TNO Milieu, Energie en Procesinnovatie

fe

;limaat rondom gebouwen

Gebouwen die boven hun omgeving uitsteken

verslechteren vaak het windklimaat in hun

directe omgeving. Bij hoogbouw kan dit leiden

tot ernstige windhinder voor personen en

verkeer.

Met het door TNO ontwikkelde softwarepakket

KnoWind is het mogelijk windhinderproblemen

in een vroeg stadium te onderkennen.

Architecten en stedebouwkundigen kunnen

hiermee al in het ontwerpstadium de effecten

van hun ontwerp op het windklimaat vaststellen

Kostbare investeringen achteraf zoals wind­

schermen, luifels e.d. kunnen hierdoor in

principe worden voorkomen.

Achtergrond

In de huidige praktijk wordt in het ontwerpproces van gebou­wen geen rekening gehouden met mogelijke windhinder, omdat de beschikbare windhinderkennis slecht toegankelijk is. Wanneer tot een windtunnelonderzoek wordt besloten, ligt het ontwerp meestal al in hoofdhjnen vast. Het windklimaat kan dan alleen nog maar verbeterd worden met behulp van luifels, pergola's, windschermen en begroeiing. Het is veel effectiever een gebouw, binnen de gegeven rand­voorwaarden, zo 'windhindervriendelijk' mogelijk te ontwer­pen. Dit kan alleen indien architecten en stedebouwkundigen bij het ontwerp van een gebouw of van stedebouwkundige plannen al in een zeer vroeg stadium aandacht schenken aan het aspect windhinder.

Dit is mogelijk als de ontwerper de consequenties van zijn plannen op het windklimaat snel kan beoordelen. KnoWind biedt de gebruiker de unieke mogelijkheid al in het eerste ontwerpstadium het windklimaat rond een gebouw te visuahseren.

tebouwalmelingen H 60tn L 30m B-30in Windsnelheidsgiens

Dage n/ja ai

H U— r~" h—•

j — j — — p:

•

100

030 080

070

060 050

040 030

020

010 000

Figuur i: Het windklimaat bij twee

hoge rechthoekige gebouwen

»•^ÄT-

KnoWind

TNO is al enige decennia actief op het gebied van windtun­nelonderzoek aan gebouwen. Er zijn vele honderden projec­ten uitgevoerd op het gebied van windhinder, winddrukken en de verspreiding van afgassen uit schoorstenen. De omvangrijke windhinderkennis is nu gebundeld in het soft­warepakket KnoWmd, waarmee al in het ontwerpstadium het te verwachten windklimaat rond gebouwen kan worden voor­speld. Het programma is zeer gebruikersvriendelijk, database-georiënteerd en draait onder Windows. Met het programma kan voor geschematiseerde, alleenstaande gebouwsituaties het lokale windklimaat berekend worden. Dit windklimaat kan direct getoetst worden aan richtlijnen voor windhinder of windgevaar.

De invoer van het model is menu-gestuurd en bestaat uit: de keuze van de gebouwconfiguratie, de hoofdafmetingen van het gebouw, de oriëntatie van het gebouw ten opzichte van Noord de locaties (of het raster) waarvoor het windklimaat berekend moet worden.

• Op het beeldscherm kan vervolgens worden aangegeven in • welk deel van het land het gebouw staat en hoe de omgeving van het gebouw eruit ziet. Dit kan variëren van een gebouw in een grote stad tot een gebouw direct aan de kust.

Het programma is zo ontworpen dat de gebruiker er interac­tief mee kan werken. Dit betekent dat berekeningen zeer snel worden uitgevoerd. Daardoor is de gebruiker in staat onmid­dellijk het effect van wijzigingen in de hoofdafmetingen en de oriëntatie van het gebouw op het windklimaat in beeld te brengen.

