RIS310948 Bijlage 6 windstudie KC locatie (2021)

KC-locatie te Den Haag

Auteur(s): ir. Shirin Masoudi

AFR - 7160

CFD-studie windhinder en windgevaar

Controlleur: ir. Tom Fahner

Versie 3.0

Datum: 01/12/2021

©2021 Actiflow BV

Inhoudsopgave

1

Introductie

A

Inlegvel NEN 8100:2006

2

Normstelling

B

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen

2.1 Windhinder en windgevaar 2.2 Haags beleid 3

Opzet van de berekening 3.1 Software 3.2 Geometrie en rekenrooster 3.3 Aannames en randvoorwaarden

4

Resultaten 4.1 Windhinder en windgevaar 4.2 Heersende stromingsfenomenen 4.3 Aanbevelingen

5

Conclusies

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

i

1 Introductie Voorliggende rapportage omschrijft een windstudie, uitgevoerd door Actiflow in opdracht van Gemeente Den Haag in relatie tot de ontwikkeling van het project KC-locatie te Den Haag. Het project vervangt het Koninklijk Conservatorium dat is gelegen tussen de utrechtsebaan, Juliana van Stolberglaan en Pr. Beatrixlaan (figuur 1.1). Het project (figuur 1.2) bestaat uit twee gebouwen: een gebouw van 41 m en een toren van 110 m.

Station Den Haag Centraal

a an i l Ju

n laa g r lbe o t S van

an xla tri ea .B n Pr aa eb ts ch re Ut

Voor zowel de bestaande als de toekomstige situatie is een windstudie uitgevoerd. Achtereenvolgens zijn de resultaten vergeleken om te begrijpen hoe en waar het projectgebouw het windklimaat op voetgangersniveau in de direct omgeving van het gebouw zal beïnvloeden. Daarnaast vraagt de functie van de gebouwen en het te verwachten gebruik van de openbare buitenruimte om een acceptabel comfortniveau ten aanzien van wind. Het is dan ook noodzakelijk het windklimaat inzichtelijk te maken, zodat mogelijke knelpunten kunnen worden aangepakt.

N

Figuur 1.2 Impressie van de nieuwbouw

Actiflow is gevraagd om voor de ontwikkeling van de nieuwbouw het windklimaat inzichtelijk te maken met behulp van berekeningen op basis van Computational Fluid Dynamics (CFD). Bij deze studie is gebruik gemaakt van de normstelling omtrent windhinder en windgevaar, de Nederlandse norm NEN 8100:2006 ’windhinder en windgevaar in de gebouwomgeving’. v

an xla tri ea .B Pr

na Julia

laan g r e tolb an S

n aa eb ts ch re Ut

Hoofdstuk 2 gaat in op de gebruikte normstelling waaraan getoetst is. De gebruikte geometrie van het gebouw, de omgeving, het rekendomein en de bijbehorende randvoorwaarden zijn weergegeven in hoofdstuk 3. De resultaten van de berekeningen worden besproken in hoofdstuk 4, waarna de conclusies volgen in hoofdstuk 5.

Figuur 1.1 Impressie van de locatie van het nieuwbouwproject (Bron: Google Earth) en van het model van de bestaande situatie

N

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

1

2 Normstelling 2.1 Windhinder en windgevaar

Tabel 2.1: Criteria voor de beoordeling van het lokale windklimaat voor windhinder

De normstelling betreffende het windklimaat in de openbare ruimte vindt haar oorsprong in NEN 8100:2006. In de norm wordt onderscheid gemaakt tussen windhinder en windgevaar. De definitie van windhinder is het ondervinden van hinder door wind. Dit zal bij een gemiddeld persoon gebeuren wanneer de lokale uurgemiddelde windsnelheid meer dan 5 m/s bedraagt. Windgevaar is het optreden van een dergelijk hoge windsnelheid waarbij in ernstige mate problemen optreden bij het lopen, zoals evenwichtsverlies, waardoor het onmogelijk wordt zich staande te houden of zich lopend voort te bewegen. Windgevaar vindt vooral tijdens vlagen plaats. Dit fenomeen wordt vanwege de benodigde rekenkracht en conform de norm, niet gemodelleerd in een tijdsafhankelijke berekening, maar in een aanvulling op de statistische windhinderanalyse. Hier wordt aangenomen dat windgevaar optreedt als de uurgemiddelde lokale windsnelheid meer dan 15 m/s bedraagt.

