Studie zur natürlichen Belüftung eines in den Fels gehauenen Hotels in der Wüste von Al-Ula in Saudi-Arabien: die Mikroklimata charakterisieren, um „die Energie des Berges“ zu nutzen.
SHARAAN ist ein Projekt des Architekten Jean Nouvel: ein Hotel in einem felsigen Berg der Wüste von Al-Ula in Saudi-Arabien zu errichten, wobei die Landschaft des Naturschutzgebiets bewahrt und zugleich moderne architektonische Konzepte einbezogen werden.
Im Auftrag der Ateliers Jean Nouvel und von Terrell führte EOLIOS eine umfassende Studie des Geländes durch, um die Aeraulik des Resorts genau zu charakterisieren (Mikroklimata, innere Luftbewegungen, Thermosiphon-Effekte).
Das Wesentliche. In den Fels gehauenes Höhlen-Hotel in einem Berg der Al-Ula-Wüste (Saudi-Arabien), für Jean Nouvel & Terrell. EOLIOS charakterisierte die Mikroklimata (Sonneneinstrahlung per Heliodon, Windrose) und simulierte dann in CFD die natürliche Belüftung des vollständigen Resorts (umliegende Berge und innere Luftkanäle inbegriffen), um „die Energie des Berges“ zu nutzen und trotz der Wüstenextreme einen angenehmen Innenraumkomfort zu halten.
Die zentrale Herausforderung besteht darin, die Landschaft des Naturschutzgebiets Sharaan zu bewahren und zugleich einen Hotelkomplex mit modernen architektonischen Konzepten einzufügen, der in den Fels der Bergflanke gehauen ist.
Die Höhlenwohnungen — in den Fels gehauene Behausungen — bieten dank des umgebenden Gesteins eine ausgezeichnete Wärmedämmung: Die Temperaturen sind stabil (im Winter wird die Wärme gehalten, im Sommer die Kühle), und die Behausungen sind robust. Das ist die Idee, die Jean Nouvel für seinen Palast in der Wüste aufgegriffen hat.
In den Fels gehauene Behausung. Die hohe Wärmeträgheit der Gesteinsmasse dämpft die Temperaturschwankungen: Der Innenraum bleibt im Sommer kühl und im Winter mild, ohne Energieeintrag.
Das Klima von Al-Ula vereint mehrere starke Zwänge, bietet aber auch nutzbare Kühlpotenziale für eine bioklimatische Beherrschung in einer komplexen Wüstenumgebung :
Klimatische Studien bestimmen die allgemeinen Tendenzen des Geländes: Heliodons charakterisierten die Sonneneinstrahlung, und die Windgeschwindigkeiten wurden an der nächstgelegenen Wetterstation erfasst. Die durch die Sonneneinstrahlung bedingten thermischen Schwankungen der Oberflächen erzeugen lokale Mikroklimata; in erster Näherung gilt der Grund der Schluchten als wenig besonnt, um diese Effekte zu nutzen.
Gerät, physisch oder numerisch, das den Sonnenlauf über ein Jahr nachbildet, um die Sonneneinstrahlung eines Geländes und seines Reliefs in jeder Jahreszeit zu charakterisieren.
Dieses Projekt, das mit dem Berg eine Einheit bildet, lässt sich vom Wind inspirieren und nutzt ihn in seinem Kern. Der Wind zeichnet charakteristische Muster in den Fels. Die jährliche Windrose bestimmt die vorherrschenden Winde und ihre maximalen Amplituden, um die Studien für die ungünstigsten Fälle durchzuführen und die lokalen Effekte des Berges zu berücksichtigen.
Grafische Darstellung der vorherrschenden Windrichtungen und ihrer Geschwindigkeiten über ein Jahr. Sie leitet die Wahl der ungünstigsten zu simulierenden Windfälle.
Die CFD-Simulation wurde mit einem vollständigen Modell des Hotels und seiner näheren Umgebung durchgeführt (Geometrie des Geländes und der Berge, auf Basis des Modells der Ateliers Jean Nouvel), einschließlich der inneren Luftkanäle des Resorts, um die natürliche Belüftung genau zu untersuchen.
Die Herausforderung: den Fels auszuhöhlen, um Räume mit hohem Komfortniveau zu schaffen, trotz sehr hoher Umgebungstemperaturen und des Windes (und der Böen). Die CFD simuliert die Drücke, Luftbewegungen und Temperaturen an jedem Punkt: Die Temperaturen müssen angenehm und deutlich niedriger als die Extreme der Wüste bleiben, und die Simulationen liefern die Stromlinien des Außenwindes und die Tendenzen der inneren Luftbewegung. Der thermische Stack-Effekt wird genutzt, um die Luft der gehauenen Räume zu erneuern.
Zum Merken. In der Wüstenumgebung ermöglicht die CFD, „die Energie des Berges“ zu nutzen (die Trägheit des Gesteins, die kühlen Mikroklimata der Schluchten und den Wind), um einen angenehmen Innenraumkomfort zu halten und zugleich den Einsatz von Klimatisierung stark zu begrenzen.
Höhlenwohnen, Wüsten-Mikroklimata und natürliche Belüftung, die „die Energie des Berges“ nutzt.
Eine in den Fels gehauene Behausung profitiert von der hohen Wärmeträgheit der Gesteinsmasse : Die Temperatur bleibt stabil, im Sommer kühler und im Winter milder. In der Wüste begrenzt diese Trägheit den Bedarf an Klimatisierung und bildet die Grundlage der bioklimatischen Strategie des Resorts, neben einer Optimierung des thermisch-aeraulischen Komforts.
Über klimatische Studien : Heliodons rekonstruierten die jährliche Sonneneinstrahlung des Reliefs, und die Windgeschwindigkeiten wurden an der nächstgelegenen Wetterstation erfasst. Eine jährliche Windrose legte die vorherrschenden Richtungen und maximalen Amplituden fest, um die ungünstigsten Fälle zu untersuchen.
Eine Lufterneuerung ohne mechanischen Eintrag, die die Druckunterschiede durch den Wind und die Temperaturunterschiede (Thermosiphon-Effekt) nutzt. Das Ziel : „die Energie des Berges“ zu nutzen, um die Höhlenräume zu kühlen und zu belüften.
Die CFD gibt die Drücke, Luftbewegungen und Temperaturen an jedem Punkt wieder, ausgehend von einem vollständigen Modell des Resorts, der umliegenden Berge und der inneren Luftkanäle. Sie liefert die äußeren Stromlinien und die Tendenzen der inneren Luftbewegung, die an einem einfachen physischen Modell nicht zu erhalten sind.
Ja : die Trägheit des Gesteins, die kühleren Mikroklimata der Schluchten und eine gut ausgerichtete natürliche Belüftung halten die Temperaturen angenehm, deutlich unter den Wüstenextremen, und begrenzen zugleich den Energieverbrauch.
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