RIS320060 Bijlage 15 Windklimaatonderzoek Zichten

Windklimaatonderzoek Zichten

Rapportnummer O 16512-7-RA-001 d.d. 24 september 2024

Windklimaatonderzoek Zichten

Opdrachtgever: Rapportnummer: O 16512-7-RA-001 Datum: 24 september 2024 Referentie: LA/LA/ /O 16512-7-RA-001 Verantwoordelijke: dr. ir. L. Aanen Opsteller: dr. ir. L. Aanen +31 85 8228630 l.aanen@peutz.nl

Peutz bv, postbus 66, 6585 zh mook, +31 85 822 86 00, info@peutz.nl, www.peutz.nl kvk 12028033, opdrachten volgens DNR 2011, lid Nlingenieurs, btw NL.004933837B01, ISO-9001:2015 mook - zoetermeer - groningen - eindhoven - haps - düsseldorf - dortmund - berlijn - nürnberg - leuven - parijs - lyon

O 16512-7-RA-001 2

Inhoudsopgave 1

Inleiding

4

2

Normstelling en uitgangspunten

5

2.1

Beleid gemeente Den Haag

5

2.2

Beslismodel NEN 8100

5

2.3

Windhinder en windgevaar volgens NEN 8100

5

2.3.1

Windhinder

5

2.3.2

Windgevaar

6

2.4

Windklimaat op de locatie

7

2.5

Simulatie windsnelheden met CFD

9

3

Rekenresultaten

10

3.1

Situatie met blokken 2, 3 en 7 gerealiseerd

10

3.2

Situatie met blokken 2 t/m 7 gerealiseerd

13

3.3

Situatie Nota van Uitgangspunten

14

Samenvatting en conclusies

16

4

O 16512-7-RA-001 3

1

Inleiding Met behulp van Computational Fluid Dynamics (CFD) is een onderzoek verricht naar de te verwachten windklimaatsituatie rondom de geplande bebouwing van blokken 2 t/m 7 van het bestemmingsplan Zichten te Den Haag. Hierbij is onderscheid gemaakt voor de situatie waarin alleen blokken 2, 3 en 7 zijn gerealiseerd en de situatie waarin alle blokken zijn gerealiseerd. Voor het vervaardigen van het CFD-model is onder meer gebruik gemaakt van door de gemeente aangeleverde tekeningen van de geplande nieuwbouw. De stedenbouwkundige omgeving en de begroeiing is meegenomen aan de hand van gegevens uit openbare bronnen. In totaal is een gebied gemodelleerd is van circa 2000 bij 1800 meter. Het doel van het onderzoek was het vaststellen en beoordelen van het te verwachten windklimaat in de directe omgeving van de geplande bebouwing. Daarbij is een vergelijk gemaakt met resultaten van eerder uitgevoerde berekeningen ten behoeve van de Nota van Uitgangspunten Dreven, waarin alle bebouwing van de bestemmingsplangebieden Dreven, Gaarden en Zichten is meegenomen. Voor de opzet van het onderzoek en de beoordeling van het windklimaat is uitgegaan van de Nederlandse norm NEN 8100:2006 Windhinder en windgevaar in de gebouwde omgeving.

f 1.1 Het gehanteerde 3D-model van de geplande bebouwing met blokken 2 t/m 7 gerealiseerd

O 16512-7-RA-001 4

2

Normstelling en uitgangspunten

2 .1 B e l eid g e me en te Den Ha ag

Voor de opzet van het onderzoek en de beoordeling van het windklimaat is conform de Nota Haagse Hoogbouw 'Eyeline en Skyline' waarin voor het windklimaat wordt verwezen naar document RIS 170509, uitgegaan van de Nederlandse norm NEN 8100:2006 Windhinder en windgevaar in de gebouwde omgeving. In dit document is bovendien de volgende normstelling opgenomen: 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. 2 .2 B es lis mode l NE N 8100