Tabel 2.2: Criteria voor de beoordeling van het lokale windklimaat voor windgevaar

NEN 8100:2006 geeft een indeling voor windhinder naar kwaliteitsklassen. Deze indeling is terug te vinden in tabel 2.1. Aan de hand van de kans op overschrijding van de grenswaarde voor windhinder wordt bepaald in welke klasse een locatie valt. Afhankelijk van het gebruiksdoel van de locatie wordt een bepaalde klasse gekarakteriseerd als goed, matig of slecht. Tabel 2.2 toont de indeling en kwalificatie voor de kans op windgevaar op vergelijkbare wijze als voor windhinder wordt gedaan. Hierbij dient te worden opgemerkt dat voor activiteitsklassen ‘Slenteren’ en ‘Langdurig zitten’ zelfs een beperkt risico al onacceptabel is. Voor deze activiteitsklassen geldt dat enkel p≤0.05 acceptabel is. Een gevaarlijk windklimaat moet te allen tijde worden vermeden. Toetsing vindt plaats op een hoogte van 1,75 m boven het grondoppervlak.

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

2

2.2 Haags beleid

NEN8100:2006 geeft richtlijnen omtrent het bepalen van het niveau van windhinder en windgevaar en de classificering en beleving die hieruit voortkomt. Het geeft echter geen eisen betreffende het al dan niet acceptabel zijn van een situatie. De Gemeente Den Haag heeft hier echter prestatie-eisen voor vastgelegd in de ‘actualisering van de normen ten aanzien van bezonning en windhinder’ d.d. 9 februari 2010. Het Haags beleid vermeldt: • Als ondergrens moet minimaal een ‘matig’ (zoals gekwalificeerd in NEN 8100) windklimaat worden nagestreefd. Een ‘slecht’ windklimaat wordt slechts bij hoge uitzondering en onder nadere voorwaarden toegestaan. • Bij windgevaar worden twee kwalificaties gegeven: ‘beperkt risico’ en ‘gevaarlijk’. Het spreekt voor zich dat de kwalificatie ‘gevaarlijk’ in beginsel moet worden voorkomen.

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

3

3 Opzet van de berekening Figuur 3.1: Impressie van het model

Voor een overzicht van de instellingen bij de berekening wordt verwezen naar het inlegvel uit de NEN 8100:2006, welke is toegevoegd in bijlage A.

3.1 Software

De berekening is uitgevoerd met behulp van OpenFOAM v2012, een softwarepakket dat bedoeld is voor het oplossen van problemen in de continuüm mechanica en thermodynamica. Voor dit project is “simpleFoam” gebruikt. Deze solver is gebaseerd op de incompressibile Reynolds Averaged NavierStokes (RANS) vergelijkingen en houdt rekening met turbulentie. Turbulentie is gemodelleerd gebruik makend van het k-ω SST model.

(a) Nieuwbouw en directe omgeving N

3.2 Geometrie en rekenrooster

De geometrie van het model is gebaseerd op de verkregen tekeningen en modellen van de opdrachtgever. Het 3D-model is weergegeven in figuur 3.1. Het model omvat alle gebouwen binnen een straal van minimaal 300 meter. De omliggende bebouwing is als eenvoudige massa’s weergegeven. Rond dit gebied is een cilindervormig domein geplaatst met een doorsnede van 3000 m en een hoogte van 500 m. Het plangebied is centraal in dit domein geplaatst, zodat hier verschillende windrichtingen op kunnen worden toegepast zonder dat het voor- of achtergebied te klein wordt. De ruwheid van het voorland is afgestemd op de werkelijke situatie.

