Windlast von Antennen
Oft ist es am besten, die Antenne am höchsten Punkt des Montageortes zu montieren. Daraus resultiert häufig, dass die Windlast an dieser Stelle die höchsten Werte erreicht und deshalb eine Windlastberechnug erforderlich macht.
Die Darstellung zeigt die Proportionen zwischen der Windlast(F) in Newton und Windfläche(Aw) in m2.
Jedoch kann dies nur mit einer festgelegten Windgeschwindigkeit(V) dargestellt werden. Im Diagramm ist die Windgeschwindigkeit bei 150 Kilometern pro Stunde fixiert.
In der Tabelle wird gezeigt das F = 1111 *Aw durch einen dynamischen Winddruck Q = 0,64 *v2 = 1111 festgelegt wird.
Beachten Sie, dass die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde statt Kilometern pro Stunde berechnet wird.
Aw wird durch den Faktor C und die wirksame frontseitige Windfläche Ap bestimmt und ist in der Tabelle ablesbar. Für eine Rundstrahlantenne beträgt dieser Faktor C = 1,2. Die “wirksame frontseitige Windfläche” wird durch den geometrischen Entwurf der Antenne bestimmt, z.B. lässt sich bei einer zylinderförmigen Antenne die Höhe mit dem Durchmesser multiplizieren.
Die Graphik kann auch benutzt werden, wenn die Windlast und die max. Windfläche der Antenne bekannt sind und eine für diese Windlast passende Antenne gefunden werden muss, oder für die Windlast der Antenne die Windfläche festgelegt werden soll.
Erklärung Der Parameter:
- L : Länge (m)
- D : Durchmesser (m)
- Ap : “projektierte” Fläche (bzw. tatsächliche “frontale Fläche” (m²)
- Aw : Windfläche (m²)
- C : Form-Faktor
- v : kurzzeitiger Windgeschwindigkeits- Wert (Böen-Geschwindigkeit ) (ms – 1 )
- q : Dynamischer Winddruck (Nm – 2 )
- F : Windlast (N)
Windfläche:
Die projektierte Fläche für eine z.B. zylinderförmige Stabantenne ist einfach wie folgt zu berechnen : Ap = L . D [m2]
Für runde Antennenstrahler mit einem Form-Faktor c = 1,2 , wird die Windfläche wie folgt berechnet : Aw = c . Ap = 1.2 . Ap [m2]
Windlast:
Die Windlast F wird bestimmt durch : F = q . Aw
– wobei sich der dynamische Winddruck aus q = 0,64 v2
@ v = 150 km/h ergibt, wir F wie folgt berechnet : F = 1111 . Aw oder F = 1333 . Ap [N]
@ v = 160 km/h ergibt, wir F wie folgt berechnet : F = 1264 . Aw oder F = 1532 . Ap [N]
(v ist der kurzzeitig anliegende Windgeschwindigkeitswert, ein Böenfaktor ist nicht berücksichtigt)
Windgeschwindigkeit:
Die Mehrzahl der Antennen sind für eine Windgeschwindigkeit von v = 160 km/h mit einer Sicherheitsreserve von mindestens 30% geprüft.
Eislast:
Bei Eisbildung am Antennenelement reduziert sich die max. ausgelegte Windgeschwindigkeit, die als Windlast F wie folgt berechnet wird :
– wobei AW,ICE für die neue Windfläche inklusive der Eisschicht steht.
