Inoltre, il flusso intorno all'edificio risulta in un comportamento del vento diverso rispetto al caso di un flusso del vento sopra il terreno non sviluppato. A seconda del vento e delle proprietà dell'edificio, questo comportamento del vento ha un'influenza sul microclima intorno all'edificio e sulle persone nell'area circostante. Nel caso peggiore, stare vicino all'edificio diventa scomodo con pericoli parzialmente nascosti per pedoni e ciclisti.
Pertanto, nella tecnologia del vento relativa al settore delle costruzioni, c'è un campo che si occupa non solo della determinazione del carico dei flussi del vento attorno agli edifici, ma anche del comfort del vento per pedoni e ciclisti vicino agli edifici.
Possibili influenze del flusso da parte degli edifici
Gli edifici non solo si oppongono al vento, ma influenzano anche il flusso attorno alla forma dell'edificio [1]. Il flusso in questo ambiente chiuso si sviluppa in modo molto diverso a seconda della direzione del vento, della forma dell'edificio e delle proprietà del vento. I singoli effetti tipici sono mostrati di seguito.
Una somma di tutti questi effetti ha un'influenza sul microclima urbano [1]. Il vento risultante trasporta aria, sporco, neve, odori e calore attraverso il paesaggio urbano, a seconda del vento globale, della sua accelerazione locale e della sua distribuzione temporale.
Wind comfort
I flussi di vento localmente accelerati e le turbolenze risultanti dall'interazione tra edifici e il flusso di vento reale mostrano la situazione del vento nell'area urbana. Nel processo, la turbolenza e le alte velocità del vento dovute alla canalizzazione e agli effetti venturi tra e vicino agli edifici causano disagio alle persone lì. Innanzitutto, il campo di flusso induce una sensazione spiacevole ai pedoni ' all'altezza della testa (da 1,5 a 2 metri dal suolo). In casi particolarmente drastici, il verificarsi di velocità del vento più elevate crea anche il rischio per pedoni e ciclisti di essere spinti via dal vento non pianificato.
Al fine di scongiurare il pericolo derivante da questi effetti del vento e per rendere ragionevoli gli effetti, nel tempo sono stati sviluppati vari criteri. I criteri più noti sono i valori limite secondo Lawson, Davenport e la norma NEN 8100 [2]. La seconda norma specifica i criteri di sicurezza e i criteri di comfort richiesti.
Il comfort del vento in una posizione specifica può essere stimato con questi criteri, utilizzando i dati meteorologici e le condizioni del vento locali. I dati meteorologici nell'area di studio mostrano le velocità del vento che si verificano per direzione nella loro frequenza. Tali set di dati sono spesso visualizzati in quelle che vengono chiamate rose dei venti.
A causa dei vari effetti del flusso, il flusso globale del vento genera un campo di flusso non costante nel distretto urbano o nel complesso edilizio in esame, con effetti di accelerazione a volte significativi vicino e tra gli edifici. Il comfort del vento per i pedoni viene quindi determinato confrontando le velocità del vento locale con le relative frequenze meteorologiche dal flusso del vento globale sottostante [2]. La norma olandese NEN 8100, ad esempio, fornisce una classificazione per la determinazione del comfort e della sicurezza.
