Насколько ограждение типа «доска на доске» (shadow board) снизит ветровую нагрузку?

Это интересная статья:

http://www.justanswer.com/structural-engineering/6escy-does-shadow-box-fence-significantly-less-windloading.html

(Примечание: за 10 лет, прошедших с момента публикации этого ответа, ссылка, хотя и ведёт на ответ, теперь является спамом и используется чат-ботами.)

Инженер говорит, что площадь поверхности не уменьшается, а зазор между досками недостаточно велик, чтобы существенно повлиять на воздушный поток. Он также говорит, что на самом деле ветровая нагрузка может немного снизиться, но не настолько, чтобы это имело смысл.

Возможно, вам стоит рассмотреть вариант забора с жалюзи (забора из досок под углом). Однако такие заборы не обеспечивают достаточной приватности с одной стороны, поэтому доски лучше располагать под углом, чтобы они не закрывали места для принятия солнечных ванн.

Я строю деревянные заборы и ворота в Южной Флориде. У теневых заборов здесь столбы уходят минимум на 24 дюйма в землю по центру через каждые четыре фута. Я не использую эту физику для сравнения, когда речь идет о ветровой нагрузке. Но само собой разумеется, что если ветер может проникать через ограждение в стиле теневого бокса, в отличие от более прочной поверхности, такой как доска на доске или ограждения в стиле приватности, сопротивление ветру должно быть меньшим (это означает, что конструкция теневого бокса предпочтительнее при сильном ветре). Почти наверняка именно поэтому 90 % деревянных заборов в Южной Флориде сделаны из теневыносливых пород.

На прикреплённом изображении показаны деревянные откатные ворота длиной 20 футов, которые устанавливаются в Ки-Ларго, штат Флорида. Я приостановил строительство этих ворот, чтобы дать клиенту возможность изменить его запрос на ворота в стиле «доска к доске» (которые будут сочетаться с заборами по обе стороны от них) на ворота в стиле «теневой короб» именно по этой причине — чтобы снизить нагрузку от ветра не только в случае урагана, но и при обычных прибрежных бризах.

Я публикую этот ответ спустя несколько лет после того, как он был написан, поскольку содержащаяся в нём информация не соответствует моему личному опыту. Я живу в пригороде Денвера, штат Колорадо, где часто бывают сильные ветры и где предпочтение отдаётся теневым ограждениям из-за их способности противостоять ветру. Я также инженер-механик, и мне нужен новый забор после того, как наш (двухсторонний сплошной штакетник) снесло ветром. И хотя я раньше не изучал этот вопрос, я решил, что стоит провести эксперимент и кое-что подсчитать.

Хотя площадь поверхности является важным фактором при проектировании забора, здесь игнорируется другой фактор — коэффициент аэродинамического сопротивления, который масштабируется в соотношении 1:1, как и площадь поверхности. Коэффициенты аэродинамического сопротивления обычно находятся в диапазоне от 0 до 1, поэтому, если коэффициент аэродинамического сопротивления конструкции составляет 0,5, на неё будет воздействовать в два раза меньшая сила при заданной скорости ветра по сравнению с конструкцией, коэффициент аэродинамического сопротивления которой равен 1,0.

Я смоделировал как сплошной штакетник, так и штакетник из палочек для мороженого и низкосортной древесины для прожилин. Они были прикреплены к испытательному стенду, напечатанному на 3D-принтере, с помощью резинок (см. изображение). Каждый из них имел одинаковую площадь поверхности и подвергался «ветровым ударам» от выхлопа моего строительного пылесоса.

Каждая секция забора была установлена в испытательной установке и протестирована 5 раз, всего было проведено 10 испытаний. Прогиб секции забора под воздействием ветра измерялся с точностью до 0,25 мм как в верхней, так и в нижней части секции забора во время каждого испытания.

Результаты испытаний были одинаковыми: ограждение из теневых ящиков показало менее чем половину общего прогиба двустороннего штакетника.

Учитывая, что площадь поверхности, скорость и плотность воздуха были одинаковыми для каждого теста, а чередование образцов при переходе от одного теста к другому исключало любую вариативность в настройке тренажёра/теста. Я почти уверен, что ограждение теневого бокса лучше противостоит ветровой нагрузке.

Конечно, новый дизайн поможет. Основы физики. Большая часть силы будет проходить сквозь конструкцию, а не ударяться о дерево. Кроме того, сила (ветер) будет естественным образом двигаться по пути наименьшего сопротивления. Теперь у вас есть гигантский забор без просветов. Так что любое ваше решение будет лучше.

Будет ли это намного лучше и поможет ли это? Может быть, да, а может быть, и нет. Если посмотреть на новую конструкцию, то в целом она поможет, но наилучший результат будет при боковом ветре. Если ветер дует прямо на конструкцию, то прямых зазоров всё равно не будет. Без метода проб и ошибок вы не сможете заранее определить, сработает ли это, если только у вас нет данных о ветровой трубе.

Похоже, вы хотите полной конфиденциальности или чего-то близкого к ней. Я бы перешёл на новый дизайн и разместил пост с поддержкой между вашими существующими постами — их даже не нужно перекрывать.

Я не понимаю, как это может уменьшить ветровую нагрузку на столбы. На самом деле это может даже немного увеличить её, поскольку площадь поверхности забора больше.

Если сила ветра слишком велика для ваших опор, у вас есть только два варианта:

• Больше постов
• Более содержательные посты.