Mogelijkheden

windklimaat: Voor aan aantal discrete locaties of voor een raster met rekenpunten kan het windklimaat in de directe omgeving van een drietal ver­schillende gebouwconfiguraties worden bere­kend. Het resultaat van de berekening wordt weergegeven in computerpresentaties met het gemiddelde aantal windhinderdagen per jaar (figuur i).

toetsing: Het berekende windklimaat kan getoetst worden aan richtlijnen voor windhinder (windsnelheidsgrens 5 m/s) en/of gevaar (windsnelheidsgrens 15 m/s). Hierbij kan onderscheid gemaakt worden tussen bijvoor­beeld doorloop- en winkelgebieden. Het resultaat van een dergelijke toetsing wordt weergegeven in computerpresentaties waarin gebieden met een slecht of gevaarlijk windklimaat zijn aangegeven (figuur 2).

cases: Er kunnen verschillende cases naast elkaar worden doorgerekend en gelijktijdig op het scherm worden gepresenteerd. Dit maakt het mogelijk snel inzicht te krijgen in het effect van wijzigingen in de hoofdafmetingen van het gebouw op het lokale windklimaat (figuur 3 a en 3b).

presentatie: De berekende windklimaatcontouren en toetsingscontouren kunnen zowel grafisch (in kleur) als in tabelvorm gepresenteerd worden.

Daarnaast bestaat de mogelijkheid om per windrichting gekleurde contourplots te maken van de windsnelheidsverde-lingen rond het gebouw (figuur 4) en kan voor bepaalde rekenpunten de windsnelheid weergegeven worden als functie van de windrichting.

ȕsrsfr

w:ag^.a^v.c^.-GebouwifniPtinqen H=6üm L=30in B-30in Windsnelheidsgrens

5 m/s

B slecht matig goed

Figuur 2: Toetsing windklimaat aan

richtlijnen voor windhinder

Gebruikers

KnoWind is ontwikkeld als hulpmiddel voor architecten, stedebouwkundigen, planologen, lokale overheden en bouw-fysici. Het biedt de mogelijkheid om het effect van een schets­ontwerp of bouwmassa op het lokale windklimaat al in het allereerste stadium in kaart te brengen. Tevens kan er direct worden geanticipeerd. Ook geeft het programma lokale overheden de mogelijkheid op een objectieve wijze te bepalen of het noodzakelijk is om voor een bepaald ontwerp een windtunnelonderzoek te eisen. Aan de andere kant biedt KnoWind projectontwikkelaars en architecten de mogelijkheid snel vast te stellen of een eis tot windhinderonderzoek gerechtvaardigd is. In de onderwijssector kan het pakket worden gebruikt om studenten inzicht te geven in de effecten van gebouw- en omgevingsparameters op het lokale windklimaat.

Figuur 5; Het effect van de gebouwhoogte op het lokale windklimaat

links H= Ç0 m, rechts H = 60 m

Figuur 4: Windsnelheidscoëfficiënten

bij windrichting 210°

Produktinformatie # <*'

KnoHTî'nc/is een interactief gebruikersvriendelijk programma dat werkt met muis en pull-down menu's. Het draait onder MS-Windows (versie 3.1 of hoger). De resultaten van de berekeningen kunnen zowel grafisch als in tabelvorm worden afgedrukt via elke door MS-Windows ondersteunde printer. KnoWind kan geïnstalleerd worden op IBM compatible pc's met een 386 processor of hoger. Minimaal is er 8 Mb vrije geheugenruimte nodig (RAM). Voor grafische presentatie wordt minimaal een door MS-Windows ondersteunde VGA kleurenmonitor aanbevolen. KnoWind wordt geleverd op 3V2" diskettes en bevat een duidelijke gebruikershandleiding.

'1

Informatie:

TNO Milieu, Energie en Procesinnovatie Afdeling Energie- en Stromingstechnologie

Postbus 342 7300 AH Apeldoorn

telefoon: 055-549 35 44 telefax: 055-549 37 40

^