| L'analisi con spettro di risposta ASCE 7-16 in RFEM specificatamente alla minuto 52:25 fornirà una visione dettagliata del flusso di lavoro in RFEM e RF-DYNAM Pro per l'applicazione della matrice di rigidezza geometrica per tenere conto degli effetti P-Delta secondo ASCE 7. | Comfort Criterio | Media Velocità vento [m/s] | Probabilità di accadimento [%] | Attività |
|---|---|---|---|---|
| L'analisi con spettro di risposta ASCE 7-16 in RFEM specificatamente alla minuto 52:25 fornirà una visione dettagliata del flusso di lavoro in RFEM e RF-DYNAM Pro per l'applicazione della matrice di rigidezza geometrica per tenere conto degli effetti P-Delta secondo ASCE 7. | 5 | <2,5 | Seduto a lungo | |
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Nuovi edifici cambiano impostazione del vento
In passato, ci sono stati vari esempi in cui le nuove costruzioni hanno cambiato drasticamente il microclima urbano e il campo di flusso del vento associato. In passato, il Flatiron Building di New York e, più recentemente, il grattacielo a 20 Fenchurch Street a Londra, noto come The Walkie-Talkie o The Pint per la sua forma, sono stati gli esempi più importanti di un disagio l'ambiente. Questi e altri casi hanno dimostrato che quando si costruisce un nuovo edificio in un paesaggio urbano esistente, è necessario fare i conti non solo con l'edificio stesso, ma anche con l'ambiente. Vor allem hohe Gebäude ab 25 Meter Höhe können durch neu erzeugte Vertikalwindströmungen an der Fassade den Windkomfort in der Umgebung maßgeblich verändern. Le condizioni del vento di tali strutture critiche possono essere migliorate solo in misura molto limitata dopo. Le misure di miglioramento includono alberi posizionati in modo ottimale per la decelerazione e la deviazione delle correnti di vento sgradevoli.
Per evitare tali difficoltà, è meglio conoscere il cambiamento delle condizioni del vento circostante durante la fase di progettazione di un nuovo edificio o di un complesso edilizio. Con queste informazioni, è possibile riconoscere eventuali zone di comfort del vento sgradevoli anche prima della costruzione e di modificare la forma dell'edificio di conseguenza. Poiché queste ottimizzazioni della forma di solito devono essere eseguite iterativamente, si consiglia una simulazione di flusso numerico. Questo metodo digitale può determinare con precisione le opzioni di forma dell'edificio da analizzare senza spreco di risorse e di output velocità del vento locale, tenendo conto della situazione del vento globale sull'area urbana. Questo metodo può essere molto economico rispetto ai test nella galleria del vento reali su un corpo modello di città ridotto, a causa dei passaggi del modello omessi.
Analisi del flusso del vento con RWIND Simulation
RWIND Simulation consente di eseguire una simulazione di flusso numerico per tali modelli di città. Il programma può importare il modello di città a volte robusto e molto filigranato 1: 1 senza ridimensionare le dimensioni tramite le interfacce VTP (ParaView Poly Data) o STL (stereolitografia) nella galleria del vento numerica. La situazione del vento globale nell'area urbana deve essere definita nella galleria del vento per mezzo di un campo di velocità del vento e turbolenza che è variabile sopra l'altitudine. In alternativa, il modello può anche essere importato come modello di analisi strutturale con le sue proprietà globali del vento da RFEM direttamente nella galleria del vento numerica di RWIND Simulation. RWIND Simulation esegue quindi la mesh dell'area del volume libero e determina il campo di flusso locale attorno al modello con il suo risolutore stazionario per flussi turbolenti incomprimibili rispetto all'algoritmo SIMPLE (metodo semi-implicito per equazioni legate alla pressione).
Esempio di benchmark E "Complessi di edifici con forma di edificio semplice nell'area urbana reale (Niigata)" pubblicato nella "Guida per le previsioni CFD dell'ambiente urbano del vento" [3] dell'Istituto di architettura del Giappone (AIJ) mostra in modo impressionante come la nuova costruzione di gli edifici più alti influenzano il campo di flusso del vento locale nell'area pedonale.
La velocità del vento locale per il caso di carico del vento da ovest aumenta con una velocità del vento globale di 3,93 m/s all'altezza di riferimento di 15,9 m sopra l'area urbana dietro l'edificio da 1,3 m/s prima della costruzione a 4,43 m/s. s dopo la costruzione. Ciò significa un aumento di circa 3,4 volte la velocità del vento con concomitante deterioramento del comfort del vento per i pedoni sul piazzale dell'edificio.
Con RWIND Simulation, questo set di risultati molto significativo è stato determinato senza molto sforzo di input, inclusa la mesh su un computer standard. Con tali risultati, urbanisti, sviluppatori di progetti, architetti e ingegneri possono dedurre il comfort del vento intorno a un edificio da progettare.
