JIS C 60721-2-2:1996 環境条件の分類　自然環境の条件―降水及び風

                                                                   C 0113-1996 (IEC 721-2-2 : 1988)

pdf 目次

ページ

•  1. 適用範囲・・・・[2]
•  2. 目的・・・・[2]
•  3. 一般事項・・・・[2]
•  3.1 降水・・・・[2]
•  3.2 風・・・・[3]
•  4. 特性・・・・[3]
•  4.1 降雨・・・・[3]
•  4.2 ひょう・・・・[4]
•  4.3 雪・・・・[4]
•  4.4 風・・・・[5]
•  5. 分類・・・・[5]
•  5.1 通常の雨・・・・[5]
•  5.2 風雨・・・・[5]
•  5.3 結氷・・・・[5]
•  5.4 ひょう・・・・[6]
•  5.5 雪圧・・・・[6]
•  5.6 低い地吹雪・・・・[6]
•  5.7 風圧・・・・[6]

(pdf 一覧ページ番号 )

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             C 0113-1996
                                                                          (IEC 721-2-2 : 1988)

環境条件の分類自然環境の条件−降水及び風

Classification of environmental conditionsPart 2 : Environmental conditions appearing in nature.Precipitation and wind

日本工業規格(日本産業規格)としてのまえがき
この規格は,1988年第1版として発行されたIEC 721-2-2 Classification of environmental conditions Part 2 :
Environmental conditions appearing in nature. Precipitation and windを翻訳し,技術的内容及び規格票の様式を
変更することなく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
なお,この規格で点線の下線を施してある事項は,原国際規格にない事項である。

1. 適用範囲

 この規格は,電気製品・電子製品(以下,製品という。)に対する降水及び風に関する環境
条件の基本的な性質,定量的な特性及びその分類を規定する。
  製品の使用場所に応じて,降水及び風の適切な厳しさを選定する場合の基礎的な情報を示してある。こ
の場合,厳しさの値は,JIS C 0110-1995[環境条件の分類 環境パラメータとその厳しさの分類]に規定
する値を使用する。
      参考 JIS C 0110-1995は,IEC 721-1-1990   Classification of environmental conditions Part 1 :
                Environmental parameters and their severitiesと一致している。

2. 目的

 製品が輸送,保管及び使用中にさらされる降水及び風の厳しさに関する特性を規定する。

3. 一般事項

 地球の大気は,常に運動しており,局部的に暖められたり,冷やされたり又は湿気を帯び
たりする。その密度のこう(勾)配が,高気圧部分や低気圧部分を発生させる。圧力の差を均一にするた
めに風が吹くが,高気圧部分から低気圧部分に直接吹くのではなく,地球の回転によるコリオリの力によ
って曲げられる。
  大気の水平方向の連続的な動きは,広い範囲でゆっくりした上向きの動きを引き起こす。
  地球表面の加熱は,更に局部的な上昇気流を発生させる。もし,空気の圧力又は温度が十分に低下する
と,空気中に含まれる水分を水蒸気の形で保つことができず,降水をもたらす。例えば,20℃の空気は,
17.3g/m3の水分を水蒸気の形で含むことができるが,0℃では最大4.8g/m3の水分しか含むことができない。

3.1 降水

 降水の形態は,雨,ひょう又は雪であり,雲の中で複雑な過程の結果である。雲の中の温度
は,垂直方向に変化する。雲の温度が0℃である高度を凍結レベルという。凍結レベル以上の高度では0℃
以下であり,凍結レベル以下の高度では0℃以上である。
  凍結レベル以上の高度の雲の中では,一般に0℃から−13℃までの過冷却の水分が存在する。例外的に