De beoordeling van het windklimaat met betrekking tot windhinder en windgevaar, is in Nederland vastgelegd in de norm NEN 8100. Om te bepalen of windhinder en/of windgevaar te verwachten is, wordt gebruik gemaakt van het beslismodel in de NEN 8100. Hierin wordt onder meer beschreven in welke situaties windklimaatonderzoek nodig is. Voor gebouwen met een hoogte vanaf 30 meter wordt nader onderzoek met CFD- of windtunnelsimulatie noodzakelijk geacht. Gezien de geplande bouwhoogte van 50 meter, wordt het uitvoeren van een windklimaatonderzoek als noodzakelijk beschouwd. 2 .3 Wind hinde r en windge vaa r vo lg ens NEN 8100

De gevoeligheid voor wind is sterk afhankelijk van de activiteit waarmee men bezig is. Bij bijvoorbeeld het wachten bij een bushalte of het zitten op een terrasje zullen lagere windsnelheden eerder als hinderlijk worden ervaren dan bij stevig doorlopen. In de NEN 8100 wordt daarom voor de beoordeling van windhinder onderscheid gemaakt tussen verschillende activiteitenklassen. Bij hogere windsnelheden kan daarnaast sprake zijn van gevaarlijke situaties zoals evenwichtsverlies bij het passeren van gebouwhoeken en dergelijke. Hiervoor wordt getoetst op windgevaar. 2.3.1 Windhinder

Windhinder is iets wat in geen geval geheel te voorkomen is: als het stormt is de wind hinderlijk, wat voor maatregelen er ook getroffen worden. Het is daarom ook de kans op windhinder, die maatgevend is voor de beoordeling van het windklimaat. Voor windhinder wordt een drempelwaarde vDR;H aangehouden van 5 m/s uurgemiddelde windsnelheid op loop- of verblijfsniveau. Bij deze windsnelheid gaan mechanische effecten een rol spelen, O 16512-7-RA-001 5

zoals het verwaaien van haar, het wapperen van kleding en bij toenemende windsnelheid het bewaren van het evenwicht. Aan de hand van onderstaande t 2.1, afkomstig uit de NEN 8100, wordt een beoordeling gegeven van de te verwachten mate van windhinder. t 2.1 Criteria windhinder volgens NEN 8100 Overschrijdingskans p(vLOK > vDR;H) in procenten van het aantal uren per jaar

Kwaliteitsklasse

< 2,5 2,5 – 5 5 – 10 10 – 20 ≥ 20

A B C D E

Activiteit I. Doorlopen

II. Slenteren

III. Langdurig zitten

Goed Goed Goed Matig Slecht

Goed Goed Matig Slecht Slecht

Goed Matig Slecht Slecht Slecht

De overschrijdingskans van de drempelwaarde voor windhinder wordt ook wel de hinderkans genoemd. In de meetresultaten wordt de hinderkans met de kleur volgens t 2.1 weergegeven. Afhankelijk van de activiteitenklasse wordt het lokale windklimaat beoordeeld als ‘goed’, ‘matig’ of ‘slecht’. - Bij een goed windklimaat wordt onder normale omstandigheden geen windhinder ervaren. - Bij een matig windklimaat wordt af en toe overmatige windhinder ervaren. - Bij een slecht windklimaat wordt regelmatig overmatige windhinder ervaren. Er wordt naar gestreefd, om binnen de verschillende activiteitenklassen, een goed, eventueel nog matig windklimaat te realiseren. 2.3.2 Windgevaar

Voor windgevaar wordt 15 m/s uurgemiddelde windsnelheid als drempelwaarde v DR;G gehanteerd. Op basis van t 2.2, afkomstig uit de NEN 8100, wordt bepaald of sprake is van windgevaar. t 2.2 Criteria windgevaar volgens NEN 8100 Overschrijdingskans p(vLOK > vDR;G) in procenten van het aantal uren per jaar

Kwalificatie

0,05 < p <0,30 p ≥ 0,30

Beperkt risico Gevaarlijk

De norm stelt: “Situaties waarvoor een overschrijdingskans geldt van 0,05 < p < 0,30 mogen alleen worden geaccepteerd als deze vallen binnen activiteiten klasse I (doorlopen). Voor activiteiten klasse II en III geldt de eis p ≤ 0,05. O 16512-7-RA-001 6

