BIjlage 15 - Quickscan windhinder 29-03-23
Tekst van het document
Deskundig oordeel windklimaat Masterplan Havezate - Kwartier Zwolle Zwolle P35922547e100 29 maart 2023 Revisie 0
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
Project Locatie
Onderwerp Document Revisie Datum Status Opdrachtgever
CFD-expert
Havezate - Kwartier Zwolle Zwolle
Deskundig oordeel windklimaat P35922547e100 0 29 maart 2023 Definitief BJZ.nu Dr Van Wiechenweg 2 8025 BZ, Zwolle SIMSTUDIO International Consultants Baron de Coubertinlaan 6 2719 EL Zoetermeer info@simstudio-ic.com www.simstudio-ic.com
P35922547e100
Page 1 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
Huidige versie Uitgifte nummer: Naam:
100 Auteur: Pieter Bügel
Uitgifte datum: Gecontroleerd door: Martin Eimermann
29/03/2023 Reden voor uitgave: Eerste versie
Vorige versies Uitgifte nr.: Datum:
Auteur:
Controle:
P35922547e100
Reden voor uitgave
Page 2 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
1
INLEIDING
4
1.1
Masterplan Havezate - Kwartier Zwolle
4
1.2
Onderzoeksdoel
4
1.3
NEN8100 beslismodel
5
1.4
NEN8100 Beoordelingsmethodiek
5
2
ALGEMENE INFORMATIE
6
3
SITUATIE
8
3.1
Huidige situatie
8
3.2
Toekomstige situatie
10
3.3
Winddata
15
4
ANALYSE TE VERWACHTEN WINDKLIMAAT
16
4.1
Gebouwen oostzijde
16
4.2
Gebouwen midden
17
4.3
Gebouwen westzijde
17
5
CONCLUSIE
18
6
BIJLAGE – WINDKLIMAAT PRINCIPES TOEGELICHT
19
6.1
Wanneer windhinder
19
6.2
Fenomenen
19
6.3
Effect van gebouwen op de wind
20
P35922547e100
Page 3 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
1
Inleiding
1.1
Masterplan Havezate - Kwartier Zwolle
Voor het masterplan Havezate - Kwartier in Zwolle is een deskundig oordeel windklimaat uitgevoerd. Het ontwikkelingsgebied ligt ten noordwesten van de stadskern en is omgeven door de Gomberstraat, Middelweg, het Zwartewaterallee en de Monteverdilaan. Langs alle genoemde wegen lopen fiets en wandelpaden. Het voorgestelde ontwikkelingsplan bestaat deels uit de verbouwing van de bestaande bebouwing en deels uit nieuwbouw. In totaal telt het plan 7 gebouwen met een hoogte tussen de drie en veertien bouwlagen. De maximale hoogte van het bouwplan is 43m. In de huidige situatie bestaat de bebouwing uit een aantal aan elkaar gelinkte gebouwen. De hoogte van de huidige situatie ligt tussen de 4m en 18m. De huidige parkeergelegenheden blijven in de toekomstige situatie ook aanwezig. Figuur 1 geeft de locatie en de omgeving weer van het toekomstige bouwplan.
Figuur 1: Impressie van locatie en omgeving Havezate - Kwartier Zwolle, aanzicht noordwest.
1.2
Onderzoeksdoel
Een deskundig onderzoek windklimaat is uitgevoerd om inzicht te geven in het te verwachten windklimaat in en rond de gebiedsontwikkeling. Het masterplan wordt beoordeeld op basis van kennis, ervaring en basisprincipes ten aanzien van windklimaat. Wanneer nodig worden er ook verbeteringspunten aangedragen om het windklimaat te verbeteren. Gezien de hoogte van het bouwplan zullen Computational Fluid Dynamics (CFD) simulaties in een later stadium onderdeel uitmaken van deze beoordeling.
P35922547e100
Page 4 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
1.3
NEN8100 beslismodel
De NEN8100 geeft een beslismodel om te bepalen of en wat voor type windklimaatonderzoek noodzakelijk is. In het voorgelegde plan zijn gebouwen opgenomen met een hoogte van 4m en 43m, de NEN8100 zegt hier het volgende over: Voor beschut liggende gebouwen met een hoogte tussen de 15 m en 30 m en voor onbeschut liggende gebouwen tot een hoogte van 30 m is de hulp van een windhinderdeskundige noodzakelijk om te beoordelen of er wel of niet windtunnel- CFD-onderzoek noodzakelijk is. Voor gebouwen met een hoogte vanaf 30 m is nader onderzoek met CFD- of Windtunnelsimulatie noodzakelijk. Het deskundige oordeel is daarmee niet voldoende voor de toetsing van het voorgestelde plan. Het deskundige oordeel is bedoeld voor een eerste indicatie van het windklimaat. Daaruit kunnen verbeteringen komen ter verbetering van het windklimaat. Het CFD-onderzoek wordt in een later stadium uitgevoerd.