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C 0113-1996 (IEC 721-2-2 : 1988)
は,−50℃で過冷却の水分が存在することがある。
  水滴又は氷の結晶の形成は,各種の条件,例えば,垂直方向の空気の流れや温度分布に依存し,雲の中
で発生する。
  もし,水滴又は氷が降下中に温度がプラスの層に入り,かつ,プラスに維持されている層を通過すると,
それらは降下中に雨滴に変化し,地上に雨として降る。これらは,条件によって連続して発生することが
ある。雨滴の降下速度は,雨滴の大きさとともに増加する(図1参照)。雨滴の大きさが5mmから6mm
までで速度9m/sでは,雨滴は小さな粒に分解する。しかし,降下中再度成長することがある。この結果,
雨滴の大きさの分布は,最大値が5mmから6mmまでとなる。
  雨滴が,再度0℃以下に温度が逆転した層を通過する場合がある。このとき,雨滴はひょうになり地上
に降る。一方,雨滴が過冷却の状態のままで降下し,ひょうの表面にぶつかると凍結するので,ひょうは,
更に成長することがある。ひょうのもう一つの発生過程は,雨滴が上昇気流で0℃以下の層に上昇し凍結
することである。これらのひょうは,その表面に霜を形成し,更に成長する。凍結と融解過程が連続的に
発生し,ひょうはかなりの大きさになることがある。ひょうの寸法の最大記録は,140mmである(Coffeyville,
Kansas,1970年9月3日)。しかし,このような大きさは極めて例外である。
  もし,降下中の温度が0℃以下で,氷の結晶状態が保たれていれば,地上に雪として降る。雪の結晶は,
条件によって非常に多くの種類に成長するが,通常の形状で,かつ,雪片 (snowflakes) となる。これらは
直径1cmになることもあるが,非常に軽い。

3.2 風

 地球上の風の発生機構は,赤道付近の高温と極地の低温との作用であり,地球の自転の影響と
も関係している。輸送,保管及び使用中の製品に関係があるのは,地面に近い部分の風である。一方,あ
る種の使用条件では,地面よりもかなり上の風の状態を考慮しなければならないこともある。大気の下層
部分の風は,太陽光線による局部的な熱と建物やその他の障害物からなる地表面の形状に依存する。
  これらの局地的な状態の影響は,風の摩擦と分流によって,熱的な渦流と機械的な渦流を発生する。日
中の地表近辺の空気の流れは,この二つの組合せであるが,夜間は主に機械的な渦流だけが存在する。
  地表面でこれらの渦が衝突すると突風が発生する。これらの突風の周期はランダムであるが,一般に2
秒間から3秒間までの間隔で発生する。
  風速は,ハリケーンや竜巻など嵐のときには非常に強い。熱帯や亜熱帯地域のハリケーンでは,80m/s
以上の突風が地表で観測されている。
  竜巻では,可能性は少ないが,125m/sの風速となることもある。

4. 特性

4.1 降雨

 降雨の特性は,次の物理的なパラメータで決められる。
  − mm/hで測定される雨の強さ(排水しないで,水平な地面にたまる水の高さ)
  − 雨滴の粒径分布
  − 降雨速度
  − 雨滴の温度
  大気汚染によって,降雨に溶解している不純物,海の塩分などの成分については,製品に重大な影響を
及ぼす可能性があるが,ここでは考慮しない。
  雨の種類及びその特性パラメータを,表Iに示す。

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                                                                                              3
                                                                   C 0113-1996 (IEC 721-2-2 : 1988)
                                表I 雨の種類(長時間の平均)(1)
                          種類             降雨量の上限 雨滴の直径  降雨速度
                                             (mm/h)       (mm)        (m/s)
              かなり軽い雨(Very light rain)  微量(2)    0.010.1      <0.25
              軽い雨      (Light rain)         1.0       0.10.5      0.251
              普通の雨    (Moderate rain)      4.0       0.51.0       12
              激しい雨    (Intense rain)       15        1.02.0       24
              大量の雨    (Heavy rain)         40        2.05.0       47
              豪雨        (Cloudburst)        >100       >3.0       >6
              注(1)  降雨量の上限は,IEC 721-3で規定する短期間の最高の強さを示す。
               (2)   微量とは,1mm/h以下の降雨量を示す気象用語である。
    参考 IEC 721-3で規定する期間とは,JIS C 0112-1995(環境条件の分類 環境パラメータとその厳
          しさのグループ別分類通則)IEC 721-3-0-1984 Classification of environmental condition Part 3 :
          Classification of groups of environmental parameters and their severities Introductionの本体6.及び附
          属書Aに示されている。
  雨滴の温度は,通常,通風式の乾湿温度計の湿球の温度と同じであるが,氷の結晶からできた雨や,降
り始めの雨では,この値と差がある。

