作用する風力

Abstract

屋根瓦の飛散原因を調べるため, 自然風中に設置した寄せ棟屋根を持つ実験家屋の瓦に作用する風力の実測を行った。瓦に作用する総風力は, 瓦の表面に作用する風力と瓦の裏面から作用する風力の差で与えられる。瓦の表面に作用する風力は, 測定屋根面の斜め後ろ側から寄せ棟の稜線を超えて吹く場合に最も低下する。しかし, この時には瓦の裏面に作用する風力も同時に低下するため, 瓦に作用する総風力はあまり大きくならない。一方, 風が軒に対して直角に吹く風上面では, 裏面風力が表面風力より大きく総風力は負となる。また, この風向では, 総風力が時折風力係数にして-3程度にまで急激に低下する。この時, 瓦の表面圧力のみが低下し瓦の裏面圧力には変化が生じない。このような結果は, 強風による災害調査でしばしば見いだされる風上側の瓦が被害を受け易いという報告とよく一致している。

Wind force on a roof tile of an experimental house with a hipped roof was measured in natural wind.The net force on the tile is given by a difference between wind force on a surface of the tile and pressure in the batten space.The suction force on the surface takes its maximum in the leeward roof when wind attacks the roof diagonally, but the pressure in the batten space of the roof becomes negative in the wind direction, then the net suction force on the roof tile is not so large in the wind direction.When wind attacks normal to the roof, the net suction on the roof tile of the windward roof takes the maximum in the mean and the peak force.The mean force on the surface is positive in the wind direction, but the, pressure in the batten space is much larger than the pressure on the surface, then the mean net force is negative.The peak net suction occurs when the surface force decrease rapidly to become a large negative peak value while the pressure remains positive in the batten space The pressure on the surface of the tile is influenced greatly by local surface flow. Particularly, the pressure at the ridge of the convex surface drops greatly when the wind blow diagonally on the surface.