Studie zum Fußgängerkomfort – La Défense
Allgemeiner Hintergrund
Eolios Ingénierie führte kürzlich eine Studie über den Windkomfort einer Schule im Stadtteil La Défense in Courbevoie durch. Dieses Projekt wurde im Rahmen des Baus einer Europäischen Mittelschule und einer Europäischen Schule durchgeführt, die sich in einem dicht besiedelten Stadtgebiet befinden.
Im Untersuchungsgebiet, das im Département Hauts-de-Seine liegt, gibt es zahlreiche lufttechnische Hindernisse, wie z. B. hohe Gebäude. Daher war es von entscheidender Bedeutung, diese Elemente in der lufttechnischen Studie zu berücksichtigen, um ihre Auswirkungen auf den Komfort der Bewohner zu verstehen.
Studie zum Fußgängerkomfort für die geplante Europäische Schule in Courbevoie
Jahr
2024
Kunde
NC
Lokalisierung
Courbevoie - Frankreich
Typologie
Luft & Wind
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Die Herausforderungen des Windkomforts
CFD-Studie zum Windkomfort im städtischen Umfeld
Windkomfort bezieht sich auf das Wohlbefinden, das Menschen empfinden, wenn sie windigen Bedingungen ausgesetzt sind. Es geht darum, einGleichgewicht zwischen ausreichender Belüftung und übermäßigen Windgeschwindigkeiten herzustellen, um eine angenehme und sichere Umgebung zu schaffen. Die Untersuchung des Windkomforts zielt darauf ab, die Eigenschaften des Windes wie Geschwindigkeit und Richtung sowie dieAuswirkungen von Hindernissen in der Umgebung auf den Luftstrom zu verstehen, um optimale Außen- (oder Innen-) Räume für die Bewohner zu entwerfen.
Die Untersuchung des Windkomforts ist daher bei der Planung von Gebäuden von entscheidender Bedeutung, insbesondere in dicht besiedelten städtischen Gebieten wie La Défense in Courbevoie. Wenn man in solchen Umgebungen baut, ist es unerlässlich, die Auswirkungen von Hindernissen (benachbarte Gebäude) auf den Luftstrom und den Komfort der Menschen auf dem Gelände zu verstehen. Eolios untersucht daher den Windkomfort eines Projekts für ein Gymnasium und eine Europäische Schule, indem es speziell den Luftstrom am zukünftigen Standort mithilfe von CFD-Simulationen untersucht, die im Folgenden vorgestellt werden.
Studie zum Windkraftpotenzial - La Défense
Die Beurteilung des Windpotentials eines Standorts und die Untersuchung des Windkomforts sind zwei miteinander verbundene Aspekte, die sich im Zusammenhang mit der Analyse der Windverhältnisse gegenseitig ergänzen. Bei der Beurteilung des Windpotenzials eines Standorts ist es nämlich notwendig , die Windeigenschaften zu verstehen. Die effektivste und zuverlässigste Methode, das Windpotenzial eines Standorts zu bestimmen, besteht darin, dort über einen ausreichend langen Zeitraum eine Windkraftanlage aufzustellen und deren Ertrag zu ermitteln. Eine andere Möglichkeit ist die Analyse der Häufigkeit der verschiedenen Windgeschwindigkeitsklassen sowie die Bestimmung der Windverfügbarkeit am Standort. Es handelt sich also um eine genaue Untersuchung der Windverhältnisse, um die Machbarkeit eines Windkraftprojekts zu bestimmen.
Andererseits zielt die Windkomfortstudie darauf ab, die Auswirkungen des Windes auf das Wohlbefinden und die Sicherheit der am Standort anwesenden Personen zu bewerten. Sie besteht darin, zu verstehen, wie Windbedingungen das von den Bewohnern eines Gebäudes oder eines Außenbereichs empfundene Komfortniveau beeinflussen können. Dies bedeutet also, dass das Windpotenzial des Standorts bewertet werden muss. In anderen Situationen konzentriert sich die Bewertung des Windkraftpotenzials auf die Quantifizierung der Windverhältnisse und deren Nutzung für die Erzeugung erneuerbarer Energie.
