Wat betekent onderdruk tijdens een storm?

Herman, 57 jaar
23 oktober 2011

Door een storm werd een buurman zijn dak letterlijk van zijn huis gerukt. Ik hoorde dan iemand zeggen dat dit kwam door de onderdruk en dat dit had kunnen zijn voorkomen als de constructie van het dak had toegelaten lucht te zuigen. Wat moet men verstaan onder die onderdruk en kan men echt door wijzigingen in de constructie schade voorkomen of beperken?

Antwoord

Beste Herman,

Dit komt inderdaad door onderdruk die ontstaat doordat de lucht een bepaalde snelheid heeft - nl. doordat het waait.  De relatie tussen beide werd vastgesteld door Bernouilli en wordt nu de wet van Bernouilli genoemd.  Die zegt dat hoe sneller een gas (of vloeistof) beweegt, hoe kleiner de druk in dat gas (of die vloeistof) wordt.

Als het waait boven een bepaald oppervlak (bijv. een dak), zal de druk dus dalen langs de bovenzijde van het dak.  Als het niet waait langs de onderzijde van het dak - wat normaliter het geval is bij een gesloten constructie zoals een woning - dan blijft de druk langs de onderzijde ongewijzigd.  Er ontstaat dus een drukverschil waarbij er onderaan een grotere druk is dan bovenaan.  Dit drukverschil gaat gepaard met een kracht.  Als die kracht groter is dan de zwaartekracht van het materiaal (bijv. een dakpan of een volledige dakconstructie) verkrijgen we een resulterend opwaartse kracht: het materiaal zal naar boven bewegen en het dak wordt van het huis gerukt als het niet (goed) is vastgemaakt met het draagsysteem van de woning.

Als je erin slaagt om de lucht ook langs de onderzijde van het dak te doen waaien, zul je het probleem inderdaad niet hebben.  Je zit dan wel met (heel) veel tocht en dit is in de energieprestatieregelgeving niet toegelaten: huizen moeten luchtdicht zijn.  De enige oplossing is dus de wanden en daken van constructies voldoende sterk te verbinden met het draagsysteem zodat de opwaartse kracht door het drukverschil niet alleen de zwaartekracht van het materiaal maar ook die verbinding moet overwinnen.  Overigens worden gebouwen altijd berekend op (vrij krachtige) windlasten zodanig dat het draagsysteem zelf niet instort omwille van wind.  Helaas is dit niet steeds het geval voor niet-dragende delen van constructies zoals bijvoorbeeld pannendaken.

Vliegende vliegtuigen zijn ook op de wet van Bernouilli gebaseerd, waarbij dan de vliegtuigvleugel beweegt en de lucht stilstaat - hetgeen op hetzelfde neerkomt.  Bij een vliegtuigvleugel is er langs de onderzijde weliswaar eveneens een snelheid van de lucht maar dankzij het speciale profiel van de vleugel (iets boller langs de bovenzijde) zal de snelheid langs de bovenzijde groter zijn dan langs de onderzijde.  De druk zal langs de bovenzijde dus kleiner zijn dan langs de onderzijde en op deze manier wordt weer een opwaartse kracht gegenereerd die toelaat dat het vliegtuig kan opstijgen.

Je kunt dit makkelijk zelf eens nuttig toepassen door proberen twee papieren van bijv. een tijdschrift of krant die aan elkaar "plakken" van elkaar te scheiden.  Je houdt de papieren voor je mond met de aan elkaar plakkende zijde naar je toe en blaast zachtjes.  De papieren zullen van elkaar wegbewegen waardoor je je vinger ertussen kunt steken om ze van elkaar te scheiden.  Dit komt opnieuw omdat de luchtdruk links van het linkerblad en rechts van het rechterblad daalt door de hogere snelheid - daar waar dit niet het geval is tussen de twee papieren waar niet eens lucht aanwezig is.  Weer netto een kracht weg van de papieren dus.  Zo kun je ook de opening vinden van die soms vervelende plastic zakjes voor fruit of groenten van een rol in de winkel!

Veel succes!

Met vriendelijke groeten,
Pieter Schevenels


Reacties op dit antwoord

  • 22/12/2011 - Herman (vraagsteller)

    Ik ben wel wat beschaamd eerlijk gezegd want ik begrijp het niet goed die wetenschappelijke taal. Maar bedoel je als er in het dak openingen zijn dat je dan minder kans hebt dat het dak wordt afgerukt? Of kan je me zeggen in eenvoudige taal hoe een dak bestendig tegen storm er best uitziet. Echt sorry dat ik sommige woorden gewoon niet versta.

  • 22/12/2011 - Herman (vraagsteller)

    Ik woon in de filipijnen geachte heer en zoals je weet hebben we hier vaak met tyfonen af te rekenen. De daken hier zijn metalen platen; kan je me aub enige raad geven wat ik kan doen om te voorkomen dat het dak wordt afgerukt. Ik zou je zo dankbaar zijn als je enig advies kan geven Herman Marginet

  • 22/12/2011 - Herman (vraagsteller)

    je zegt: Als je erin slaagt om de lucht ook langs de onderzijde van het dak te doen waaien, zul je het probleem inderdaad niet hebben Maar hoe moet dat dan, dat is me niet zo duidelijk.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2024
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door EOS vzw