N N

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

(b) Close-up

4

Figuur 3.2: Impressie rekengrid

500 m

Het luchtvolume in de hierboven omschreven geometrie is vervolgens opgedeeld in een groot aantal kleine volumecellen. Deze cellen tezamen vormen het rekenrooster voor de beschouwde situatie (figuur 3.2). Dit rooster bestaat uit 11 615 148 cellen voor de bestaande situatie en 10 991 618 cellen voor de toekomstige situatie. Over het grondoppervlak en de bebouwing zijn vijf lagen prisma’s geplaatst. Deze prismalaag zorgt voor een betere berekening van de snelheidsgradiënt in de atmosferische grenslaag.

3.3 Aannames en randvoorwaarden

Om inzicht te krijgen in het windklimaat is de gehele windroos doorgerekend, te weten 12 windrichtingen. Er is aangenomen dat de atmosferische grenslaag een snelheidsprofiel heeft volgens vergelijking 3.1 en 3.2 op de volgende pagina. Hierin is Un de horizontale windsnelheid, z de hoogte vanaf het maaiveld, en z0 een ruwheidslengte. De ruwheidslengte is een maat voor de ruwheid van het terrein. Verder geldt dat κ = 0,41.

N

(a) Doorsnede van het rekengrid

3000 m

Ook de turbulente grootheden k en ω verlopen volgens een voorgeschreven profiel, zoals aangegeven in vergelijking 3.3 en vergelijking 3.4. Hierin heeft Cμ de waarde 0,09. Deze empirische constante komt voort uit het gebruikte turbulentiemodel (k-ω SST). Voor de berekeningen is een windsnelheid van 5 m/s op een hoogte van 60 m opgegeven. Hierbij is een atmosferisch grenslaagprofiel toegepast. Voor de 12 windrichtingen die in beschouwing zijn genomen wordt een resulterend snelheidsveld bepaald. Hiermee is voor elke locatie per windrichting de versterkingsfactor ten opzichte van de opgelegde windsnelheid vastgelegd.

N

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

(b) Doorsnede van het rekengrid - ingezoomd

5

Vervolgens wordt de windstatistiek gecombineerd met de berekende versterkingsfactor, zodat voor elke windsnelheid op een locatie een overschrijdingskans kan worden bepaald van verschillende windsnelheden. Deze overschrijdingskans wordt vervolgens getoetst aan de gewenste kwaliteitsklasse om te bepalen of er een comfortabel windklimaat kan zijn. Een visualisatie van de lokale windstatistiek als windroos met daarbij de verdeling van de windsnelheid op 60 m hoogte is weergegeven in figuur 3.3.

Figuur 3.3: Visualisatie van de windstatistiek welke is gebruikt bij de bepaling van windhinder en windgevaar.

Windroos: relatieve wind verdeling 0° (N) Windroos: relatieve wind verdeling 330° 30° (NNW) 330° (NNW)

(NNO) 30° 20% (NNO)

18 20

60° 20% (ONO) 60° 15% (ONO)

16 18

90° (O)

10 12

15% 10% 5%

270° (W) 270° (W)

10% 5%

240° (WZW) 240° (WZW) 180° (Z) 180° (Z)

150° (ZZO) 150° (ZZO)

14 16 12 14

90° (O) 8 10

120° (OZO) 120° (OZO) 210° (ZZW) 210° (ZZW)

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

20

wind snelheid [m/s] wind snelheid [m/s]

300° (WNW) 300° (WNW)

0° (N)