Eines der Hauptziele der von Eolios Ingénierie durchgeführten Studie war es daher, die täglichen Windeigenschaften im Projektgebiet zu verstehen. Dazu wurden Daten von einer repräsentativen Wetterstation in der Region verwendet. In diesem Schritt wurden die durchschnittlichen jährlichen Windgeschwindigkeiten, die vorherrschenden Richtungen, die Böenperioden sowie die Häufigkeiten der Windgeschwindigkeiten und -richtungen ermittelt, also das Windpotenzial des Standorts eingeschätzt.
Der Effekt von Rauheit und Venturi-Effekt bei der CFD-Untersuchung des Windkomforts eines Projekts
Definition der Windeigenschaften
Bei numerischen Studien zum Windkomfort ist es von entscheidender Bedeutung, die Randbedingungen genau zu definieren. Dies beinhaltet die Abgrenzung des Simulationsgebiets unter Berücksichtigung geografischer und städtischer Merkmale, die Angabe der Bodenrauigkeit, dieIntegration von Wetterdaten, die Definition der Eigenschaften von Gebäuden und anderen Hindernissen sowie die Festlegung von Luftaustrittsbereichen. Die Berücksichtigung von Wettervariabilität und genauen Details führt zu realistischen Simulationen und zuverlässigeren Ergebnissen in Bezug auf den Windkomfort.
Definition der atmosphärischen Grenzschicht
Um ein Windforschungsprojekt richtig durchzuführen und somit die richtigen Randbedingungen anzuwenden, muss man verstehen, wie das Geschwindigkeitsprofil des Windes in Bodennähe aussieht. Der Wind kann durch den Begriff der atmosphärischen Grenzschicht beschrieben werden, die in drei Unterschichten unterteilt wird. Die äußere Schicht oder Trägheitsunterschicht ist etwa einen Kilometer dick. Darunter befindet sich die 10 bis 100 Meter dicke Oberflächengrenzschicht, in der ein starker Gradient der Windgeschwindigkeit und der Temperatur auftritt. Schließlich wird die meterdicke, raue Unterschicht durch Oberflächenhindernisse beeinträchtigt.
Am Boden wird der Wind aufgrund der Rauheit des Bodens und der vorhandenen Hindernisse verlangsamt. Oberhalb dieser rauen Schicht, in den ungestörten Luftschichten des geostrophischen Windes, wird der Wind nicht mehr durch den Zustand der Erdoberfläche beeinflusst. Zwischen diesen beiden Schichten ändert sich die Windgeschwindigkeit mit der Höhe über dem Boden in einem logarithmischen Profil, das als vertikale Windscherung bezeichnet wird.
Definition der Rauheitsparameter
Die Rauheit des Geländes spielt bei der Untersuchung des Windkomforts eine entscheidende Rolle. Sie ist definiert durch die Gesamtheit aller Hindernisse wie Gebäude, Bäume und andere Elemente, die den Windfluss an der Oberfläche beeinflussen. Je höher die Rauigkeit, desto stärker wird der Wind gebremst. Diese Rauheit beeinflusst die Form des vertikalen Profils der Windgeschwindigkeiten, das mit zunehmender Entfernung vom Boden zunimmt. Die topografischen Merkmale des Untersuchungsgebiets, wie das Vorhandensein von Gebäuden, Bäumen oder Relief, beeinflussen das Windgeschwindigkeitsprofil.
Daher ist es wichtig, die Rauheit zu berücksichtigen, um bei Simulationen die richtigen Randbedingungen anzuwenden und so ein möglichst realistisches Windprofil zu erhalten. Der Anhang von „L’Eurocode Wind“ schlägt Rauhigkeitswerte vor, die von der Art der Umgebung abhängen.
