CFD-onderzoek naar de invloed van een toekomstig gebouw op de windhinder in een wijk van La Défense, in Courbevoie.
EOLIOS Ingénierie voerde een stromingsonderzoek rond een gepland gebouw in Courbevoie, nabij de wijk La Défense, in het kader van de installatie van een windsysteem voor de elektriciteitsproductie van het gebouw.
Het doel: al in de ontwerpfase de invloed van een nieuw gebouw op de luchtstroming in zijn omgeving en op het comfort van de bewoners onderzoeken, om het te optimaliseren en die invloed te beperken.
De morfologie van de gebouwen heeft een directe invloed op de kenmerken van de stroming, en dus op de windhinder voor voetgangers. Omdat het onderzoeksgebied een hoge gebouwdichtheid per m² kent, is het essentieel ze mee te nemen om de opgewekte fenomenen te begrijpen.
De kern — CFD-onderzoek uitgevoerd in de ontwerpfase voor een gebouw in Courbevoie, aan de rand van La Défense: 3D-modellering van de wijk over een straal van 400 m, heersende wind uit het noordwesten en zuidwesten met 5 m/s, en optimalisatie van de architectuur (getrapte dakterrassen) om de luchtsnelheden onder 2 m/s te houden aan de voet van het gebouw en het comfort van zowel voetgangers als terrassen veilig te stellen.
De windhinder gaat over het welbevinden van mensen die aan wind worden blootgesteld. Het komt erop aan een goed evenwicht te vinden tussen doeltreffende natuurlijke ventilatie en beheerste windsnelheden, voor een aangename en veilige buitenomgeving. Het onderzoek analyseert de snelheid, de windrichting en de invloed van de omliggende gebouwen op de luchtstroming, om buiten- en binnenruimten te ontwerpen die werkelijk op de gebruikers zijn afgestemd.
Deze analyse is cruciaal in dichte stedelijke gebieden zoals La Défense in Courbevoie, waar de bebouwing de luchtstroming direct beïnvloedt. Dank zij CFD-simulaties analyseren we het gedrag van de wind op de toekomstige locatie om de ruimten te optimaliseren en het welbevinden van de gebruikers te verzekeren.
Beoordeling van de hinder die voetgangers ervaren, naargelang de snelheid en de frequentie van de wind op ooghoogte. Een ruimte geldt als comfortabel wanneer de snelheidspieken zeldzaam en gematigd blijven; boven bepaalde grenzen worden wandelen, staan of het gebruik van een terras onaangenaam en zelfs gevaarlijk.
Bij numeriek windhinderonderzoek is het cruciaal de randvoorwaarden nauwkeurig vast te leggen. De 3D-modellering moet beslist de omliggende gebouwen meenemen, die zones met turbulentie, beschutting of versnelling creëren. Het invoeren van echte plaatselijke meteogegevens (seizoensverschillen, heersende regimes) is essentieel voor betrouwbare resultaten.
Het snelheidsprofiel nabij het maaiveld wordt beschreven door de atmosferische grenslaag, verdeeld in drie sublagen: de buitenste laag (~1 km, geostrofische wind), de oppervlaktegrenslaag (10 tot 100 m, sterke gradiënt), en de ruwe sublaag (enkele meters, beïnvloed door de obstakels). Daartussen verloopt de snelheid volgens een logaritmisch profiel — de verticale windafschuiving.
Luchtlaag nabij het maaiveld waar de windsnelheid wordt afgeremd door de terreinruwheid en de obstakels. Ze valt uiteen in sublagen en volgt een logaritmisch snelheidsprofiel met de hoogte — een bepalende parameter om realistische randvoorwaarden in de CFD-simulatie op te leggen.
In sterk verstedelijkte gebieden speelt het venturi-effect een belangrijke rol: de gebouwen verkleinen de doorstroomdoorsnede van de wind, wat de stroming versnelt. Deze zones met hogere snelheden moeten worden meegenomen voor het comfort en de veiligheid van de gebruikers: door de blootgestelde zones met hoge snelheden aan te wijzen, worden de juiste maatregelen genomen om mensen en goederen te beschermen. Al in de ontwerpfase meegenomen, maakt de windanalyse het ook mogelijk constructies te ontwerpen die weerstand bieden aan windbelasting en bouwnormen vast te leggen die op de locatie zijn afgestemd, wat borg staat voor duurzaamheid en weerbaarheid van de installaties.
Wanneer dicht bij elkaar staande gebouwen de doorstroomdoorsnede verkleinen, gaat de lucht versnellen om haar debiet te behouden. In een dichte stedelijke omgeving veroorzaakt die vernauwing zones met snelheidspieken op voetgangershoogte — bepalend voor zowel comfort als veiligheid.
Voor elke CFD-simulatie van een architecturaal project is het cruciaal het klimaat van de locatie te kennen. Hier bracht het meteorologisch onderzoek heersende wind uit het noordwesten en het zuidwesten aan het licht, met een constante snelheid van naar schatting 5 m/s (≈ 18 km/u) — een gegeven met grote gevolgen voor het gedrag van de wind rond de gebouwen.
Het klimaat van de locatie kennen maakt het mogelijk de werkelijke omgevingsomstandigheden mee te nemen, die rechtstreeks doorwerken in het ontwerp, het comfort van de gebruikers en de energie-efficiëntie van het gebouw.