Situaties met een overschrijdingskans van p ≥ 0,30 zijn evident gevaarlijk en behoren te allen tijde te worden vermeden; het publiek mag hier niet aan worden blootgesteld.” 2 .4 Wind kli maa t op d e lo ca t ie

Voor de vertaling van de resultaten van de berekeningen naar de werkelijke situatie wordt gebruik gemaakt van een windstatistiek. De NEN 8100 verwijst voor de benodigde meteogegevens naar de NPR 6097:2006 Toepassing van de statistiek van de uurgemiddelde windsnelheden voor Nederland. Met behulp van de bijbehorende software wordt voor de specifieke locatie een windstatistiek berekend op basis van meteogegevens van een groot aantal meteostations en gegevens over terreinruwheden tot 6 km afstand van het plan. De terreinruwheden van het omliggend gebied worden per categorie weergegeven in f 2.1. De kleur geeft de terreinruwheid aan, rood staat bijvoorbeeld voor stedelijk bebouwd gebied.

f 2.1 Terreinruwheid tot 6 km afstand volgens NPR 6097

In f 2.2 is de op basis van de NPR 6097 berekende windroos op 60 meter hoogte boven de betreffende locatie te zien. De windroos geeft de kans op het voorkomen van wind uit een bepaalde richting weer. Met kleuren wordt de verdeling van windsnelheden binnen de betreffende richtingen aangeduid. Uit de windroos en onderstaande windstatistiek (t 2.3) blijkt dat op de bouwlocatie de wind relatief vaak uit het uit het zuidwesten (210° en 240°) komt. Bij deze windrichtingen treden ook de hoogste windsnelheden op. De zuidwestenwind is hiermee voor een groot deel bepalend voor het windklimaat op de bouwlocatie. O 16512-7-RA-001 7

f 2.2 Windroos betreffende locatie volgens NPR 6097

t 2.3 Windstatistiek van de betreffende locatie volgens NPR 6097

O 16512-7-RA-001 8

2 .5 S imu l at i e windsn el hed en me t C F D

Het windklimaatonderzoek is uitgevoerd met Computational Fluid Dynamics (CFD). Aan de rand van het model wordt, afhankelijk van de terreinruwheid, het juiste windprofiel gesimuleerd. Verfijning van de lokale windsituatie vindt plaats door de direct omliggende bebouwing en begroeiing mee te modelleren. De windsnelheden worden met het CFD-model voor 12 windrichtingen berekend. Met behulp van de windstatistiek voor de planlocatie wordt vervolgens per windrichting de overschrijdingskans van de drempelwaarden van 5 en 15 m/s voor respectievelijk windhinder en windgevaar bepaald. De totale overschrijdingskans is de som van de overschrijdingskansen per windrichting, ook wel de hinderkans en de gevaarkans genoemd. Deze worden vervolgens getoetst aan de NEN 8100 om het lokale windklimaat te kunnen beoordelen. In bijlage 1 is het technisch inlegvel, conform de NEN 8100, opgenomen. Het technisch inlegvel bevat een aantal rubrieken en aandachtspunten die een kort, schetsmatig overzicht geven van de relevante zaken van de CFD-berekeningen. In f 2.3 is een aanzicht gegeven van het rekengrid ter plaatse van de geplande bebouwing.

f 2.3 Aanzicht oppervlakte grid rekenmodel

O 16512-7-RA-001 9

3

Rekenresultaten Het windklimaat wordt beoordeeld op basis van de uitgevoerde CFD-berekeningen, de windstatistiek van de betreffende locatie en de grenswaarden zoals beschreven in de paragrafen 2.3.1 en 2.3.2 betreffende windhinder en windgevaar. Bij de beoordeling van het windklimaat wordt onderscheid gemaakt tussen de categorieën doorlopen en slenteren. In bijlage 2 zijn de rekenresultaten per windrichting weergegeven. In deze figuren wordt met kleuren de hinderkans per windrichting weergegeven, en met pijlen de lokale stromingsrichting.

