Windkomfort – Balkone
In wenigen Worten
EOLIOS brachte seine technische Expertise in das Verständnis und die Modellierung der großvolumigen Außenlufttechnik in Verbindung mit der Durchführung von CFD-Studien ein.
Untersuchung des Windkomforts für Balkone
Jahr
2023
Kunde
Lokalisierung
Frankreich
Typologie
Luft & Wind
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Untersuchung des Windes an einem Gebäuderiegel
Vor dem Bau eines neuen Gebäudes, bei dem individuelle Außenbereiche wie Balkone eine Rolle spielen, muss die thermische Behaglichkeit der Bewohner auf den Balkonen bewertet und mögliche Problembereiche identifiziert werden. Um sich vor Wind zu schützen, gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die auf einem Balkon eingesetzt werden können. Die hier untersuchte Lösung sind Schiebepaneele, die den Balkon nicht vollständig verschließen. Die Winde sind kälter und haben im Winter eine höhere Amplitude. Wenn der Balkon in dieser Zeit jedoch nicht vollständig geschlossen ist, ist er aufgrund der sehr niedrigen Temperaturen nicht nutzbar.
Das Ziel der Windstudie ist es, das Windgeschwindigkeitsprofil auf den Balkonen des Gebäudes zu überprüfen, hauptsächlich auf den Balkonen in den obersten Stockwerken, und dann Alternativen vorzuschlagen, um den Komfort der Bewohner auf ihren Balkonen zu optimieren.
DieKlimaanalyse des Standorts ist ein grundlegender Schritt für eine Studie zum Komfort auf Balkonen. Sie ermöglicht es, die in einem Jahr erreichte Höchstgeschwindigkeit und die vorherrschenden Winde am Standort mithilfe von Windrosen zu bestimmen.
Die CFD-Studien ermöglichten es, die verschiedenen Luftströmungsphänomene bei unterschiedlichen Windrichtungen zu visualisieren, was eine Optimierung der Geometrie ermöglichte, um den bestmöglichen Wirkungsgrad der Windkraftanlage zu erzielen.
Komfortniveau auf den Balkonen
Vor dem Bau eines Gebäudes , stellt sich die Frage nach dem Komfort der Bewohner. Balkone sind üblicherweise dem Wind ausgesetzt. Je nach Amplitude können diese Winde dazu führen, dass Balkone nicht mehr bewohnbar sind. Daher muss sichergestellt werden, dass ein gutes Maß an Komfort auf Balkonen möglich ist, zumindest im Frühling und Sommer, wenn das Wetter schön und warm genug ist. Balkone werden als unbequem bewertet, wenn der Wind über 1 m/s weht.
Hier sind einige Größenordnungen der Windgeschwindigkeiten V:
- V < 0,2: Geschwindigkeit in einem geschlossenen Raum
- 0,2 < V < 0,5: Geschwindigkeit in einem geschlossenen Raum, wenn man das Fenster öffnet, also mit einem Luftzug
- 0,4 < V < 1: Brise
- V > 1: wenn ein Ventilator läuft
- V > 2: Unangenehmer Wind
CFD-Simulation des Windes um das Gebäude herum
Die CFD-Simulation ermöglicht es, die besonderen lufttechnischen Phänomene, die durch die besondere Geometrie der Balkone induziert werden, durch die Untersuchung der Luftströmung um das Gebäude herum zu beherrschen. Die Luftgeschwindigkeiten geben einen Hinweis darauf, wie wohl sich die Bewohner fühlen. Vor jeder Simulation wird ein 3D-CFD-Modell der Struktur erstellt. In diesem Projekt ist das Innere des Gebäudes nicht von Bedeutung, nur die Balkone wurden detailliert modelliert.
Je nachdem, woher der Wind kommt, kommt es manchmal zu Rezirkulation der Luft auf der Rückseite des Gebäudes. Daher wird ein Teil der Luft, die auf den Boden trifft, durch die Reibung verlangsamt und neigt daher dazu, auf das Gebäude aufzusteigen. Die Luft strömt dann in einige Balkone, was zu Unbehagen führen kann, obwohl der Wind nicht in Richtung der Gebäudefassade weht. Dieses besondere Phänomen sollte vor dem Bau jedes Gebäudes berücksichtigt werden.
Um das Komfortniveau auf den Balkonen zu bestimmen, wird eine lokale Studie der Luftgeschwindigkeiten durchgeführt. Es ist möglich, die Geschwindigkeitsvektoren innerhalb der einzelnen Balkone zu erhalten. So lassen sich Bereiche mit Rezirkulationen beobachten, die nicht störend sind, aber auch Bereiche mit hohen Geschwindigkeiten, in denen Luft durchströmt wird, erkennen.
Lösungen zur Steigerung des Komforts der Bewohner
Um den Komfort der Bewohner des Projektgebäudes auf ihren Balkonen zu maximieren, ist es notwendig, sie vor Wind zu schützen. Es ist möglich, künstliche oder pflanzliche Windschutzanlagen zu installieren, um die Windgeschwindigkeit an bestimmten Orten zu begrenzen, Turbulenzen zu brechen oder Luftströme zu leiten. In dieser Studie haben wir die Auswirkungen von Schiebepaneelen als Lösung gegen den Wind auf Balkonen gesehen. Geschlossene Räume und verglaste Geländer sind ebenfalls denkbare Lösungen für dieses Projektgebäude.
- Schiebepaneele
Durch das Anbringen vieler Schiebepaneele auf den Balkonen kann der Wind dort begrenzt werden. Das Hauptmerkmal dieser Paneele ist, dass man sie nach Belieben verschieben kann. Diese Lösung scheint für die betrachtete Studie perfekt zu sein. Denn die Beweglichkeit der Paneele ermöglicht es, sie im Sommer zu öffnen und den Balkon lüften zu können. So kann eine Überhitzung innerhalb der Balkone im Sommer vermieden werden. Außerdem ermöglichen die Paneele im Winter einen Wintergarten mit einem Treibhauseffekt im Balkon und damit eine Erhöhung der Temperatur. Dies führt zu einer geringeren Nutzung oder Leistung der Heizung in dieser Zeit.
- Abgeschlossene Räume
Die ideale Lösung, um sich vor Wind zu schützen, ist ein geschlossener Raum, der vollständig von der Außenwelt abgeschirmt ist. Da man von den Außenströmen völlig isoliert ist, spürt man den Wind nicht. Diese geschlossenen Räume haben Nachteile. Denn sie können nicht nach außen geöffnet werden, wasim Sommer zu Überhitzung führt. Außerdem fühlen sich die Bewohner in einer Veranda anders als auf einem Balkon. Geschlossene Räume vermitteln nicht das Gefühl, im Freien zu sein.
Andere Lösungen wie Geländer, feste Palisaden, Vordächer oder Windschutzhecken oder andere pflanzliche Windbrecher hätten in Betracht gezogen werden können.