6 8 4 6 2 4 0 2

0

6

4 Resultaten In deze sectie worden de resultaten voor windhinder en windgevaar ter plaatse van de openbare buitenruimte weergegeven conform NEN 8100:2006. De resultaten van de openbare buitenruimte worden weergegeven op horizontale doorsneden op 1,75 m boven maaiveld. Figuren 4.1 en 4.2 tonen de resultaten van de openbare buitenruimte. Onderstaand wordt dit windklimaat nader beschreven. Hierbij gelden op basis van de normstelling de volgende richtwaarden: • Op locaties met voor voetgangers louter een verkeersfunctie en geen verblijfsfunctie dient windhinder bij voorkeur klasse A, B of C te zijn. Klasse D biedt een matig niveau. Klasse E biedt een slecht niveau en dient vermeden te worden. • Op locaties die gezien kunnen worden als verblijfsgebied voor voetgangers dient windhinder bij voorkeur klasse A of B te zijn. Klasse C biedt een matig niveau en klassen D en E bieden een slecht niveau. Deze twee hoogste klassen dienen op deze locaties vermeden te worden. • Ter plaatse van gebouwentrees dient bij voorkeur klasse A of B behaald te worden. Klasse C biedt een matig niveau. Klassen D en E bieden een slecht niveau en dienen vermeden te worden op deze locaties. • Windgevaar dient bij voorkeur voorkomen te worden. Een beperkt risico kan lokaal geaccepteerd worden.

4.1 Windhinder en windgevaar

De resultaten voor windhinder zijn in figuur 4.1 getoond. Hieruit kan het volgende worden opgemaakt: De resultaten laten zien dat er een gevarieerd windklimaat in de bestaande situatie ontstaat. Er is voornamelijk sprake van windhinderklassen A tot en met B, welke een acceptabel windklimaat geven voor de activiteit doorlopen, slenteren en langzitten.

Windklassen C en D zijn aanwezig ten noordwesten van het conservatorium, ten noorden van Pr. Beatrixlaan, ten zuidwesten van het gebouw en tussen het conservatorium en CAK en Monarch Tower. Windklasse E en een beperkt risico op windgevaar zijn in dit laatste gebied ook aanwezig. Door het conservatorium te veranderen door hogere nieuwe constructies, verandert het windklimaat en wordt het gebied meer windrijk. Voor de toekomstige situatie zijn de exacte locaties van de entrees niet aangegeven. Bij entrees zijn windklassen A en B gewenst. Wel is er op de schuine gevel hoek J. van Stolberglaan/Utrechtsebaan een zone met windhinderklasse A te zien en hier is een entree voorzien. Deze zone wordt echter wel omsloten door een zone met windhinderklasse D op enige afstand. Het windklimaat in het pocket park tussen de twee gebouwen wordt nu gekenmerkt door windklassen A, B en C. Dit park zou comfortabel moeten zijn voor slenteren en langdurig zitten. Daarom zouden windklassen A en B in dit gebied de voorkeur hebben. Verder geldt dat ook de zones naast de meeste andere gevels voldoen aan deze eis voor een entree. De uitzonderingen hiervoor zijn de Noordoostelijke gevel en oostelijke hoek van de toren en de zuidoostelijke gevel van de lagere nieuwbouw (tegenover CAK). Windklasse D is aanwezig ten noordwesten en zuidoosten alsmede ten oosten van het project.

Deze klasse geeft een matig klimaat voor doorlopen en een slecht klimaat voor slenteren en langdurig zitten. De zones met windhinderklasse D bevinden zich voornamelijk op de rijbaan, alwaar deze windhinderklasse kan worden geaccepteerd, maar een gedeelte is ook op het fietspad aanwezig. Ook hier kan windhinderklasse D worden geaccpteerd, maar biedt het een matig windcomfort voor de activiteit doorlopen.