3 .1 S itu at i e me t b lo kken 2, 3 en 7 g er ea l iseerd

In figuur f 3.1 is een uitsnede te zien van het model voor de situatie waarin de blokken 2, 3 en 7 zijn gerealiseerd. De geplande bebouwing op de planlocatie is in oranje weergegeven. f 3.1 Aanzicht model situatie waarin de blokken 2, 3 en 7 zijn gerealiseerd

In f 3.2 wordt in een horizontale doorsnede op hoofdhoogte (1,75 meter boven plaatselijk maaiveldniveau) de berekende hinderkans met kleurcontouren voor deze situatie weergegeven. De kleuren zijn afgestemd op de beoordelingscriteria uit de NEN 8100. In f 3.3 is op vergelijkbare wijze de berekende gevaarkans weergegeven.

O 16512-7-RA-001 10

2

3

7

f 3.2 Windhinder met blokken 2, 3 en 7 gerealiseerd

2

3

7

f 3.3 Windgevaar met blokken 2, 3 en 7 gerealiseerd

Rond de blokken is op veel plekken sprake van een goed tot matig windklimaat voor de activiteit doorlopen. Dit komt overeen met kwaliteitsklassen C en D en wordt in f 3.2 weergegeven met de kleuren blauw, groen en geel en oranje. Dat er nergens in het gebied sprake is van een slecht windklimaat is dankzij het feit dat de hoogbouwdelen goed georiënteerd (met de smalle gevel naar het zuidwesten) en goed gepositioneerd zijn op de laagbouw (met een laagbouwvoet aan de zuidwestzijde). De O 16512-7-RA-001 11

omstroming van de hoogbouw van blok 2 zorgt daarbij op twee punten net voor een beperkt risico op windgevaar: voor de gevel van blok 3 en bij de hoek van de opening richting het sportpark. Indien deze plekken binnen gebieden met de activiteitenklasse slenteren liggen, zal het windklimaat hier geoptimaliseerd moeten worden. Het matige windklimaat voor doorlopen wordt met name gevonden tussen de blokken 2 en 3 en ten zuidoosten van blok 3. Het windklimaat wordt voor een groot deel verklaard doordat de blokken (ook de laagbouwdelen van de blokken) boven de omgeving uitsteken, waardoor er door drukverschillen over de blokken en omstroming van de blokken hogere windsnelheden ontstaan. Daarbovenop komt het effect van de torens. Ondanks het feit dat deze goed georiënteerd zijn en goed op de laagbouwvoet staan, zorgen ze doorvalwinden wel voor een verhoogde kans op hinder. Ook in de binnengebieden van de blokken is het windklimaat, met name bij de openingen in de blokken, matig voor doorlopen en daarmee slecht voor slenteren. Dit is gezien de gekozen stedenbouwkundige opzet, vrijwel niet te voorkomen. Er wordt geadviseerd het windklimaat hier te verbeteren met behulp van een goede terreininrichting. Binnen de gemeente Den Haag, is het beleid dat nieuwbouw niet mag leiden tot een slecht windklimaat voor de voor het gebied van toepassing zijnde activiteitenklasse.

Dat houdt in dat voor slentergebied het windklimaat minimaal klasse C moet zijn. Als er dus slentergebieden gepland zijn op plaatsen waar het windklimaat beoordeeld wordt als klasse D (oranje in de figuur) zal dit geoptimaliseerd moeten worden. Gezien het feit dat bij het plaatsen van de hoogbouwdelen als goed gekeken is naar de effecten hiervan op het windklimaat, zal dat niet mogelijk zijn door kleine aanpassingen in de bouwvolumes. Er zullen dus òf forse ingrepen gedaan moeten worden in de volumes, òf er zal gebruik gemaakt moeten worden van groen of andere windremmende elementen in het maaiveld om de wind te breken òf er zullen aanpassingen gedaan moeten worden aan de verdeling van loop- en slentergebieden. Er wordt geadviseerd om ter plekke van entrees of andere windgevoelige functies te streven naar een goed windklimaat voor slenteren (klasse A en B). De resultaten van het onderzoek kunnen gebruikt worden bij het ontwerp van de openbare ruimte en bij de plaatsing en vormgeving van entrees. Rond blok 7 is het windklimaat gunstig: hier mag overal een goed windklimaat voor slenteren verwacht worden. Opgemerkt dient te worden dat de geplande en de aanwezige begroeiing niet in de berekening is meegenomen. Op plekken waar in de huidige situatie al bomen aanwezig zijn zal het windklimaat dan ook gunstiger zijn dan in de getoonde resultaten.