EOLIOS modelleerde de windstromingen in de omgeving van het project met een numeriek CFD-model dat de vergelijkingen van de stromingsleer oplost. De nauwgetrouwe weergave van de 3D-geometrie van de wijk (bestaande gebouwen + project, binnen een straal van 400 m) leverde gedetailleerde resultaten. EOLIOS werkte aan meerdere versies van het gebouw om de architectuur te bepalen met de kleinste invloed op de winddynamiek, die overwegend uit het zuidwesten komt.
Gedurende het hele ontwerp richtte het team zich op methoden om de windeffecten te dempen en de ruimten comfortabeler te maken. In nauwe samenwerking met de architecten ging de aandacht naar de architectuur van de gebouwen zelf en naar het toevoegen van architecturale elementen: loopbruggen, luifels, balkons, tuinen met wintergroen.
Aan de voet van het gebouw liggen alle luchtsnelheden onder 2 m/s; halverwege de hoogte overschrijden alleen enkele terrassen de 2 m/s. De snelheden op de terrassen beheersen is cruciaal voor het comfort (hevige kou, geluid en moeilijk vasthouden van voorwerpen vermijden) — via aangepaste architecturale vormen, luifels, windschermen en groen.
Het meest imposante gebouw aan de ingang van de hof in het oosten versterkt het windschaduweffect en stuurt de wind naar het maaiveld. Omdat de heersende wind uit het zuidwesten komt, bestond het architecturale antwoord erin het gebouw zo aerodynamisch mogelijk te maken: de nieuwe vorm, met getrapte dakterrassen, verbetert de aerodynamica, verlaagt de luchtsnelheden en verbetert de windhinder voor voetgangers.
Door deel te nemen aan het iteratieve ontwerpproces konden de ingenieurs van EOLIOS een groot aantal scenario's voorzien en de verrassingen van een slecht ontwerp uitsluiten, door statistische meteogegevens, aerodynamische informatie en criteria voor windcomfort en windveiligheid te combineren.
Onthoud dit — door het gebouw aerodynamischer te maken (getrapte dakterrassen), houdt het onderzoek de luchtsnelheden onder 2 m/s te houden aan de voet en beperkt het de snelheidspieken op de terrassen, zonder zware correctieve ingrepen.
Windhinder, venturi-effect en CFD-simulatie van de wind in dichte stedelijke omgeving.
Windcomfort staat voor het welbevinden van voetgangers die op ooghoogte aan luchtstromen worden blootgesteld. Het in de ontwerpfase onderzoeken maakt het mogelijk snelheidspieken te anticiperen, de vorm van het gebouw bij te stellen en kostbare correcties na de bouw te vermijden. Zie ons dossier criteria en kartering van windhinder.
De stedelijke morfologie bepaalt de stroming: de naburige gebouwen creëren zones met beschutting, turbulentie of versnelling. Ze over een ruime straal meenemen — hier 400 m — is onmisbaar om de werkelijke wind rond het project nauwgetrouw na te bootsen en de resultaten betrouwbaar te maken.
Wanneer dicht bij elkaar staande gebouwen de doorstroomdoorsnede van de wind verkleinen, versnelt de lucht om haar debiet te behouden. In een dichte wijk als La Défense veroorzaakt dat effect zones met snelheidspieken op voetgangershoogte, bepalend voor comfort en veiligheid.
Door het gebouw aerodynamischer te maken tegenover de heersende zuidwestenwind: de gekozen vorm, met getrapte dakterrassen, verlaagt de luchtsnelheden. Luifels, balkons, loopbruggen en wintergroen vervolledigen het geheel, voor snelheden onder 2 m/s aan de voet van het gebouw.
CFD biedt een flexibel alternatief: het test talrijke architecturale varianten en brengt de wind op elk punt van de locatie in kaart, zonder fysieke maquette. We werken die vergelijking uit in ons dossier CFD als alternatief voor de windtunnel.
Verken onze expertise, projecten en technische dossiers om verder te komen dan deze vragenlijst.
CFD-simulatie van de invloed van de wind op de windhinder voor voetgangers in La Défense: 3D-modellering van de wijk over 400 m, heersende wind NW/ZW met 5 m/s, snelheidsvlakken per niveau, en optimalisatie van de architectuur (getrapte dakterrassen) om de snelheidspieken op het maaiveld en op de terrassen te verminderen.
WindhinderWindhinder voor voetgangers — La Défense
Zonne-energieWindbelasting — zonnepark
DakterrasDakterras luxehotel — Casablanca
ZonneparkBeheersing van winderosie — zonnepark
WindhinderThermisch comfort — school
DakterrasWindhinder — dakterras
HoogbouwWindbelasting — hoogbouw — Caen
LuchtkwaliteitLuchtkwaliteit — RER-station Issy
VeiligheidWindgevaar — winkelcentrum
HoogbouwWindbelasting — Tours Olympiades — Parijs
SportWindhinder — trainingscentrum PSG
WindpotentieelWindonderzoek — La Défense
LuchtkwaliteitFijnstofafvang — metro
WindpotentieelBalenciaga — windpotentieel
CFD-expertise, opgeleverde projecten en technische dossiers: het hele vakgebied lucht & wind op één plek.
Het eenvoudigst is om er samen over te praten. Onze ingenieurs antwoorden met een eerste technische analyse.