Почему конструкция ветрозащитного устройства определяет, как долго портативный пляжный зонт выдержит прибрежные порывы ветра?

Что на самом деле определяет дизайн вентиляционного отверстия в пляжном зонте

Конструкция вентиляционного отверстия является фактором, который отличает портативный пляжный зонтик который остается в вертикальном положении в течение всего прибрежного дня, а не тот, который переворачивается или ломается при одном порыве ветра. Навес без вентиляционных отверстий ведет себя как парус, задерживая воздух под собой, когда ветер поднимается вверх, и как только внутреннее давление превышает то, чему могут противостоять ребра, рама переворачивается наизнанку или шест поднимается над песком. Вентилируемый навес позволяет части захваченного воздуха выходить через разрезанную панель возле короны, сбрасывая давление до того, как оно достигнет точки разрушения конструкции. Полевые испытания каркасов зонтов обычно показывают, что вентилируемая конструкция может повысить устойчивость к ветру со всех сторон. От 15 до 18 миль в час до 25-30 миль в час до того, как навес начнет искажаться, что охватывает диапазон порывов ветра, типичный для открытых береговых линий в обычный пляжный день.

Как повышается давление воздуха под невентилируемым навесом

Когда ветер встречается с твердой поверхностью купола, воздух не просто проходит вокруг нее, как это происходит вокруг объекта меньшего размера. Вместо этого часть этого воздушного потока попадает под ткань, а поскольку край купола герметично закрыт, этому воздуху некуда идти. Давление накапливается на нижней стороне купола, и сила умножается со скоростью ветра, а не увеличивается с постоянной скоростью, поэтому зонт, который кажется устойчивым на скорости 12 миль в час, может внезапно выйти из строя, как только порывы превысят 20. Это накопление создает нагрузку непосредственно на соединения ребер и точку соединения, где купол встречается со столбом, которые являются самыми слабыми структурными точками в типичном каркасе.

Вентиляционная панель прерывает этот цикл, предоставляя захваченному воздуху контролируемый путь выхода. Вместо того, чтобы создавать давление до тех пор, пока что-то не поддастся, воздух непрерывно проходит через вентиляционное отверстие, что поддерживает внутреннее давление ближе к равновесию с окружающей атмосферой. В результате получается купол, который слегка прогибается при порывах ветра, а не раздувается от них, уменьшая нагрузку, передаваемую на ребра и соединение опор во время устойчивого прибрежного ветра.

Плотность ткани и материал каркаса учитываются при размещении вентиляционных отверстий

Вентиляционные отверстия не функционируют изолированно от остальной конструкции зонта. Ткань навеса портативных пляжных зонтов обычно представляет собой полиэфирное переплетение высокой плотности, рассчитанное на УПФ50 , который блокирует большую часть воздействия ультрафиолета, а также удерживает достаточно плотное переплетение, чтобы не допустить разрыва вентиляционного шва при многократном сгибании. Более рыхлая ткань вокруг вентиляционного отверстия имеет тенденцию быстрее изнашиваться, что постепенно увеличивает вентиляционное отверстие за пределы его расчетных размеров и изменяет количество воздуха, которое фактически проходит через него во время порыва ветра.

Алюминиевый сплав и ребра из стекловолокна

Ребра рамы обычно изготавливаются либо из алюминиевого сплава, либо из стекловолокна, и выбор влияет на то, как конструкция отреагирует, когда вентиляционное отверстие выполнит свою работу по снижению давления. Ребра из алюминиевого сплава сохраняют форму при умеренных нагрузках и противостоят коррозии в соленом воздухе, что важно для техники, неоднократно используемой на побережье. Ребра из стекловолокна изгибаются дальше, прежде чем достигнут точки разрушения, поглощая внезапные порывы ветра за счет изгиба, а не жесткого сопротивления, хотя эта гибкость может сократить срок службы соединения, где ребро встречается с куполом, если порывы ветра часты. Многие пляжные зонты среднего класса сочетают в себе ребристую конструкцию из стекловолокна с центральной опорой из алюминиевого сплава, сочетающую в себе гибкую внешнюю опору и стабильную вертикальную точку крепления.

Устойчивость к ветру в зависимости от конфигурации вентиляционного отверстия

Сравнительные испытания распространенных конфигураций навеса дают полезную картину того, как конструкция вентиляционных отверстий меняет практическую ветроустойчивость для стандартного диаметра стойки пляжного зонта и размера навеса.

Эти цифры меняются в зависимости от диаметра купола и способа крепления зонта, но схема одинакова: добавление второго вентиляционного отверстия или замена сплошной панели сеткой повышает ветровой порог, при котором зонт начинает испытывать нагрузку, смещая точку разрушения от самой ткани купола к системе крепления.

Крепление по-прежнему имеет значение, если навес имеет правильную вентиляцию.

Хорошо вентилируемый навес снижает силу, передаваемую на шест, но не устраняет необходимости надежного основания в рыхлом песке. Как только конструкция вентиляционного отверстия снижает нагрузку на раму, оставшееся напряжение передается вниз по опоре к любому крепежному механизму, удерживающему ее на месте, будь то винтовой шнек, основание, наполненное песком, или утяжеленный мешок. Зонты, которые сочетают в себе эффективную вентиляцию с неглубоким или легким креплением, часто все же меняют положение во время устойчивых порывов ветра, поскольку вентиляционное отверстие регулирует давление воздуха на купол, а не сопротивление зонта волочению по рыхлой земле.

Правильно вентилируемый навес в сочетании с рамой из алюминиевого сплава или стекловолокна и надежно закрепленным песчаным якорем может сохранять стабильное положение при устойчивом прибрежном ветре, уменьшая неопределенность установки, которая часто возникает при использовании пляжного зонта на открытых, незащищенных местах.

Общие условия использования ветрозащитных зонтов

Портативные пляжные зонтики с вентиляцией можно увидеть в самых разных местах на открытом воздухе, за исключением одного дня на берегу. Открытые пляжи с ограниченными естественными ветрозащитными полосами представляют собой особенно сложную среду, поскольку вокруг мало структур, которые могли бы замедлить порывы ветра до того, как они достигнут полога. Пляжные кемпинги представляют собой аналогичный, но немного другой случай, когда зонт может оставаться на месте в течение нескольких дней и должен выдерживать изменение направления ветра, а не одиночный устойчивый порыв ветра с одной стороны. Зоны отдыха на открытом воздухе возле прибрежных набережных, прибрежных кафе и пунктов проката оборудования также полагаются на вентилируемые навесы, поскольку эти места сочетают открытую экспозицию с частым, повторным использованием большим количеством посетителей в течение одного сезона.

Предприятия, которые арендуют или предоставляют зонтики в рамках пляжного сервиса, часто отдают предпочтение вентилируемым рамам именно потому, что снижение частоты отказов сокращает затраты на замену во всем арендуемом парке, а навесы обычно могут быть изготовлены с индивидуально напечатанным брендом без изменения базовой вентиляционной структуры или ветровых характеристик. Стандартизированное сборочное производство позволяет производить эти рамы с постоянным качеством при больших объемах заказов, что обеспечивает взаимозаменяемость запасных частей, когда необходимо заменить ребро или полюсную секцию после сезонного износа.