nieuws

Virtuele windtunnel maakt gebieden met hoogbouw windproof

bouwbreed

Virtuele windtunnel maakt gebieden met hoogbouw windproof

Met een geavanceerd simulatieprogramma is windhinder en windgevaar rond hoge gebouwen te voorkomen. DHV biedt met zijn stromingssoftware een hulpmiddel om een plangebied commercieel verantwoord in te richten.

DHV begon vijf jaar geleden met de ontwikkeling van het windsimulatiemodel
dat gebruikmaakt van Computational Fluid Dynamics (CFD)-software. Het
simulatieprogramma is sindsdien bij tientallen projecten toegepast. “De techniek
is bekend en vindt in de bouw steeds vaker zijn toepassing. Met deze specifieke
stromingssoftware kunnen we windhinder en windgevaar inzichtelijk maken”, aldus
Rick Huizinga van DHV. De projectmanager spreekt van een virtuele windtunnel.
“Windtunnels meten, een CFD-simulatie berekent en biedt het voordeel dat je
kleinere details kunt meenemen. Daarbij kent de software geen beperking in
afmetingen, waardoor het windklimaat van een heel plangebied in beeld kan worden
gebracht.” De software die gebruikmaakt van het rekenprogramma Fluent is
daarnaast veel nauwkeuriger, energievriendelijker en flexibeler en sluit aan bij
de 3D werkwijze van ontwerpers. “De enige beperkende voorwaarde is de
rekenkracht. We beschikken in Den Haag momenteel over twee werkstations met 16
parallelle Intel-processoren.”

Fijnmazig

Een eerste vereiste voor een CFD-simulatie is een zeer nauwkeurig (“tot op
een haarvat”) driedimensionaal (CAD) modelontwerp van een gebouw of gebied.
Hieromheen wordt vervolgens een (lucht)mal gemaakt. Bij het modelleren van de
stroming wordt deze lucht in cellen verdeeld, die samen een virtuele windtunnel
vormen. In elke cel worden de vergelijkingen die de stroming beschrijven
opgelost en worden parameters als windsnelheid, druk en temperatuur berekend. De
luchtstromen kunnen vervolgens worden gevisualiseerd in de vorm van bijvoorbeeld
stroomlijnen, drukcontouren en snelheidsvectoren. “Het model kenmerkt zich door
een heel fijnmazig grid. Bij vele miljoenen cellen zijn binnen een dag de
jaargemiddelde windsnelheden rond een gebouw vast te stellen.” De software
voorziet volgens Huizinga duidelijk in een behoefte. “Vanwege de beperkte ruimte
gaan gebouwen steeds meer de hoogte in. Hoe hoger een gebouw, hoe groter de
invloed op zijn omgeving met als mogelijk gevolg hinderlijke en soms gevaarlijke
situaties.” Het doorrekenen van een plangebied met meerdere hoge gebouwen (vanaf
30 meter) gebeurt echter nog maar mondjesmaat. “Op gebouwniveau zijn de regels
voor een goed windklimaat duidelijk. De NEN 8100 bevat weliswaar normen, maar
voor gebieden zijn (nog) geen specifieke wettelijke eisen gesteld.”

Maatregelen

Venlo is een van de uitzonderingen en liet voor de nieuwe woon- en werkwijk
Maaswaard recentelijk het toekomstige windklimaat in kaart brengen. Met de
CFD-stromingssoftware en de KNMI-windklimaatstatistiek maakte DHV een
planologische windkaart. Deze geeft aan welke gebieden een verhoogde kans hebben
op windhinder en dus wel of niet geschikt zijn voor een bepaalde activiteit.
“Het CFD-computerprogramma is een snel hulpmiddel om een gebied windveilig en op
een commercieel verantwoorde wijze in te richten.” Door het ontwerp wat bij te
stellen kan op een bepaalde locatie alsnog aan de gestelde normen worden
voldaan. Huizinga noemt het aanpassen van een vorm van een gebouw, de plastiek
van de gevel, maatregelen aan de gevel, de positie van de gebouwen ten opzichte
van elkaar en windremmende maatregelen op maaiveldniveau. De software leent zich
daarnaast ook voor andersoortige specifieke vragen met betrekking tot
luchtstromingen. “We beschikken bijvoorbeeld over een speciale module om de
energieafname als gevolg van bebouwing rondom een klassieke windmolen te
berekenen. Daarnaast kun je achterhalen welke daken van gebouwen zich het best
lenen voor bijvoorbeeld het gebouwgebonden opwekken van windenergie. Dat kan
circa 30 procent meer rendement opleveren.”

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels