南昌大风三人被风吹落,原因何在?

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时间 2024年4月5日 预览 38

原创 2024-04-01 20:32·力学Nerd王小胖

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1、新闻背景

3月31日晚上,南昌遭遇强对流天气,狂风大作。南昌一小区三人被风吹落,不幸身亡。值得一提的是,事发时间是凌晨两三点(如下图),也正是人熟睡的时间,排除了深更半夜在阳台晃荡的可能。也就是说,遇难者是在被窝里被风吹走的。什么样的风,能够把人从被窝里吹走?

网传截图(已被证实)

2、风要多大才能把人吹起?

对于一个正常的成年人,想要吹起来其实难度较大。假设成年人体重65kg,身高175cm,那么人体的表面积约1.87m2,风吹来的时候,最大的迎风面积约0.84m2。想要把人吹的飞起来,风吹的向上的力必须至少是其体重的大小,那么单位面积的风力大概是774Pa

风压计算公式

风压的计算公式如上,取空气密度1.2kg/m3,代入上述的单位面积风力,可以估算出需要的风速约为36m/s。对照风的等级表,其对应的是11-12等级的暴风或飓风。也就是说,想要吹起一个正常的成年人,至少是暴风以上的等级。

风速等级表

从遇难者信息可以看到,两位老人一位小孩,其体重要比正常成年人轻,特别是那个11岁的小孩。根据媒体的报道,事发当时的风力等级达到了10级狂风,最大风压可达645Pa。假设老人的迎风面积较小,取0.7m2,那么受到的最大风力有451N多,大概是45多公斤的重物的力。而小孩的迎风面积更小,其受到的风力大概是二三十公斤重物的力。从这个角度看,十级狂风也吹不起老人和小孩。

3、到底发生了什么?

从上面的计算可以看出,十级狂风迎面吹来,都不可能克服人体重力,将人吹起。尽管十级狂风确实会将人吹的东倒西歪,站立不稳。假设一人站立,迎面吹来水平方向的风,那么65kg的体重,会产生约135N的摩擦力,而十级狂风却能产生二三百,甚至更大的力。所以,十级狂风是能够把人吹的跑起来,但是飞不起来。

由此可见,落地窗是发生此次悲剧的一大原因。玻璃被风吹破之后,人体在横风的作用下,由于摩擦力不够,被吹的往前跑,如果地面障碍较多,特别是高高的窗台形成一个有效阻挡,那么人体大概率不会被吹下去。

另外,被窝(包括盖被和垫被)实际上起到了增加迎风面积的作用,增加了整体的受力。当风突破窗户进入室内后,风吹起了盖被和垫被。在十级狂风下,床垫被吹起是轻而易举的事情,它的迎风面积太大了。床垫一旦被吹起,人体就处于不稳定的状态中,与床垫分离后,由于盖被或垫被的裹挟,增加了整体的迎风面积,更加容易被风吹走。

4、如何避免悲剧发生?

1、高层建筑落地窗虽然很美,但是显然相对的并不绝对安全。在装修的时候,落地窗前补上一个护栏可以起到一定的保护作用。

落地窗装护栏

2、狂风是直接因素,窗户玻璃破碎是重要原因。安装的玻璃,选择更厚一点的玻璃,可以显著提升玻璃的抗风能力,特别是落地窗等大面积的玻璃,更需要更加厚的尺寸。

更厚的玻璃

3、可以选择底部“封闭”的床,避免风从底下进入,把床垫吹起。有些床虽然下面是镂空的,但是床垫配备了固定的连接件,也能起到一定的作用。

底部“封闭”的床

5、总结

这次悲剧最直接的原因就是天气灾害,十级狂风风压太大,突破了卧室的窗户。虽然十级狂风不足以吹起人体,但是横风过大,远超摩擦力,盖被裹挟着人体又增加了迎风的面积,再加上落地窗无阻隔,造成了悲剧的发生。

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