4.2 ひょう

 ひょうの特性は,次の物理的パラメータで示される。
  − 直径
  − 密度
  − 落下速度
  − 衝撃力
  ここでは,製品に損害を与える大きな直径のひょうだけを考慮する。しかし,小さい直径のひょうの方
が頻繁に見られる。ひょうの密度は,おおよそ900kg/m3である。落下速度は,次の式で求められる。
                        V=.516 d
                      ここに :    V =落下速度 (m/s)
                                 d =ひょうの直径 (mm)
  衝撃力は,その質量(直径,密度)から計算できる,直径20mm以上のひょうの特性を表IIに示す。
                                      表II ひょうの特性
                               直径      質量    落下速度    衝撃
                               (mm)       (g)      (m/s)      (J)
                                20         4        23         1
                                50        59        36        39
                                60       102        40        81
                                70       162        43        151
                                80       241        46        257
                                90       344        49        411
                               100       471        52        627
                              数値は,丸めた値である。

4.3 雪

 雪は,直径数mmで,低密度の薄片として発生する。しかし,もし,強風に吹かれると雪の結
晶は壊され,平均直径80                    ヰ              杜     估ぎ         に落ちた雪の密度は様々である。
降ったばかりの雪の密度は,70kg/m3から150kg/m3までであるが,降ってしばらくした雪の密度は,200kg/m3
から400kg/m3までである。

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4.4 風

 風速は,局所的な地形や高度にかなり影響される。地表面の凸凹が大きいほど,地表面での風
は弱まる。したがって,地表付近の風速と,より高いところでの風速とは,かなり違いがある。表IIIは,
このような影響の例である。
                    表III 地上からの高度及び地上面の形状が風速へ及ぼす影響
              地上からの高度                     相対風速 (%)
                   (m)                         郊外地域,森林地帯
                              町の中心,高層ビル                    平地,海
                   500              100              100              100
                   300               82               92              100
                   100               53               68               86
                    30               32               48               71
                    10               21               36               60
                     3               13               25               49

5. 分類

 雨,ひょう,雪及び風は,それぞれが単独で,又はそれらの組合せで,若しくは他の環境パラ
メータとの組合せで,製品に種々の影響を及ぼす。
  単独パラメータ及びパラメータの組合せの例の幾つかを,次に示す。

5.1 通常の雨

 雨の強さは,緯度,気候地域及び季節によって大きく変化する。一般に単位時間当たり
の最大雨量は,熱帯地域の雷雨及び台風形の嵐でみられる。
  雨の強さの世界記録は,1分間に30mmである。このような強い降雨は,通常短時間であり,例えば,
雷雨が30分を超えて続くことはめったにない。
  通常の雨は,種々の大きさと落下速度をもつ雨滴が混じっている。雨滴の特性は,主に大気の温度と水
蒸気含有量に依存する。これらの大気の状態によって,落下中の雨滴が一部蒸発したり,又は完全に蒸発
する。一般に,雨滴の大きさの中央値は,地表温度と相対湿度が高いほど大きくなる。したがって,一般
的に熱帯地域の雨滴の大きさは,例えば,北ヨーロッパの雨滴より大きい(図2参照)。

5.2 風雨

 風雨は,雨と風の組合せである。風は,雨滴の落下速度に水平方向の速度成分を与え,製品
のケース内を減圧することがある。
  また,低温の雨による冷却もケース内を減圧することがある。
  熱帯地域での1時間平均の最大値は,雨量130m/hの雨と,風速30m/sの風の組合せになることもある。
1分間雨量の最大値は,上記の1時間平均値の最大値に比べてかなり大きく,熱帯地域では20mmに,熱
帯以外の地域では10mmに達することがある。

5.3 結氷

 結氷は,雨にぬれた表面が0℃以下に冷やされる(例えば,夜間の放射冷却による。)こと,
及び過冷却状態の雨滴が衝突で凍結することによって生じる。アンテナ塔や同様の高い建造物では,ガラ
ス状の氷の厚さが75mmに達することがある。
5.3.1  霜 霜は,0℃以下に冷やされた表面に,湿気を帯びた空気が触れて凝結することによって生じ,
通常は風が弱いときにできる針状結晶であり,表面との接着は弱い。
5.3.2  霧氷 霧氷は,風で運ばれた過冷却状態の水滴が,物体に当たって凍結することを繰り返すことに
よってできる。物体に着いている面積が小さく,風上に向かって成長するため,えび(海老)のしっぽ状
の非常に特徴がある外観をもっている。白色で粒状の構造をもつ。山岳地域では,物体の上に成長速度
30mm/h,又は一晩で30cm成長することもある。霧氷は,降雪と一緒に生じることがあり,適切な物体の上
に大量の積雪を引き起こす。霧氷の厚さは,地上付近で150mm,高度とともに直線的に増加し,地上100m
では500mmに達することがある。

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