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

7

Uitiendelijk is er nog een zone met windhinderklasse E aanwezig tussen de nieuwbouw en CAK. Dit geeft een oncomfortabel windklimaat voor alle genoemde activiteiten. In tegenstelling tot de bestaande situatie, toont figuur 4.2 dat er geen windgevaar aanwezig is rondom de nieuwbouw. Ook is er nergens een beperkt risico op windgevaar gevonden. De resultaten van figuur 4.1 zijn opnieuw geïnterpreteerd voor de verschillende activiteiten en per activiteit weergegeven in figuren 4.3 a-c. Deze figuren kunnen als leidraad worden aangehouden om de publieke ruimte rondom het projectgebouw in te delen.

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

8

Figuur 4.1: Windhinder op voetgangersniveau voor de bestaande situatie (links) en de toekomstige situatie (rechts)

an a l rg e b l Sto

xl a

tr i ea

tr i ea

.B Pr

n a v J.

.B Pr

an v . J

an a l erg b l Sto

xl a

an

an

Ut re

ch ts

eb a

Ut re

Monarch Tower

an CAK

ch ts

eb a

Monarch Tower

an

CAK N

N

Windhinder - Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid A

% dagen

B

2.5 9

C

5 18

D

10 36.5

E

20 73

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

9

Figuur 4.2: Windgevaar op voetgangersniveau voor de bestaande situatie (links) en de toekomstige situatie (rechts)

an a l rg e b l Sto

xl a

tr i ea

tr i ea

.B Pr

n a v J.

.B Pr

an v . J

an a l erg b l Sto

xl a

an

an

Ut re

ch ts

eb a

Ut re

Monarch Tower

an CAK

ch ts

eb a

Monarch Tower

an

CAK N

N

Windgevaar - Overschrijdingskans 15 m/s drempelsnelheid [%] Geen risico 0.05

% dagen

0.05 0.2

Beperkt risico

Gevaar

0.3 1

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

10

Figuur 4.3: Windcomfort beoordeling per activiteit in de bestaande situatie (boven) en toekomstige situatie (beneden)

(a) Beoordeling activiteit doorlopen

N

N

N

N

N

N

(b) Beoordeling activiteit slenteren

Goed

(c) Beoordeling activiteit lang zitten (zomer situatie)

Matig Slecht

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

11

4.2 Heersende stromingsfenomenen

De bijdrage van alle windrichtingen is onderzocht om een beter beeld te krijgen van het windklimaat rond de nieuwe gebouwen. Uit de resultaten, getoond in bijlage B, is te zien dat richtingen zuid, zuidzuidwest en westzuidwest de grootste invloed hebben op de windrijke zones. Deze drie windrichtingen zijn verder bekeken om te zien hoe de wind richting en om de gebouwen stroomt. De windstromen nabij de meeste kritische punten zijn weergegeven in figuren 4.4 tot en met 4.8.

Figuren 4.7 a-b tonen uiteindelijk hoe de wind uit de maatgevende richtingen allereerst over het lagere blok van de nieuwbouw stroomt en vervolgens de zuidoostelijke gevel van de toren bereikt. Hier wordt de wind gedeeltelijk afgebogen naar de grond (downwash) en ontstaat een versnelling rondom de oostelijke hoek van de toren. De downwash heeft ook een invloed over het windklimaat in het pocket park. Figuur 4.8 toont hoe de wind vanuit zuid de gevel van de toren raakt en naar het pocket park valt. Hetzelfde beeld ontstaat bij wind uit het zuidwesten.

Figuur 4.4 toont hoe de wind tussen het conservatorium en de bebouwing CAK stroomt. Er zijn een aantal verschillende fenomenen die bijdragen aan de vermindering van het windklimaat in deze zone. De gebouwen in de omgeving, met name ten westen van het conservatorium, zijn relatief laag ten opzichte van CAK. Hierdoor wordt het lokale windklimaat sterk beïnvloed. Er is sprake van een downwash (windval) vanaf de westelijke gevels en daarnaast een hoekstroomeffect rond de noordwestelijke punt van CAK. Vervolgens versnelt de wind tussen de relatief nauwe doorgang tussen het conservatorium, CAK en Monarch Tower (kanaliseringseffect).