Identifikation von Venturi-Effekten auf städtischer Ebene
In dicht besiedelten Gebieten mit einer hohen Konzentration von Gebäuden kann der Venturi-Effekt ebenfalls eine wichtige Rolle spielen. Er entsteht, wenn die Anwesenheit von Gebäuden den Querschnitt des Windes verringert und er dadurch schneller abfließt. Diese Bereiche mit höheren Geschwindigkeiten sollten daher bei der Untersuchung des Komforts und der Sicherheit der Verkehrsteilnehmer berücksichtigt werden.
Untersuchung der Windsicherheit der Nutzer
Die Untersuchung von Winden spielt eine entscheidende Rolle für die Sicherheit von Anlagen und Bauwerken. Das Verständnis der Windeigenschaften wie Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Auswirkungen auf umliegende Hindernisse hilft bei der Einschätzung potenzieller Risiken, die mit windigen Bedingungen verbunden sind. Durch die Identifizierung von Gebieten, die hohen Windgeschwindigkeiten ausgesetzt sind, können geeignete Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz von Personen und Gütern ergriffen werden.
Außerdem können durch Windstudien Strukturen entworfen werden, die den Windlasten standhalten, wodurch das Risiko einer Beschädigung oder eines Versagens verringert wird. Durch die Einbeziehung einer gründlichen Windanalyse bereits in der Planungsphase wird die Sicherheit der Bewohner gewährleistet und es werden Baustandards festgelegt, die auf die spezifischen Umweltbedingungen zugeschnitten sind, wodurch eine solide Grundlage für die Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit der Anlagen geschaffen wird. Bei diesem Projekt ist es daher von größter Bedeutung, die Sicherheit der Gebäudenutzer, insbesondere von Kindern, zu gewährleisten.
Numerische Simulation
CFD-Simulation rund um das 3D-Modell des Schulprojekts und des Stadtteils La Défense
Eolios Ingénierie erstellte ein Modell der Windströmungen in der Umgebung des Projekts mithilfe eines numerischen CFD-Modells (Computational Fluid Dynamics). Dieses Modell löste die Grundgleichungen der Strömungsdynamik und ermöglichte eine genaue Simulation der Luftströmungen und damit die Untersuchung des Windkomforts.
Durch die genaue Reproduktion der 3D-Geometrie des Viertels und die Integration der bestehenden Gebäude und der Gebäude des laufenden Projekts konnte Eolios Ingénierie detaillierte Ergebnisse über den Windkomfort erzielen. Dadurch konnten die Auswirkungen des Projekts auf den Windkomfort quantifiziert unddie am stärksten gefährdeten Bereiche identifiziert werden. Beispielsweise zeigten die Ergebnisse, dass bestimmte Bereiche des Projekts stark von Winden aus südwestlicher Richtung betroffen waren. Stattdessen konnte man sehen, dass die Terrassen relativ gut vor dem vorherrschenden Wind geschützt waren, und auch der nördliche Bereich des Geländes genoss dank der Projektgebäude einen gewissen Schutz.
Dank dieser rigorosen Studie und der Beherrschung fortschrittlicher Simulationstools konnte Eolios Ingénierie maßgeschneiderte Lösungen zur Verbesserung des Windkomforts bei diesem Projekt in Courbevoie anbieten.
Vorgeschlagene Lösungen
Nach den ersten Studien führt Eolios Simulationen mit Lösungen durch, um den Windkomfort der Nutzer zu verbessern
Eolios Ingénierie schlug spezifische Lösungen zur Verbesserung des Windkomforts im Rahmen des Bauprojekts für das Collège und dieEuropäische Schule in Courbevoie vor.
