BOUCOG01C Comfortabel gebouw
1.1 Windhinder
De troposfeer
● Onderste laag van de atmosfeer (10 km hoogte)
● Het weer zoals op de aarde wordt ervaren (regen, wind)
● Windstromingen door de luchtdrukverschillen (temperatuurverschillen)
De atmosferische grenslaag (menglaag)
● Hoogte van de luchtlaag waar de wind stroming wordt beïnvloed door de ruwheid van
aardoppervlak
● Hoogte tot 250-500 m (boven zee of woestijn < boven stad met veel hoogbouw)
● Interne grenslaag (stroming afh. van ruwheid stad)
● Stedelijke laag (stroming afh. van straten, gebouwvorm)
Voorspellen windklimaat
● Interne grenslaag
○ Stroming afhankelijk van ruwheid stad
○ Windsnelheidsprofiel
■ Theoretisch benadering
■ Neutrale atmosfeer
■ Terreinruwheid gelijk over grote afstand
● Stedelijke laag
○ Stroming afhankelijk van straten, gebouwvorm
○ Windtunnelonderzoek, CFD simulaties
Windsnelheidsprofiel
● In de interne grenslaag, boven de stedelijke laag
● Theoretisch juist, werkelijkheid veel complexer:
○ Terreinruwheid niet gelijk over grote afstand
○ Geen duidelijke overgang in ruwheid (alleen zee naar land)
Logaritmisch windsnelheidsprofiel
● In de interne grenslaag, boven de stedelijke laag
● Werkelijkheid veel complexer
● LOGWET;
𝑢* 𝑧−𝑑
𝑈(𝑧) = 𝑘
𝑙𝑛( 𝑧0
)
𝑧0 = ruwheidslengte
d = ½ a ⅔ van hoogte obstakels
z = hoogte in meters
u,U = windsnelheid in m/s
,Voorspellen van windklimaat
Atmosferische grenslaag
● In de interne grenslaag
○ Windsnelheidsprofiel
● In de stedelijke laag
○ Zeer complex
○ Windtunnelonderzoek, CFD simulaties
Meetgegevens windklimaat
● KNMI meetstations
○ Hoogte = 10 m (U(10))
○ Vrije veld (𝑧0= 0,03 m)
○ Hoogste windsnelheid aan de kust
○ Gemiddelde windsnelheid in Rdam = 5 m/s
○ Overheersende windrichting = zuidwest (ZW)
NPR 6097
● Bepaling lokale windstatistiek
● Berekening uurgemiddelde windstatistiek op 60 m hoogte
● Langjarig gemiddelde windsnelheid (periode 20 jaar)
Windhinder
Wanneer is wind hinderlijk?
● Het blijkt dat bij windsnelheden boven circa 5 m/s mechanische effecten een rol gaan
spelen; het haar verwaait, kleding en paraplu's worden door de wind bewogen, stof
waait op.
● De gevoeligheid van personen voor windhinder is mede afhankelijk van de activiteit
die men op een zeker moment onderneemt.
Windhinder wordt niet bepaald door de gemiddelde windsnelheid, maar door de windvlagen
(turbulente windstroom);
● NL: comfortcriterium U = 5 m/s (drempelsnelheid), bij 3s vlaag.
Windvlaag:
● Toename windsnelheid in korte tijd (1,5 tot 2,0 x U)
, Turbulentie
● Chaotische verandering in druk en snelheid
○ Laminaire stroming (horizontale stroming)
○ Turbulente stroming (stroming alle kanten op)
Wanneer is wind gevaarlijk?
● Drempelsnelheid van 15 m/s als gevaarscriterium
● Risico op vallen door windvlaag
Vergrotingsfactoren
● Toename windsnelheid op loopniveau (h = 1,75 m)
𝑐 = 𝑈1,75 / 𝑈10
c = vergrotingsfactor (c of y)
𝑈1,75 = windsnelheid op loophoogte
𝑈10 = windsnelheid op 10m hoogte (meteo-station) = 𝑈𝑝𝑜𝑡
𝑈1,75 𝑚𝑒𝑡 𝑔𝑒𝑏𝑜𝑢𝑤
Soms ook 𝑦 = 𝑈1,75 𝑧𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟 𝑔𝑒𝑏𝑜𝑢𝑤
Oftewel c = 𝑈1,75/𝑈0
Logwet: 𝑈1,75 = 0, 7𝑈10
● Beschutte plek: c klein, turbulentie-intensiteit groot
● Gebouwhoek: c groot, turbulentie-intensiteit klein
● Beschutte plek: c < 0,7
● Verslechtering: c > 0,7 (tot 1,5 → risico op windhinder)
Complex en van veel parameters afhankelijk
● Drukverschil (over en onderdruk)
● Gebouwvorm (hoeken, doorvoeren, plateaus, etc)
● Gebouwhoogte
● Positie gebouw ten opzichte van heersende windrichting
● Omgeving (gebouwen, pleinen, bomen)
● Positie (aan de stadsrand, centrum , weiland)
Loefzijde = Overdruk (stuwzone)
Lijzijde = Onderdruk (luwe zone)
Stuwpunt = ⅔ a ¾ van de gebouwhoogte, hier in winddruk maximaal