Figuur 4.4: Stroomlijnen nabij de zuidkant van de bestaande gebouw bij de bepalende windrichtingen.

Figuren 4.5 a-b tonen hoe de wind tussen het projectgebouw en de bebouwing CAK stroomt. Het fenomeen is vergelijkbaar met dat in de bestaande situatie. In dit geval raakt de wind zowel het projectgebouw als CAK (windval). Het kanaaleffect wordt echter verminderd door de breedte van het nieuwe projectgebouw. Daarom vermindert windklasse E en verdwijnt beperkt risico in het toekomstscenario.

N

Figuren 4.6 a-b tonen hoe de wind tegen de westgevel van de nieuwbouw op stroomt, naar beneden wordt afgebogen (downwash) en vervolgens versnelt rondom de noordwestelijke hoek van het gebouw. Hierdoor ontstaat een minder windklimaat op deze locatie.

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

(b) Wind uit WZW richting

12

Figuur 4.6: Stroomlijnen nabij de noordoostzijde van de nieuwbouwen bij de bepalende windrichtingen.

Figuur 4.5: Stroomlijnen nabij de zuidkant van de nieuwbouwen bij de bepalende windrichtingen.

(a) Wind uit WZW richting

(b) Wind uit ZZW richting

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

N

N

N

N

(a) Wind uit WZW richting

(b) Wind uit ZZW richting

13

N

Figuur 4.8: Stroomlijnen nabij het pocket park bij de bepalende windrichtingen.

(a) Wind uit Z richting

(a) Wind uit Z richting

N

Figuur 4.7: Stroomlijnen nabij de oostkant van de nieuwbouwen bij de bepalende windrichtingen.

N

(b) Wind uit ZZW richting

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

14

4.3 Aanbevelingen In deze paragraaf worden enkele ontwerpaanpassingen aangedragen om het windklimaat te verbeteren op de locaties die in de vorige paragraaf zijn besproken.

Figuur 4.9: Ontwerpopties om het windklimaat tussen de KC-locatie en CAK te verbeteren

De nauwe doorgang tussen de nieuwbouw en CAK kan worden verbreed. Dit kan worden gedaan vanaf de eerste of tweede verdieping (figuur 4.9a), maar ook door de gevel in zijn geheel naar achteren te verplaatsen (figuur 4.9b). Het plaatsen van vegetatie of andere blokkerende elementen in deze doorgang kan. Het is essentieel om het effect van downwash op de westgevel op het windklimaat ten noordwesten van de nieuwbouw te verminderen. Hier kunnen een luifel (figuur 4.10a) of setback (figuur 4.10b) effectief voor worden gebruikt. Daarnaast kan vegetatie een rol spelen om het windklimaat te verbeteren.

N

(a) Set-back aan de zuidoostgevel van de nieuwbouw

Ook voor de zone ten oosten van de toren en in het pocket park moeten de downwash en het hoekstroomeffect worden opgelost om het windklimaat alhier te verbeteren. Een luifel als in figuur 4.11a of een verbreding van het gebouw aan de zuidoostelijke en noordoostelijke gevel als in figuur 4.11b kunnen daar bij effectief zijn. Ten slotte zal ook vegetatie tussen de toren en de Pr. Beatrixlaan en in het midden van het pocket park een bijdrage kunnen leveren. Figuur 4.12 toont waar vegetatie kan worden geplaatst conform bovenstaande beschrijvingen.

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

(b) Terugliggen van de zuidoostgevel van de nieuwbouw (verbreden van de straat)

15

Figuur 4.10: Ontweroplossingen voor een verbetering van het windklimaat aan de noordwesthoek van het projectgebouw.

