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2026-04-23T12:14:58Z

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Die '''Windlast''' gehört zu den [[klima]]tisch bedingten veränderlichen [[Einwirkung (Statik)|Einwirkungen]] auf [[Bauwerk]]e oder [[Bauteil (Bauwesen)|Bauteile]]. Sie ergibt sich aus der [[Druck (Physik)|Druck]]<nowiki />verteilung um ein Bauwerk, welches einer [[Wind]]strömung ausgesetzt ist.

Die Windlast wirkt im Allgemeinen als [[Flächenlast]] senkrecht zur Angriffsfläche und setzt sich vor allem aus Druck- und Sogwirkungen zusammen. So entsteht bei einem Bauwerk an den frontal angeströmten Flächen durch die Strömungsverlangsamung ein [[Überdruck]] ([[Winddruck]]). Im Bereich der Dach- und Seitenflächen [[Grenzschichtablösung|löst sich die Luftströmung an den Gebäudekanten ab]] und bewirkt dort einen [[Unterdruck]] ([[Windsog]]). Durch den [[Nachlaufströmung|Nachlaufwirbel]] wird an der Gebäuderückseite ebenfalls ein Unterdruck erzeugt.

== Statische Windlast ==
In den Normen werden die Windlasten in Rechenwerte zur Ermittlung der [[Standsicherheit|Tragwerkssicherheit]] überführt. Dabei wird aufgrund der starken zeitlichen und räumlichen Schwankungen der ausgeprägt [[Stochastik|stochastische]] Charakter beachtet.

=== Standort ===
Maßgebenden Einfluss auf die Größe der Windlasten hat der Standort mit dem lokalen Windklima und der [[Gelände|Topographie]].

==== Windklima ====
Das Windklima wird z. B. in den Normen [[Eurocode 1]] (EN 1991-1-4) oder DIN 1055-4 durch eine Windzonenkarte erfasst, welche zeitlich [[Mittelung|gemittelte]] maßgebende [[Windgeschwindigkeit]]en für verschiedene geographische Regionen angibt.

[[Datei:Windzonenkarte.png|mini|Windzonen in Deutschland]]
{| class="wikitable" style="text-align:center;"
|+ Windzonen nach DIN 1055-4:2005-03
|-
! Windzone
! Windgeschwindigkeit <math>v_\text{ref}\, \left[\mathrm{\tfrac{m}{s}}\right]</math>
! Geschwindigkeitsdruck <math>q_\text{ref}\, \left[\mathrm{\tfrac{kN}{m^2}}\right]</math>
|-
| 1
| 22,5
| 0,32
|-
| 2
| 25,0
| 0,39
|-
| 3
| 27,5
| 0,47
|-
| 4
| 30,0
| 0,56
|}

Die Werte gelten für eine Mittelung über einen Zeitraum von 10 Minuten mit einer Überschreitens[[wahrscheinlichkeit]] innerhalb eines Jahres von 0,02 sowie für eine Höhe von 10 m über Grund in ebenem, offenen Gelände; bei sehr hohen Bauwerksstandorten sind die Windgeschwindigkeiten entsprechend anzupassen.

Der Bezugs[[staudruck]] <math>q_\text{ref}</math> wird ermittelt aus dem Grundwert der Bezugswindgeschwindigkeit <math>v_\text{ref}</math> in 10 m Höhe mit einer [[Luftdichte]] <math>\rho = 1{,}25\,\mathrm{\tfrac{kg}{m^3}}</math>:

:<math>q_{\text{ref}} = \frac{\rho}{2} \cdot v^2_{\text{ref}}</math> (vgl. die Formel für die [[kinetische Energie]])

bzw. als [[Größengleichung]] mit <math>v_\text{ref}</math> in <math>\mathrm{\tfrac{m}{s}}</math> und <math>q_\text{ref}</math> in <math>\mathrm{\tfrac{kN}{m^2}}</math>:

:<math>q_{\text{ref}} = \frac {v^2_{\text{ref}}} {1600} </math>

==== Topographie ====
Die Topographie und Beschaffenheit des Geländes, welches den Bauwerksstandort umgibt, werden in den Normen durch Geländekategorien erfasst.

=== Bauwerksgeometrie ===
[[Datei:Windprofil1.png|mini|Geschwindigkeitsdruck über die Höhe nach DIN 1055-4:2005-03]]
Weitere wichtige Einflussfaktoren ergeben sich aus der Geometrie des Bauwerkes oder Bauteils.

