Unul dintre factorii de degradare cei mai importanți ai acoperișului este vântul. În general, amplasamentul unei construcții, arhitectura ei, materialele și sistemele constructive utilizate trebuie alese în funcție de prezența vântului și a curenților de aer. Aceștia sunt definitorii atât în cazul fenomenelor extreme, cu furtuni puternice, cât și în condiții curente – de exemplu, pe un acoperiș zăpada se va depune diferențiat și se va topi în funcție de condițiile meteorologice generale.
Climă, înălțime, arhitectură, teren
Forțele dezvoltate de vânt sunt complexe, iar efectele acestuia asupra unei clădiri depind de mai multe aspecte, precum viteza, înălțimea la care se manifestă, anumite trăsături ale climei, caracteristicile suprafeței terenului, clădirile învecinate. În Europa, fenomenele extreme nu sunt chiar frecvente și nici atât de devastatoare, dacă ne raportăm la tornadele din preeriile Americii de Nord sau taifunurile din Pacific. Și, totuși, efectele furtunilor sau ale vânturilor puternice se fac simțite pentru clădirile înalte, la care trebuie luate măsuri de stabilizare solidă a sistemelor termoizolante, ferestrelor, aparatelor de aer condiționat sau instalațiilor aparente. Presiunile exercitate de vânt sunt mai puternice la înălțime mare, de aceea și acoperișurile sau sistemele termoizolante de fațadă trebuie ancorate cu mai multă exigență.
Pentru construcțiile cu regim de înălțime redus, apare o “oboseală” a structurilor și desprindere a anumitor elemente de construcție: decorațiuni, finisaje, tencuieli cu aderență precară, componenente de acoperiș.
Calculele pentru a evalua siguranța unei clădiri din perspectiva vântului sunt destul de complexe, și sunt rezervate specialiștilor. Printre parametrii importanți enumerăm valoarea de referință a vitezei, viteza medie și de vârf a vântului, înălțimea de referință sau categoria de teren, turbulențele. Un parametru relativ important este rugozitatea terenului, care ne arată dacă vântul întâlnește obstacole în calea sa. Există terenuri cu rugozitate mică, precum cele de la malul mării, lacurilor, ori pe un câmp plat, fără vegetație și alte obstacole. O rugozitate mai mare o au terenurile cu copaci și case care sunt de cel puțin 20 de ori mai mici decât distanțele dintre ele, iar cea mai mare rugozitate o au zonele urbane, unde cel puțin 15% din suprafață este ocupată de construcții de peste 15 m înălțime. Pare că într-o zonă urbană este mai sigur, dar lucrurile nu sunt chiar atât de simple, deoarece curenții de aer pot deveni imprevizibili în aceste spații, apărând turbulențele.
Elemente vulnerabile
Efectele vântului asupra clădirilor depind de forma acestora, înălțime, locație, proprietățile fizice ale structurilor respective. Suprafețele exterioare ale casei se comportă ca velele unei corăbii, cu diferite orientări, mai mult sau mai puțin avantajoase. Mai mult, interacțiunea dintre clădire și vânt creează diferențe de presiune care împing și trag structurile sau părți ale lor, provocând diverse reacții: înclinări (dacă este o structură flexibilă), alunecări (când se produce o acțiune de forfecare în paralel cu fundația), răsturnări sau rotiri atunci când casa nu poate aluneca peste fundație. Bineînțeles, aceasta se poate întâmpla la casele la care fundația și suprastructura sunt relativ independente, precum casele de lemn. În termeni plastici, rezistența la vânt a unei structuri este dată de veriga cea mai slabă. Dacă suprastructura este slab ancorată în fundație, riscurile sunt destul de mari. De asemenea, dacă anvelopa casei este slab legată de structură, aceasta se poate desprinde, vulnerabilizând întreaga construcție.
Din fericire, la noi se construiește mai degrabă monolitic, cu zidărie confinată sau, atunci când este vorba de structură în cadre, cu o ancorare bună. Sunt vulnerabile însă ușile și ferestrele, mai ales că, odată deschise, aerodinamica unei case în furtună se schimbă radical. O gaură provocată de un obiect “zburător” în anvelopa clădirii poate provoca pagube nebănuite, creând în interiorul casei o nouă serie de forțe care o solicită.
Se poate spune că acoperișul este cel mai afectat de vânt, deoarece la acest nivel curenții de aer au un traseu particular în funcție și de forma acoperișului; cele mai predispuse la pagube sunt cele cu înclinație mică și cu învelitoarea în două ape, spre deosebire de cele piramidale, care au o aerodinamică mai bună. În general, curenții de aer intră sub streașină și împing acoperișul în sus; suplimentar, din cauza formei, la trecerea vântului pe deasupra acoperișului se formează pe anumite porțiuni o presiune scăzută care îl trage și mai mult spre exterior, în mod similar efectului asupra aripii de avion. Cele mai grave incidente provocate de vânt implică desprinderea acoperișului, mai ales în contextul în care aceste acoperișuri sunt slab ancorate la structura casei (sunt numeroase cazuri de șarpante cu doar câteva puncte de prindere, și de multe ori cu tije metalice subțiri sau chiar cu sârme!).
Scara Fujita-Pearson
Pentru a evalua care pot fi efectele vânturilor care însoțesc furtunile, de multe ori se face referire la Scara Fujita-Pearson. Conform acesteia, avem următoarele posibile consecințe, unele deloc de dorit:
- F0 (60 – 117 km/h): se produc daune nu foarte grave – crengi rupte, desprinderea unor obiecte care nu au fost bine fixate;
- F1 (117 – 181 km/h): intensitate moderată, se pot desprinde țigle, se pot deplasa mașini, răsturna obiecte grele.
- F2 (181 – 250 km/h): pericol considerabil, acoperișurile se ridică, casele instabile se dărâmă, poate deraia și vagoanele de tren;
- F3 (250 – 320 km/h): pericol major, cu copaci dezrădăcinați, pot fi dărâmate inclusiv zidurile caselor solide;
- F4 (320 – 420 km/h): devastator – un obiect de câteva zeci de tone poate fi ridicat în aer fără probleme.
În țara noastră, cele mai mari valori ale vitezei vântului, de peste 40 m/s (aproape 150 km/h), se pot înregistra relativ frecvent în zonele montane înalte, în Podişul Modovenesc, nord-estul Bărăganului şi în Munţii Dobrogei, în partea central-sudică a Câmpiei Române, între Valea Jiului și Vedea, în Podişul Mehedinţi. La polul opus, ar fi anumite zone din Depresiunea Petroşani şi defileul Jiului, ori alte zone situate la adăpostul masivelor muntoase.