Bouwkundig detailleren voor tekenaar en ontwerper:
Wind
Voor de volgende onderwerpen ga naar:
algemeen;
ontwerpvariabelen en luchtstromingen;
ventilatieproblemen en rookhinder.
Algemeen:
Leidraad tekst: Onderzoek windproblemen in bouw en milieu (nationaal lucht- en ruimtevaartlaboratorium (1972)Harde wind is een bron van diverse problemen.
Enerzijds moet rekening gehouden worden met het feit dat constructies zoals gebouwen, kranen en torens bepaalde windbelastingen ondervinden.
Anderzijds heeft men te maken met het optreden van windhinder, vooral in de omgeving van hoge gebouwen.
Wind ontstaat doordat lucht zich verplaatst van gebieden met hoge druk naar gebieden met lage druk.
Door wrijving met het aardoppervlak zal de luchtbeweging in de onderste luchtlagen echter worden afgeremd.
Door deze afremming ontstaat een laag waarin de windsnelheid sterk met de hoogte toeneemt, de z.g. grenslaag.
Het verloop hiervan wordt grotendeels bepaald door de ruwheid van het aardoppervlak.
Boven zee b.v. zal een dunnere luchtlaag worden afgeremd en dus een dunnere grenslaag ontstaan dan boven het centrum van een stad.
Dit verklaart tevens waarom het in de kuststreken gemiddeld harder waait dan in meer landinwaarts gelegen gebieden.
Door de wrijving van de luchtlagen onderling in de grenslaag ontstaan ook wervelingen en rukwinden. Vooral bij constructies die gevoelig zijn voor instationaire, d.w.z. met de tijd veranderende, windbelastingen wordt het raadzaam geacht met de invloed hiervan rekening te houden.
Een andere belangrijke factor waarmee ondermeer rekening mee moet worden gehouden bij het oriënteren van gebouwen t.o.v. elkaar en het projecteren van de ingangen, etc., is de meestal heersende windrichting.
Windhinder treedt niet alleen op binnen een groot complex van gebouwen zoals b.v. het centrum van een stad, maar ook in de onmiddellijke
nabijheid van een hoog gebouw dat temidden van laagbouw is gelegen.
Ontwerpvariabelen en luchtstromingen:
bron: artikel uit Bouw (1978)
|
Hoogte;
De neergaande stroming aan de loefzijde brengt hoge snelheden van grote hoogte naar beganegrond-niveau. |
|
|
Dit betekent dat de daar optredende snelheden verband houden met de hoogte van het gebouw.
Een gebouw in een natuurlijke grenslaagstroming functioneert dus als een geleider voor hoge windsnelheden.
Verder is de hoogte sterk bepalend voor de grootte van het terugstroomgebied. | |
|
Breedte;
Vergroten van de breedte van een gebouw bij gelijkblijvende hoogte en diepte blijkt zeer veel invloed te hebben op het terugstroomgebied. Er blijkt geen grenswaarde te bestaan voor dit verschijnsel, dus het terugstroomgebied is groter, naarmate het gebouw breder is. |
|
|
Diepte;
Een grotere diepte van een gebouw veroorzaakt een kleiner terugstroomgebied. In dat geval gaat de omhoog gerichte stroming het dakvlak weer volgen, waardoor het terugstroomgebied minder groot wordt. Bij dit verschijnsel bestaat er een grenswaarde, die ongeveer ligt op een diepte van drie à vier gebouwhoogten. Een verdere vergroting van de diepte heeft geen gevolgen voor het terugstroomgebied. |
|
|
Dakvorm;
Naarmate de hellingshoek van een zadeldak groter is, is ook het terugstroom gebied achter het gebouw groter. Voor een deel moet hier deze vergroting worden toegeschreven aan het vergroten van de hoogte door toevoeging van het dak. Vergelijkende proeven waarbij de totaalhoogte constant werd gehouden, tonen aan dat deze conclusie gerechtvaardigd is. |
|
| Bij een lessenaarsdak speelt nog een ander aspect, namelijk de plaatsing ten opzichte van de windrichting. Wanneer de hoge kant van een lessenaarsdak naar de wind is gericht, zien we dat een vergroting van de hellingshoek nauwelijks een extra toename van het terugstroomgebied veroorzaakt. Het terugstroomgebied is wel in alle gevallen groter dan bij een plat dak. Is de lage zijde naar de wind gekeerd, dan treedt in eerste instantie een afname op van het terugstroomgebied. Verder vergroten van de dakhelling veroorzaakt een zeer geringe vergroting van dit gebied; het is echter nog steeds kleiner dan bij een gebouw met een plat dak. Het terugstroomgebied is belangrijk omdat het de luchtstroom aan de lijzijde van een gebouw sterk verstoort. |
|
Vuistregels tegen wind:
Windhinder kan niet alleen optreden binnen een groot complex van gebouwen zoals b.v. het centrum van een stad, maar ook in de onmiddellijke nabijheid van een hoog gebouw dat temidden van laagbouw is gelegen.Bij een stadswijk kan het windklimaat in de straten door een minder gunstige plaatsing van de diverse gebouwen t.o.v. elkaar, nadelig beïnvloed worden.
Gelukkig doet zich dit niet bij alle windrichtingen voor maar het wordt hinderlijk wanneer het verblijf in winkelstraten, plantsoenen, op terrasjes
en speelplaatsen onplezierig is bij de meest voorkomende windrichtingen.
Door middel van windtunnelonderzoek kan de omvang van eventuele windhinder reeds in een vroeg stadium worden vastgesteld
Als hulpmiddel bij het ontwerp zijn windtunnelmetingen echter minder geschikt:
Er is een maquette nodig en windtunnelmetingen zijn duur. In een vroeg ontwerpstadia zijn goede vuistregels handzamer.
Fragment van artikel "Vuistregels tegen wind" (de Bouwadviseur - april 1993)
Ventilatieproblemen en Rookhinder:
Vooral bij hoge gebouwen kan de ventilatie problemen opleveren. Indien namelijk gedeeltelijke ventilatie wordt toegepast, d.w.z. dat verse lucht via ramen of speciale openingen wordt toegelaten, moet terdege rekening worden gehouden met de mogelijkheid van hinderlijke tochtverschijnselen in het gebouw zelf. Omdat de geveldrukken variëren met de hoogte bevordert deze wijze van ventileren immers het ontstaan van drukverschillen tussen de diverse etages.Bij airconditioning-systemen is het van belang te weten welke winddrukken men kan verwachten op de aanzuigroosters en de uitblaasopeningen. De dimensionering van het te installeren vermogen hangt immers direct hiermee samen. De meest gunstige situatie is die waarbij de aanzuigroosters belast worden door een overdruk en de uitblaasopening door een onderdruk. Wel moet daarbij in het oog gehouden worden dat dergelijke plaatselijke drukken erg aÍhankelijk kunnen zijn van de windrichting.
Een ander probleem bij ventileren kan optreden als de uitblaas-en aanzuigopening zodanig t.o.v. elkaar geprojecteerd zijn, dat afgewerkte
lucht vrijwel direct weer wordt aangezogen. Het zal duidelijk zijn, dat dit vermeden moet worden.
Hetzelfde geldt voor rookhinder uit schoorstenen.
voor "Natuurlijke en mechanische ventilatie" het onderdeel "Installaties".
voor "Uitmonding schoorstenen bovendaks" het onderdeel "Installaties - verwarming, kachels en rookkanalen".
Bouwkundig detailleren voor tekenaar en ontwerper:
dd: 21-02-2015