O 16512-7-RA-001 12

3 .2 S itu at i e me t b lo kken 2 t /m 7 g er ea l ise erd

In figuur f 3.1 is een uitsnede te zien van het model voor de situatie waarin als doorkijk naar de toekomst, de blokken 2 t/m 7 zijn gerealiseerd. f 3.4 Aanzicht model situatie waarin de blokken 2 t/m 7zijn gerealiseerd

In f 3.2 wordt in een horizontale doorsnede op hoofdhoogte (1,75 meter boven plaatselijk maaiveldniveau) de berekende hinderkans met kleurcontouren voor deze situatie weergegeven. In f 3.3 is op vergelijkbare wijze de berekende gevaarkans weergegeven.

2

3

7

4 5 6

f 3.5 Windhinder met blokken 2 t/m 7gerealiseerd O 16512-7-RA-001 13

2

3

7

4 5

6

f 3.6 Windgevaar met blokken 2 t/m 7 gerealiseerd

Uit de resultaten blijkt dat de realisatie van blokken 4, 5, en 6 slechts een geringe invloed heeft op het windklimaat rond de blokken 2, 3 en 7. Bij blok 2 is er sprake van een zekere afschermende werking. Door omstroming van de blokken wordt het windklimaat met name ten zuidoosten van de blokken 4, 5 en 6 wat minder gunstig. 3 .3 S itu at i e N ot a van Uitg angspun ten

In figuur f 3.7 is ter referentie een uitsnede te zien van het model zoals aangehouden in de Nota van Uitgangspunten Zichten (RIS308511 bijlage 3 def). De getoonde resultaten zijn dezelfde als getoond in het uitgangspuntendocument.

f 3.7 Aanzicht model Nota van Uitgangspunten Zichten O 16512-7-RA-001 14

In f 3.8 wordt in een horizontale doorsnede op hoofdhoogte (1,75 meter boven plaatselijk maaiveldniveau) de berekende hinderkans met kleurcontouren voor deze situatie weergegeven.

f 3.8 Windhinder in de bebouwingssituatie uit het uitgangpuntendocument Zichten

De resultaten van de situatie zoals getoond in de NVU komen goed overeen met de situatie met het laatste ontwerp van de blokken 1 t/m 7. De verschillen worden met name verklaar door het meenemen van de bomen in de berekeningen t.b.v. de NVU.

O 16512-7-RA-001 15

4

Samenvatting en conclusies Met behulp van Computational Fluid Dynamics (CFD) is een onderzoek verricht naar de te verwachten windklimaatsituatie rondom de geplande bebouwing van blokken 2 t/m 7 van het bestemmingsplan Zichten te Den Haag. Hierbij is onderscheid gemaakt voor de situatie waarin alleen blokken 2, 3 en 7 zijn gerealiseerd en de situatie waarin alle blokken zijn gerealiseerd. Doel van het onderzoek was het vaststellen en beoordelen van het te verwachten windklimaat in de directe omgeving van de geplande bebouwing. Daarbij is een vergelijk gemaakt met resultaten van eerder uitgevoerde berekeningen ten behoeve van de Nota van Uitgangspunten Zichten, waarin alle bebouwing van de bestemmingsplangebieden Dreven, Gaarden en Zichten is meegenomen. Voor de opzet van het onderzoek en de beoordeling van het windklimaat is uitgegaan van de Nederlandse norm NEN 8100:2006 Windhinder en windgevaar in de gebouwde omgeving. Uit de resultaten van het onderzoek kunnen de volgende conclusies getrokken worden: - Rond de blokken is op veel plekken sprake van een goed tot matig windklimaat voor de activiteit doorlopen. - Het matige windklimaat voor doorlopen wordt met name gevonden tussen de blokken 2 en 3 en ten zuidoosten van blok 3. De omstroming van de hoogbouw van blok 2 leidt op twee punten tot een beperkt risico op windgevaar.

