CFD-studie van het windcomfort op de balkons van een flatgebouw: wanneer maakt de wind ze onbruikbaar, en welke beschermingen maken ze het hele jaar bruikbaar?
Vóór de bouw van een gebouw met privébuitenruimtes zoals balkons moet het windhinder van de bewoners worden beoordeeld en moeten potentieel problematische zones worden geïdentificeerd. EOLIOS voerde deze studie uit met CFD-simulatie van de externe luchtstroming rond het gebouw.
De hier onderzochte oplossing is die van de schuifpanelen, die het balkon niet volledig afsluiten. In de winter is de wind kouder en krachtiger: zonder passende bescherming worden balkons dan onbruikbaar. Het doel: het windsnelheidsprofiel op de balkons controleren, vooral op de hoogste verdiepingen, en alternatieven voorstellen om het comfort van de bewoners te optimaliseren.
De kern — CFD-studie van het windcomfort op de balkons van een flatgebouw: de klimaatanalyse (windrozen) en de stromingssimulatie identificeren de oncomfortabele balkons — hinder al vanaf 1 m/s — en beoordelen drie beschermingen (schuifpanelen, gesloten ruimtes, glazen borstweringen). De schuifpanelen komen naar voren als het beste compromis: ventilatie in de zomer, wintertuin met kaseffect in de winter.
Balkons staan van nature bloot aan wind. Afhankelijk van de sterkte kan die ze onbruikbaar maken — er moet dus worden gezorgd voor een goed comfortniveau, minstens in de lente en de zomer. Een balkon geldt als oncomfortabel zodra de luchtsnelheid 1 m/s overschrijdt, een veel lagere drempel dan in voetgangerszones, omdat men er meestal zit of stilstaat.
V < 0,2 m/s: lucht in een gesloten ruimte · 0,2–0,5: open raam, lichte tocht · 0,4–1: bries · V > 1: vergelijkbaar met een draaiende ventilator · V > 2: onaangename wind.
De CFD-simulatie geeft de stromingsverschijnselen weer die de bijzondere geometrie van de balkons veroorzaakt, door de luchtstroming rond het gebouw te berekenen. Omdat het interieur geen invloed heeft op deze externe stromingen, zijn alleen de balkons en de gevel in detail gemodelleerd.
Afhankelijk van de windrichting ontstaan recirculaties aan de achterzijde van het gebouw: een deel van de lucht die de grond bereikt, afgeremd door wrijving, stijgt weer op langs de gevel en dringt bepaalde balkons binnen — wat hinder veroorzaakt terwijl de wind niet eens naar de gevel waait. Dit verschijnsel moet al bij het ontwerp worden geanticipeerd.
Een lokale studie van de luchtsnelheden, balkon per balkon, levert de snelheidsvectoren op elk punt. Ze onderscheidt de recirculatiezones — zonder echte hinder — van de zones met hoge snelheden en luchtdoorstroming, die wél prioritair moeten worden aangepakt.
Onthoud dit — de hinderdrempel van een balkon (1 m/s) is erg laag: men zoekt er rust, niet alleen afwezigheid van gevaar. Vandaar het nut van aanpasbare beschermingen, die de ventilatie in de zomer behouden en de koude wind in de winter tegenhouden.
Om de bewoners tegen de wind te beschermen zijn meerdere voorzieningen denkbaar — kunstmatige of groene windschermen, gesloten ruimtes, glazen borstweringen. Drie pistes zijn vergeleken:
Schuifpanelen — beweegbaar: ze gaan in de zomer open om te ventileren en oververhitting te vermijden, en in de winter dicht om een wintertuin met kaseffect te creëren, dat het balkon opwarmt en de verwarming ontlast. Het beste compromis voor dit project.
Gesloten ruimtes — volledig geïsoleerd van buiten: ze elimineren de wind maar veroorzaken oververhitting in de zomer en nemen het buitengevoel weg.
Glazen borstweringen & windschermen — vaste schermen, luifels of groene windhagen, te plaatsen volgens de blootgestelde zones die de simulatie identificeert.
Door alleen de kritieke zones uit de simulatie prioritair aan te pakken, wordt de comfortwinst gemaximaliseerd met beheerste kosten en architecturale impact. Goed ontworpen maken deze ingrepen de balkons volledig bruikbaar — geventileerd in de zomer, gematigd in de winter.
Knowhow: meting en simulatie van windcomfort in stedelijke omgevingWindcomfort op balkons, recirculaties en aanpasbare beschermingen.
Boven ongeveer 1 m/s geldt het balkon als oncomfortabel — een veel lagere drempel dan in voetgangerszones, omdat men er meestal zit of stilstaat.
Afhankelijk van de windrichting vormen zich recirculaties aan de achterzijde van het gebouw: de aan de grond afgeremde lucht stijgt weer op langs de gevel en dringt bepaalde balkons binnen. Dit mechanisme lijkt op dat van het winddrukonderzoek.
Ze zijn beweegbaar: in de zomer gaan ze open om te ventileren en oververhitting te vermijden, in de winter dicht om een wintertuin met kaseffect te creëren dat het balkon opwarmt en de verwarming ontlast.
Niet per se: een volledig gesloten ruimte elimineert de wind maar veroorzaakt oververhitting in de zomer en neemt het buitengevoel weg. Schuifpanelen bieden een beter compromis.
Het interieur van het gebouw beïnvloedt de externe luchtstroming ter hoogte van de balkons niet. Alleen de balkons en de gevel worden dus in detail gemodelleerd, om de precisie te concentreren waar ze telt.
Verken onze expertise, projecten en technische dossiers om verder te komen dan deze vragenlijst.
Weergave van de luchtstromen op een tussenverdieping bij westenwind: visualisatie van de recirculaties en het binnendringen van lucht in de balkons van het flatgebouw.
WindhinderWindhinder voetgangers — La Défense
DakterrasDakterras luxehotel — Casablanca
SportWindhinder — trainingscentrum PSG
WindhinderThermisch comfort — school
DakterrasWindhinder — dakterras
VeiligheidWindgevaar — winkelcentrum
HoogbouwWindbelasting — hoogbouw — Caen
ZonneparkWindbelasting — zonnepark
WindpotentieelWindonderzoek — La Défense
HoogbouwTour Liberté — La Défense
CFD-expertise, opgeleverde projecten en technische dossiers: het hele vakgebied lucht & wind op één plek.