Figuur 4.11: Ontwerpoplossingen voor een verbetering van het windklimaat aan de oostkant van de toren

N

N

(a) Een luifel langs de westelijke en noordwestelijke gevels

(a) Een luifel aan de zuidoostelijke en noordoostelijke gevels van de nieuwbouw

(b) Een setback langs de westelijke en noordwestelijke gevels

(b) Een uitkraging aan de zuidoostelijke en noordoostelijke gevels.

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

16

Figuur 4.12: Het plaatsen van vegetatie rondom het projectgebouw

N

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

17

5 Conclusies Dit rapport presenteert een onderzoek naar het windklimaat rondom het Koninklijk Conservatorium in Den Haag en het nieuwbouw project KC-locatie ontworpen in hetzelfde perceel. Het onderzoek is uitgevoerd door Actiflow. Voor de analyse is de Nederlandse norm “NEN 8100:2006: Windhinder en windgevaar in de gebouwde omgeving” gebruikt. Hierbij is een geometrisch model van het gebouw en zijn omgeving opgesteld. Een rekengrid met hoge resolutie is rond deze geometrie opgetrokken als basis voor Computational Fluid Dynamics (CFD)-simulaties van de windstroming.

Daarnaast dient te worden opgemerkt dat vegetatie (zowel bestaand als nieuw aan te planten) in deze studie conform de wens van de opdrachtgever niet is meegenomen. Vegetatie zal over het algemeen voor een verbetering in het windklimaat zorgen. Zodoende kunnen de resultaten als een worst-case scenario worden beschouwd.

De resultaten tonen aan dat rondom de bestaande situatie voornamelijk windhinderklassen A t/m C aanwezig zijn. Windhinderklasse D werd gevonden ten noordwesten, ten zuidwesten en ten oosten van het project, terwijl ook zones met windhinderklasse E en beperkt risico werden gevonden tussen het conservatorium en het CAK-gebouw. Met het projectgebouw wordt het gebied over het algemeen meer windrijk. Deze verandering in het windklimaat is verwacht aangezien het projectgebouw aanzienlijk hoger is dan de meeste omliggende gebouwen. De resultaten tonen aan dat rondom het projectgebouw voornamelijk windhinderklassen A t/m C aanwezig zijn. Windhinderklasse D werd gevonden ten noordwesten, ten zuidoosten en ten oosten van het project. Windklasse E tussen het projectgebouw en CAK-gebouw vermindert en het gebied met beperkt risico op windgevaar verdwijnt in het toekomstige scenario. Hieruit kan worden geconcludeerd dat het grootste gedeelte rondom de nieuwbouw geschikt is voor de activiteit doorlopen. Enkele maatregelen zijn benodigd voor zones waar een beter windklimaat gewenst is, zoals in gebieden waar mensen kunnen slenteren of langdurig kunnen zitten. Dit geldt ook voor entrees waarvoor een goed slenterklimaat gewenst is.

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

18

Programmatuur

Algemeen

A Inlegvel NEN 8100:2006

Rekenrooster Turbulentiemodellering Convectieve differentieschema's

Project Projectnaam Opdrachtgever Projectleider Datum Model Omvang gemodelleerd gebied Kerngebied Omgeving Afmetingen model Blokkeringsgraad Onderzochte windrichtingen (minimaal 12 over de windroos) Onderzochte configuraties Computeropstelling Programmatuur

Algemeen

Rekenrooster Turbulentiemodellering Convectieve differentieschema's Randvoorwaarden Instroomprofiel Uitlaat Boven-/Zijwanden Vloer/bodem Overige

Randvoorwaarden Instroomprofiel Uitlaat Boven-/Zijwanden Vloer/bodem Overige

Projectgegevens KC-locatie te Den Haag Gemeente Den Haag Ir. Shirin Masoudi 01/12/2021 Algemene gegevens van het model Bebouwing binnen ca. 300 m rondom de nieuwbouw Geschematiseerd model met de bestaande en nieuwe situaties Omgeving in massa's Rond met straal 1.500 m en hoogte 500 m. Maximaal 4 %