Für die Bereiche, die am stärksten den Winden aus südwestlicher Richtung ausgesetzt sind, empfahl Eolios, zusätzliche Schutzvorrichtungen anzubringen. Diese Schutzvorrichtungen, bei denen es sich um Windschutzwände oder Landschaftsgestaltung handeln kann, sollen die Windgeschwindigkeit verringern und eine angenehmere Zone für die Spieler schaffen. Durch die Veränderung der Luftströmung und die Minimierung von Turbulenzen können diese Lösungen Outdoor-Aktivitäten angenehmer und sicherer machen.
Für Terrassen und Außenbereiche, die dem Wind ausgesetzt sind, empfahl Eolios Ingénierie ein geeignetes Design, um den Komfort der Bewohner zu maximieren. Dazu gehört die Verwendung von Wänden, um Schutzzonen zu schaffen, sowie die Anlage von Vegetationszonen, um eine gewisse natürliche Barriere gegen den Wind zu bieten. Durch eine durchdachte Gestaltung dieser Räume können Umgebungen geschaffen werden, die für Aktivitäten im Freien geeignet sind, selbst wenn es windig ist.
Diese Lösungen ermöglichen es dem Bauprojekt des Collège und der Europäischen Schule in Courbevoie,den Bewohnern einen optimalen Komfort zu bieten. Durch den Einsatz fortschrittlicher numerischer Simulationen und einer gründlichen Analyse konnte Eolios Ingénierie sicherstellen, dass die Außenbereiche auch bei windigen Bedingungen angenehm und nutzbar sein werden.
Es ist wichtig zu betonen, dass diese Lösungen nicht nur den Komfort der Nutzer erhöhen, sondern auch dazu beitragen, die Nutzung der Außenbereiche in der Nähe des Projekts zu optimieren. Auf diese Weise wird eine häufigere und längere Nutzung dieser Räume gefördert, was dazu beiträgt, freundlichere und attraktivere Orte zu schaffen.
Dank der Kompetenzen und des Fachwissens von Eolios Ingénierie in der Untersuchung des Windkomforts wird das Bauprojekt des Collège und der Ecole Européenne in Courbevoie vonangepassten Einrichtungen profitieren,um den Bewohnern einen optimalen Komfort zu gewährleisten. Indem Eolios Ingénierie die Windexposition sowie die Rauheit des Geländes berücksichtigt und zusätzliche Schutzmaßnahmen vorschlägt, stellt es sicher, dass die Nutzer diese Räume unabhängig von den Windbedingungen voll nutzen können. Dieser durchdachte und individuelle Ansatz trägt dazu bei, angenehme und sichere Umgebungen zu schaffen, die das Wohlbefinden und die Zufriedenheit der Projektnutzer fördern und mit den Anforderungen des CCTP vereinbar sind.
Videozusammenfassung der Studie
Zusammenfassung der Studie
Eolios Ingénierie führte eine Studie über den Windkomfort einer Schule im Stadtteil La Défense in Courbevoie durch. Ziel der Studie war es, den Einfluss von Hindernissen in der Umgebung auf den Komfort der Nutzer zu verstehen. Dies muss bei der Planung von Gebäuden in dicht besiedelten städtischen Gebieten unbedingt berücksichtigt werden. Bei der Untersuchung des Windkomforts geht es darum, die Eigenschaften des Windes wie Geschwindigkeit und Richtung sowie die Auswirkungen von Hindernissen auf den Luftstrom zu verstehen. Dies ist bei der Gestaltung von Gebäuden und Außenanlagen von entscheidender Bedeutung. Die Studie bewertete auch das Windkraftpotenzial des Standorts und seine Auswirkungen auf das Wohlbefinden und die Sicherheit der Menschen. Dabei berücksichtigte sie Faktoren wie Windgeschwindigkeiten, Richtungen, Böen und Frequenzen. Die Studie untersuchte auch die Auswirkungen der Oberflächenrauheit und des Venturi-Effekts auf den Windkomfort. Schließlich spielen Windstudien eine entscheidende Rolle für die Sicherheit von Strukturen und Anlagen sowie für die Gestaltung von Strukturen, die den Belastungen durch Windkraftanlagen standhalten können.
