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風力係数とは？1分でわかる意味、計算例、cf、吹き上げ、風上、風下、独立上屋

この記事の要点

風力係数（ふうりょくけいすう）とは、建物の形状や作用する箇所によって異なる係数です。

速度圧に風力係数をかけた値が風圧力です。

この記事では、風力係数とは何か、どう求めるのか、吹き上げ・風上・風下・独立上屋での違いはどうなっているのかを整理します。

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風力係数（ふうりょくけいすう）とは、建物の形状や作用する箇所によって異なる係数です。

タップできる目次

風力係数とは？

速度圧に風力係数をかけた値が風圧力です。

風力係数cfは、外圧係数から内圧係数を引いて求めます。

今回は風力係数の意味、計算例、cf、吹き上げ、風上、風下、独立上屋との関係について説明します。

風圧力、風荷重の意味は下記が参考になります。

風圧力とは？1分でわかる意味と計算、速度圧と風力係数、受圧面積との関係、風荷重との違い

風荷重とは？読み方・公式・見付面積との関係・フェンスの計算

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風力係数とは？

風力係数（ふうりょくけいすう）とは、建物の形状や作用する箇所によって異なる係数です。下式で計算します。

Cf＝Cpe－Cpi

Cfが風力係数、Cpeが外圧係数、Cpiが内圧係数といいます。外圧係数、内圧係数の意味は下記が参考になります。

外圧係数とは？意味・内圧係数との違いと風力係数・風圧力の計算方法

内圧係数とは？外圧係数との違い・閉鎖型建築物の求め方と風圧力計算

CpeやCpiの値は、建物の形状や部位、風向きにより細かく分かれています。例えば、片流れ屋根の建物の壁面に風が作用します。風上側の壁のCpe＝0.8です。Cpi=－0.2より

Cf＝Cpe－Cpi＝0.8－(－0.2)=1.0

です。

風力係数1

一方、同じ屋根形状でも、下図のように風下側の壁になると風力係数は変わります。風下壁面のCpe=－0.4、Cpi=0とすれば

Cf＝Cpe－Cpi＝－0.4－0=－0.4

です。壁面に作用する外圧係数の一部を下記に示します。

風上壁面　⇒　0.8 kz

側壁面　⇒　－0.7、－0.4 kz

風上屋根面　⇒　－1.0～0.8 kz

風下屋根面　⇒　0.5 kz

風下壁面　⇒　0.4 kz

内圧係数は、建物の閉鎖型、開放型により値が変わります。閉鎖型の場合、内圧係数は0または－0.2です。一方、開放型の場合は下記です。

風上開放　⇒　0.6

風下開放　⇒　－0.4

下記も参考になります。

外圧係数とは？意味・内圧係数との違いと風力係数・風圧力の計算方法

内圧係数とは？外圧係数との違い・閉鎖型建築物の求め方と風圧力計算

風力係数の計算例、cfの意味

Cfは風力係数の記号です。下図の風力係数Cfを求めましょう。ただし、風下が開放した建物です。

風力係数2

壁面は風上側にあります。よって外圧係数Cpe＝0.8です。内圧係数は、開放型と閉鎖型で値が違うので注意してください。上図は、風下が開放していますね。よってCpi=－0.4です。風力係数は、

Cf＝Cpe－Cpi＝0.8－(－0.4)=1.2

です。閉鎖型と開放型で、係数が変わる点に注意しましょう。詳細は建築物の構造関係技術基準解説書などに明記あります。

建築物の構造関係技術基準解説書〈2015年版〉

風力係数と吹き上げ、風上、風下の関係

風圧力は屋根にも作用します。屋根を、上側に押し出す働きの風圧力を「吹き上げ」といいます。箱型の建物（一般的な建物）よりも、独立上屋の方が問題になることが多いです。※独立上屋については、後述します。

風力係数を計算するとき、風上と風下が混乱すると思います。下図をみてください。

風力係数3

上図でいうと、矢印のある壁側が「風上」で、それと反対の壁側が「風下」です。

風力係数と独立上屋の関係

下図のように、屋根を支える柱・梁と屋根だけが独立する構造物を「独立上屋」といいます。独立上屋に作用する風圧力の風力係数は、CpeやCpiの算定が不要です。形状や角度に従い、Cfを選びます。

また、フェンスのような網状の構造物は、風力係数Cf＝1.4、円筒状の構造物の風力係数Cf＝0.9または0.7のように規定されます。その他、ラチス構造物も形状などに応じてCfを選びます。詳細は下記の書籍か、告示1454号を参考にしてください。

建築物の構造関係技術基準解説書〈2015年版〉

根拠・参考

建築物の構造関係技術基準解説書

実務では、設計条件・仕様書・適用する規準により確認してください。

混同しやすい用語

風力係数（Cf）

建物の形状・部位・開口の状況によって変わる無次元の係数で、外圧係数と内圧係数に分けられます。

風力係数は建物全体の風荷重算定に使います。

外圧係数（Cpe）

建物の外面（壁面・屋根面）に作用する風圧の係数で、風上面はプラス（正圧）、風下面はマイナス（負圧）となります。

風力係数の一部であり、内圧係数と組み合わせて使います。

内圧係数（Cpi）

建物内部に作用する風圧の係数で、建物の開放型・閉鎖型によって異なります。

外圧係数と混同されやすいですが、内部の圧力分布を表す点が異なります。

風力係数を整理した表を示します。

項目	内容	備考
風力係数Cfの計算式	Cf＝Cpe（外圧係数）－Cpi（内圧係数）	形状・部位により変化
閉鎖型の内圧係数	Cpi＝0または－0.2	開放型と異なる
独立上屋・フェンス	フェンスCf＝1.4、円筒Cf＝0.7～0.9	形状に応じて規定値を選択

まとめ

今回は風力係数について説明しました。

意味、求め方など理解頂けたと思います。

風力係数は、建物の形状や部位で変わる係数です。

建物の開放型、閉鎖型、風上、風下の違いで、外圧係数や内圧係数が変わります。

係数の詳細な値は、書籍や告示1454号を確認しましょうね。

下記も勉強になります。

風圧力とは？1分でわかる意味と計算、速度圧と風力係数、受圧面積との関係、風荷重との違い

外圧係数とは？意味・内圧係数との違いと風力係数・風圧力の計算方法

内圧係数とは？外圧係数との違い・閉鎖型建築物の求め方と風圧力計算

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理解度チェック

風力係数とは何で、どう求めますか？

答えを見る

風力係数（ふうりょくけいすう、記号Cf）は建物の形状や作用する箇所によって異なる係数です。速度圧に風力係数をかけた値が風圧力です。Cf＝Cpe−Cpi（Cpe外圧係数、Cpi内圧係数）で求めます。CpeやCpiは建物の形状・部位・風向きで細かく分かれます。

風上・風下・独立上屋での風力係数の違いは？

答えを見る

例：片流れ屋根で風上壁面Cpe＝0.8・Cpi＝−0.2ならCf＝0.8−(−0.2)＝1.0、風下壁面Cpe＝−0.4・Cpi＝0ならCf＝−0.4です。屋根を上に押し出す風圧力が吹き上げです。独立上屋（屋根を支える柱梁と屋根だけが独立）はCpe/Cpi算定不要で形状・角度に従いCfを選びます。フェンス状はCf＝1.4、円筒状はCf＝0.9または0.7です（告示1454号）。