Programmatuur: OpenFOAM Versie: v2012 drie-dimensionaal tijd-onafhankelijk isothermisch passieve scalars twee-dimensionaal tijd-afhankelijk thermisch actieve scalars Overige: Hybride ongestructureerd: tetraëders met prismalaag. Bestaande situatie: 11 615 148 cellen. Toekomstige situatie: 10 991 618 cellen k-omega SST Snelheidscomponenten: linearUpwindV Turbulente grootheden: limitedLinear 1.0 Scalaire variabelen: n.v.t. Gebruikte randvoorwaarden Logaritmische atmosferische grenslaag: wind stedelijk gebied, z0 = 1.6 m Druk-uitlaat Slip-wanden No-slip, ruwe wand No-slip, ruwe wand

Gegevensverwerking en -beoordeling informatie voor locatie en berekening windklimaat Amersfoortse coördinaten van de locatie Toegepaste eisen

12 per windstudie Windhinder en windgevaar voor bestaande en toekomstige situatie Specifieke gegevens van gebruikte programmatuur FVM (eindige volume methode) FEM (eindige elementen methode) anders Programmatuur: OpenFOAM Versie: v2012 drie-dimensionaal tijd-onafhankelijk isothermisch passieve scalars twee-dimensionaal tijd-afhankelijk thermisch actieve scalars Overige: Hybride ongestructureerd: tetraëders met prismalaag. Bestaande situatie: 11 615 148 cellen. Toekomstige situatie: 10 991 618 cellen k-omega SST Snelheidscomponenten: linearUpwindV Turbulente grootheden: limitedLinear 1.0 Scalaire variabelen: n.v.t. Gebruikte randvoorwaarden Logaritmische atmosferische grenslaag: wind stedelijk gebied, z0 = 1.6 m Druk-uitlaat Slip-wanden No-slip, ruwe wand No-slip, ruwe wand

Voor comfort Doorlopen Slenteren Zitten Regionale correctie Voor gevaar

Gepresenteerde resultaten

X: 082673 VDR m/s

Y: 455185 Gewenste Overschrijdings-kans kwaliteits-klasse %

Beoordeling

p (VLOK > VDR;H) 5,0 5,0 5,0 n.v.t.

A, B, C, D A, B, C A, B n.v.t.

< 20 < 10 <5 n.v.t.

Matig Matig Matig n.v.t.

15 n.v.t. 0,05 < p < 0,30 beperkt risico 15 n.v.t. p ≥ 0,3 gevaarlijk Windhindercontouren en klassenindeling, windgevaarcontouren

Opmerkingen en eventuele conclusies van proefoverschrijdend belang

Gegevensverwerking en -beoordeling informatie voor locatie en berekening windklimaat Amersfoortse coördinaten van de locatie Toegepaste eisen Voor comfort

X: 082673 VDR m/s

Y: 455185 Gewenste Overschrijdings-kans kwaliteits-klasse % p (VLOK > VDR;H)

Beoordeling

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

19

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen Wind

↑

N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

20

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen Wind

↑ N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

21

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen ↑

Wind

N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

22

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen ↑

Wind

N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

23

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen ↑

Wind

N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

24

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen Wind

↑

N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

25

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen Wind

↑

N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

26

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen Wind

↑

N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

27

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen Wind

↑ N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

28

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen Wind

↑ N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

29

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen ↑

Wind

N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

30

B Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid voor individuele windrichtingen Wind

↑

N

N

Overschrijdingskans 5 m/s drempelsnelheid [%]

KC-locatie te Den Haag - CFD-studie windhinder en windgevaar

31

Actiflow BV Tramsingel 1 4814 AB Breda +31 (0)76 5422 220 contact@actiflow.com www.actiflow.nl