1.1 Windhinder
De troposfeer
● Onderste laag van de atmosfeer (10 km hoogte)
● Het weer zoals op de aarde wordt ervaren (regen, wind)
● Windstromingen door de luchtdrukverschillen (temperatuurverschillen)
De atmosferische grenslaag (menglaag)
● Hoogte van de luchtlaag waar de wind stroming wordt beïnvloed door de ruwheid van
aardoppervlak
● Hoogte tot 250-500 m (boven zee of woestijn < boven stad met veel hoogbouw)
● Interne grenslaag (stroming afh. van ruwheid stad)
● Stedelijke laag (stroming afh. van straten, gebouwvorm)
Voorspellen windklimaat
● Interne grenslaag
○ Stroming afhankelijk van ruwheid stad
○ Windsnelheidsprofiel
■ Theoretisch benadering
■ Neutrale atmosfeer
■ Terreinruwheid gelijk over grote afstand
● Stedelijke laag
○ Stroming afhankelijk van straten, gebouwvorm
○ Windtunnelonderzoek, CFD simulaties
Windsnelheidsprofiel
● In de interne grenslaag, boven de stedelijke laag
● Theoretisch juist, werkelijkheid veel complexer:
○ Terreinruwheid niet gelijk over grote afstand
○ Geen duidelijke overgang in ruwheid (alleen zee naar land)
Logaritmisch windsnelheidsprofiel
● In de interne grenslaag, boven de stedelijke laag
● Werkelijkheid veel complexer
● LOGWET;
𝑢* 𝑧−𝑑
𝑈(𝑧) = 𝑘
𝑙𝑛( 𝑧0
)
𝑧0 = ruwheidslengte
d = ½ a ⅔ van hoogte obstakels
z = hoogte in meters
u,U = windsnelheid in m/s
,Voorspellen van windklimaat
Atmosferische grenslaag
● In de interne grenslaag
○ Windsnelheidsprofiel
● In de stedelijke laag
○ Zeer complex
○ Windtunnelonderzoek, CFD simulaties
Meetgegevens windklimaat
● KNMI meetstations
○ Hoogte = 10 m (U(10))
○ Vrije veld (𝑧0= 0,03 m)
○ Hoogste windsnelheid aan de kust
○ Gemiddelde windsnelheid in Rdam = 5 m/s
○ Overheersende windrichting = zuidwest (ZW)
NPR 6097
● Bepaling lokale windstatistiek
● Berekening uurgemiddelde windstatistiek op 60 m hoogte
● Langjarig gemiddelde windsnelheid (periode 20 jaar)
Windhinder
Wanneer is wind hinderlijk?
● Het blijkt dat bij windsnelheden boven circa 5 m/s mechanische effecten een rol gaan
spelen; het haar verwaait, kleding en paraplu's worden door de wind bewogen, stof
waait op.
● De gevoeligheid van personen voor windhinder is mede afhankelijk van de activiteit
die men op een zeker moment onderneemt.
Windhinder wordt niet bepaald door de gemiddelde windsnelheid, maar door de windvlagen
(turbulente windstroom);
● NL: comfortcriterium U = 5 m/s (drempelsnelheid), bij 3s vlaag.
Windvlaag:
● Toename windsnelheid in korte tijd (1,5 tot 2,0 x U)
, Turbulentie
● Chaotische verandering in druk en snelheid
○ Laminaire stroming (horizontale stroming)
○ Turbulente stroming (stroming alle kanten op)
Wanneer is wind gevaarlijk?
● Drempelsnelheid van 15 m/s als gevaarscriterium
● Risico op vallen door windvlaag
Vergrotingsfactoren
● Toename windsnelheid op loopniveau (h = 1,75 m)
𝑐 = 𝑈1,75 / 𝑈10
c = vergrotingsfactor (c of y)
𝑈1,75 = windsnelheid op loophoogte
𝑈10 = windsnelheid op 10m hoogte (meteo-station) = 𝑈𝑝𝑜𝑡
𝑈1,75 𝑚𝑒𝑡 𝑔𝑒𝑏𝑜𝑢𝑤
Soms ook 𝑦 = 𝑈1,75 𝑧𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟 𝑔𝑒𝑏𝑜𝑢𝑤
Oftewel c = 𝑈1,75/𝑈0
Logwet: 𝑈1,75 = 0, 7𝑈10
● Beschutte plek: c klein, turbulentie-intensiteit groot
● Gebouwhoek: c groot, turbulentie-intensiteit klein
● Beschutte plek: c < 0,7
● Verslechtering: c > 0,7 (tot 1,5 → risico op windhinder)
Complex en van veel parameters afhankelijk
● Drukverschil (over en onderdruk)
● Gebouwvorm (hoeken, doorvoeren, plateaus, etc)
● Gebouwhoogte
● Positie gebouw ten opzichte van heersende windrichting
● Omgeving (gebouwen, pleinen, bomen)
● Positie (aan de stadsrand, centrum , weiland)
Loefzijde = Overdruk (stuwzone)
Lijzijde = Onderdruk (luwe zone)
Stuwpunt = ⅔ a ¾ van de gebouwhoogte, hier in winddruk maximaal