Indien deze plekken binnen gebieden met de activiteitenklasse slenteren liggen, zal het windklimaat hier geoptimaliseerd moeten worden. - In de binnengebieden van de blokken is het windklimaat lokaal matig voor doorlopen en daarmee slecht voor slenteren. Er wordt geadviseerd het windklimaat hier te verbeteren met behulp van een goede terreininrichting. - Rond blok 7 mag overal een goed windklimaat voor slenteren verwacht worden. - Nergens in het gebied is er sprake van een overschrijding van het criterium voor windgevaar. - De realisatie van blokken 4, 5, en 6 heeft slechts een geringe invloed heeft op het windklimaat rond de blokken 2, 3 en 7. Bij blok 2 is er sprake van een zekere afschermende werking. Door omstroming van de blokken wordt het windklimaat met name ten zuidoosten van de blokken 4, 5 en 6 minder gunstig. - Opgemerkt dient te worden dat de geplande en de aanwezige begroeiing niet in de berekening is meegenomen. Op plekken waar in de huidige situatie al bomen aanwezig zijn zal het windklimaat dan ook gunstiger zijn dan in de getoonde resultaten. - De resultaten van de situatie zoals getoond in de NVU komen goed overeen met de situatie met het laatste ontwerp van de blokken 1 t/m 7. De verschillen worden met name verklaar door het meenemen van de bomen in de berekeningen t.b.v. de NVU. Dit rapport bevat 16 pagina’s O 16512-7-RA-001 16

Bijlage 1 Technisch inlegvel Project

Projectgegevens

Projectnaam

Bestemmingsplan Zichten

Opdrachtgever Projectleider

dr. ir. L. Aanen

Datum

24 september 2024

Model

Algemene gegevens van het model

Omvang gemodelleerd gebied

2000 x 1800 meter

Kerngebied

het gebied rondom de geplande nieuwbouw

Omgeving

bebouwing/begroeiing

Afmetingen model

2100 x 1900 x 250 meter

Blokkeringsgraad

<10%

Gemodelleerd groen

jaargemiddelde situatie

Onderzochte windrichtingen

12 (rondom in stappen van 30 graden)

Onderzochte configuraties

Twee varianten van de geplande bebouwingssituatie

Computeropstelling

Specifieke gegevens van gebruikte programmatuur

Programmatuur

OpenFoam 11

Algemeen

✓ FVM (eindige volume methode) ✓drie-dimensionaal ✓ tijd-onafhankelijk ✓ isothermisch

Rekenrooster

Circa 42 miljoen cellen; verfijning t.p.v. de geplande bebouwing

Turbulentiemodellering

k-ε-RNG-turbulentiemodel

Convectieve differentieschema's snelheidscomponenten: Gauss turbulentie grootheden: Gauss scalaire variabelen: Randvoorwaarden

Gebruikte randvoorwaarden

Instroomprofiel

logaritmisch snelheidsprof., z0=0,3-0,7 m en bijbehorende prof. voor k en ε

Uitlaat

constante druk

Boven-/zijwanden

gesloten, wrijvingsloos

Gegevensverwerking en -

Informatie voor locatie en beoordeling windklimaat

beoordeling Amersfoortse coörd. locatie

X = 77248 Y = 450226

Toegepaste eisen

VDR [m/s] Gewenste kwaliteitskl. Overschrijdingskans [%]

Voor comfort

Beoordeling

p(vLOK > vDR:H)

Doorlopen

5,0

≤D

< 20

≤ matig

Slenteren

5,0

≤C

< 10

≤ matig

Zitten

5,0

≤B

<5

≤ matig

Regionale correctie

Geen correctie

Voor gevaar

Gepresenteerde resultaten

p(vLOK > vDR;G) 15

n.v.t

0,05 < p < 0,30

beperkt risico

15

n.v.t

p ≥ 0,30

gevaarlijk

windhinder: figuren met p (vLOK > vDR:H )-waarden, gevaar: tekstueel

Opmerkingen

O 16512-7-RA-001 1.1

Bijlage 2 Windrichtingsfiguren

O 16512-7-RA 2.1

Bijlage 2 Windrichtingsfiguren

O 16512-7-RA 2.2