So ist die [[Windgeschwindigkeit]] an der Erdoberfläche praktisch Null und nimmt mit zunehmendem Abstand von der Erdoberfläche, also mit der [[Gebäudehöhe]], zu. Für einfache Fälle ist in der Tabelle 2 der DIN 1055-4 der Geschwindigkeitsdruck <math>q</math> für Bauwerkshöhen bis 25 Meter zusammengestellt.

Neben der Gebäudehöhe beeinflusst die geometrische Form die Größenordnung der Druck- und Sogkräfte, was mit [[Aerodynamik|aerodynamischen]] [[Beiwert]]en berücksichtigt wird (s. u. Windkraft).

Der Parameter Bauwerksgeometrie kann, sofern keine in den Normen dokumentierten [[Erfahrungswert]]e vorliegen, durch [[Windkanal]]<nowiki />versuche erfasst werden, evtl. zusammen mit dem Einfluss der örtlichen Bebauung.

=== Windkraft ===
Die resultierende Wind[[kraft]] auf ein Bauwerk oder Bauteil ergibt sich aus dem Produkt von [[Staudruck|Geschwindigkeitsdruck]] bzw. Windlast, Bauwerksflächen und aerodynamischen Kraftbeiwerten.

Diese Kraftbeiwerte können für Druck theoretisch maximal +1,0 betragen (Windgeschwindigkeit vor der angeströmten Fläche ist Null), schwanken aber meist zwischen +0,6 und +0,8; die Kraftbeiwerte für Sog sind in ihrer Größenordnung physikalisch nicht begrenzt und können lokal im Bereich von Dachkanten z. B. −2,0 oder weniger betragen. Insbesondere die Sogkräfte sind meist für Windschäden an Bauwerken verantwortlich.

Zum Beispiel sind [[Lärmschutzwand|Lärmschutzwände]] in Deutschland gemäß den Vorgaben der [[Straßenbauverwaltung]]en für eine Windlast bzw. einen Geschwindigkeitsdruck von mindestens <math>1{,}45\,\mathrm{\tfrac{kN}{m^2}}</math> zu berechnen, was anschaulich ungefähr einem [[Flächengewicht]] von <math>145\,\mathrm{\tfrac{kg}{m^2}}</math> entspricht.

Die Windlast spielt auch eine Rolle bei der Aufstellung temporärer Verkehrszeichen (im Zuge von Arbeitsstellen), um diese gegen Umkippen zu sichern ([[Standsicherheitsklasse|Standsicherheit]]).<ref>{{Internetquelle |url=https://rsa-online.com/15/Aufstellvorrichtungen/Aufstellvorrichtungen.htm |titel=TL Aufstellvorrichtungen |abruf=2026-04-23}}</ref>

== Windinduzierte Schwingungen ==
Die in den Normen angegebenen Windlasten sind [[Baustatik|statische]] Ersatzlasten für steife Bauwerke.

Bei weichen Bauwerken wie [[Hängebrücke]]n kann es zwischen dem Wind und dem Bauwerk zu einer [[Technische Mechanik #Dynamik|dynamischen]] Wechselwirkung in Form von [[Schwingung]]en kommen (vgl. [[Tacoma-Narrows-Brücke #Einsturz der Brücke von 1940|Tacoma Narrows Bridge]]). Hier sind meist Windkanalversuche zur richtigen Erfassung des Windes als [[Einwirkung (Statik)|Einwirkung]] auf das [[Tragwerk (Bauwesen)|Tragwerk]] erforderlich.

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
* Kostenloses Online-Tool zur [https://www.dlubal.com/de/lastzonen/wind-deutschland-din-en-1991-1-4-na-2010-12.html?language=de Ermittlung der Windzone] und des Basisgeschwindigkeitsdrucks q<sub>b</sub> nach Eurocode (auch Schneelastzonen, Erdbebenzonen)
* Windlast nach Norm: [http://www.din1055.de/index.php/content/blogcategory/30/74/index.html DIN1055.de | Lastannahmen für Anwender]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4133242-8}}

[[Kategorie:Bauingenieurwesen]]
[[Kategorie:Windenergie]]

[[en:Wind engineering#Wind loads on buildings]]

Windlast - Versionsgeschichte

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