严重的雷暴、沿海飓风和大平原上的阵风,都可能把后院围栏变成一面巨大的帆。实心隐私面板是这类事件中受损最频繁的围栏,因为它们要正面承受全部侧向风荷载,而这种受力方式几乎从来不在它们的设计考量之内。
一阵 70 mph 的阵风,对平面施加的压强超过每平方英尺 12 磅。在一块 8 英尺宽、6 英尺高的实心隐私面板(48 平方英尺)上,这相当于接近 600 磅的侧向倾覆力,全部压在单个立柱基础上。
下面分析风荷载对不同围栏材料和样式的影响,以及如何建造一道能扛住强风暴的围栏。
实心隐私围栏的气动学问题
实心的企口乙烯基和板条紧贴的木质隐私围栏孔隙率为零。它们形成一道实墙,把空气压向表面。产生的压力形成一道作用力臂,足以在地面高度折断 4x4 立柱,或者把整个混凝土基础从潮湿土壤里整个拽出来。
在易受飓风影响的沿海地区或平坦平原上,选择透风的围栏或结构上做了加强的构件,是能否存活的关键。
按抗风能力排名的 4 种围栏样式
1. 铁丝网围栏(抗风能力最强)
从结构上看,铁丝网是市面上最抗风暴的围栏。
- 透风性: 编织的菱形网面大约有 85% 到 90% 是空隙。狂风几乎不遇到阻力,直接穿过网面。
- 结构框架: 打入地下或用混凝土锚固的 40 号标准壁厚镀锌圆钢管立柱,在极端冲击荷载下会略微弯曲,但几乎从不折断或碎裂。
- 适合: 开阔地块、临海地产边界,以及要求风必须无阻通过的商业周界。
2. 装饰型铝制和钢制栅栏
装饰金属围栏既美观、防护性又强,同时对风剪力几乎免疫。
- 透风性: 采用 5/8 英寸或 3/4 英寸的细竖栅条、彼此间隔 3.5 到 4 英寸时,装饰金属围栏的开放表面积可达 70% 到 80%。
- 结构完整性: 粉末喷涂的中空铝立柱或实心钢立柱,通过螺栓固定在混凝土上或埋入 36 英寸的基础,在大风中表现良好,因为开放式栅条设计卸掉了大部分荷载;某一具体安装能扛住多大的阵风风速,取决于产品、立柱间距和基础,所以在极端风区请查厂家给出的评级。
- 适合: 泳池围护、前院,以及高风区的高端住宅小区。
3. 双面交错型(板搭横梁)木质围栏
如果社区规定要求使用木质隐私围栏,双面交错型是高风区最稳妥的木质设计。
- 透风性: 栅条交替安装在横梁的两侧,缝隙彼此重叠。这种通道式结构让高速气流可以从围栏中泄出,而不是堆积成死区的滞止压力。
- 视觉隐私: 你仍然保留正面的直接遮挡,同时大幅降低立柱上的倾覆力。
- 适合: 风暴频发区域内、需要好看木质边界线的郊区后院。
4. 立柱横梁式或劈裂栏杆围栏
劈裂栏杆围栏有两根或三根水平横梁,立柱之间是开放的竖向空隙。
- 透风性: 极度开放的设计几乎不产生风阻。
- 耐用性: 由于设计开放,大直径立柱埋入砾石或土壤后承受的风荷载很小,这就是劈裂栏杆围栏在一般大风事件中依然稳固的原因;不过没有任何围栏能抵挡正面而来的龙卷风级风力和飞散物。
- 适合: 大面积乡村地产、马匹放牧地和山间地块。
高风地区施工的工程性加强
如果你必须在多风地点安装实心或半隐私围栏,请遵守下面这些关键的施工规则:
- 升级为钢立柱或 6x6 木料: 标准 4x4 松木立柱在风暴中的失效率很高。升级为 6x6 压力处理木料或镀锌钢 PostMaster 立柱,它们可以完全隐藏在木质栅条之内。
- 把立柱间距缩短到 6 英尺: 把立柱间距从 8 英尺减到 6 英尺,能让每根立柱承受的风荷载降低 25%,整条围栏线的刚度大幅提升。
- 立柱埋深 36 到 48 英寸: 不要用浅基础偷工减料。立柱孔至少要挖到地面以上立柱高度的一半深,并要用混凝土完全锚固。
- 使用结构型环形柄钉或螺钉: 光柄框架钉在反复摆动的阵风中很容易从横梁上被拔出来。请使用户外的 304 不锈钢或热浸镀锌螺钉,并选深螺纹款。
计算风荷载与材料间距
开挖之前,先确认你的围栏设计能扛住当地的阵风风速:
- 用隐私围栏计算器模拟侧向力和立柱需求。
- 用双面交错围栏计算器确定交错栅条的数量。
- 用铁丝网围栏计算器核对铁丝网段的材料需求。
- 在板叠板、双面交错与实心隐私围栏对比中比较木质隐私围栏的气动性能。
- 阅读如何正确设置转角立柱和端部立柱,了解基础立柱如何固定。
延伸阅读: 建一道围栏需要多少根立柱, 立柱埋土中还是埋混凝土。