1.4
NEN8100 Beoordelingsmethodiek
In de NEN8100 worden 5 kwaliteitsklassen gegeven waarbij windhinder als goed, matig of slecht wordt geclassificeerd voor een drietal activiteiten. Deze omschrijving staat voor: -
Bij een goed windklimaat ervaart men geen tot weinig overmatige windhinder. Bij een matig windklimaat ervaart men af en toe overmatige windhinder. Bij een slecht windklimaat ervaart met regelmatig overmatige windhinder.
Een zo omschreven matig windklimaat past bij de algemene ervaring van het windklimaat in Nederland. De kwaliteitsklasse is afhankelijk van het aantal uren dat de windhinder (overlast) drempelwaarde van 5 m/s naar verwachting wordt overschreden. Deze waardering is weergegeven in Tabel 1 met in groen acceptabele kwaliteitsklasse. De drempelwaarde voor windgevaar is 15 m/s (NEN8100) en wordt gekwalificeerd als aangegeven in Tabel 2. Overschrijdingskans In procenten van het aantal uren per jaar <2.5 2.5 – 5 5 – 10 10 – 20 >20
Kwaliteitsklasse
A B C D E
Doorlopen
Activiteiten Slenteren
Goed Goed Goed Matig Slecht
Goed Goed Matig Slecht Slecht
Langdurig zitten Goed Matig Slecht Slecht Slecht
Tabel 1: Classificatie windklimaat conform NEN8100.
P35922547e100
Page 5 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
Overschrijdingskans In procenten van het aantal uren per jaar 0,05 < 0,30 > 0,30
Kwalificatie
Beperkt risico Gevaarlijk
Tabel 2: Kwalificatie tabel windgevaar conform NEN8100.
2
Algemene informatie
Conform de NEN8100 wordt het windklimaat beoordeeld op basis van de overschrijdingskans van de windsnelheid drempelwaarde van 5 m/s. Daarnaast kan wind als hinderlijk ervaren worden als er fluctuaties in snelheid en richting plaats vinden. In een normaal windklimaat zonder invloed van bebouwing wordt in basis niet gesproken van overmatige windhinder. In de bebouwde omgeving treden windversnellingen en vertragingen op door de obstructie van gebouwen. Denk aan hinder bij windsnelheden boven circa 5 m/s die worden ondervonden aan: het haar verwaait, kleding en paraplu’s worden door de wind bewogen, en met toenemende windsnelheid heeft men steeds meer moeite om regelmatig te blijven lopen en het evenwicht te bewaren. Windkracht 3 op de schaal van Beaufort omvat snelheden tussen 3,4 m/s en 5,4 m/s; windkracht 4 tussen 5,5 m/s en 7,9 m/s. Het KNMI geeft hierbij de beschrijving: bladeren en twijgen bewegen voortdurend (3 Beaufort) en kleine takken beginnen te bewegen, stof en papier dwarrelt op (4 Beaufort). Figuur 2 toont de schaal van Beaufort met de benaming, snelheden en uitwerkingen. Voor elke bestemming behoort te worden nagegaan welke activiteit zal overheersen. Een parkeerterrein behoort bijvoorbeeld tot activiteit I: doorlopen. Slenteren doet men bijvoorbeeld in een winkelstraat, onoverdekt winkelcentrum of park en rond een entree.
Bij langdurig zitten valt te denken aan zitten op een bankje in een park. Gebouwen die tussen andere gebouwen staan van ongeveer dezelfde hoogte veroorzaken geen overmatige windhinder. Dit is het geval indien de verhouding tussen de hoogte van het gebouw en de hoogte van ieder ander gebouw in de omgeving kleiner is dan 1,5. Hoge bouwwerken vereisen altijd een windhinderonderzoek. Gebouwen die tweemaal hoger zijn dan de andere gebouwen binnen de invloedsfeer veroorzaken vrijwel altijd een verslechtering van het windklimaat. In de NEN8100 worden bovenstaande condities ondergebracht in de categorieën van beschutte en onbeschutte ligging. Wanneer een bouwplan beschut ligt zal waarschijnlijk geen windhinder optreden. Landelijk gezien zal verreweg het grootste deel van de bouwplannen in deze categorie vallen. Bij een onbeschutte ligging van het bouwplan is de kans op een windklimaat met een lage graad van comfort aanmerkelijk groter. Van de wind die tegen een gebouw aanstroomt gaat circa 2/3 naar beneden, dit komt door de druk van de atmosfeer. Dit deel van de wind stroomt grotendeels op straatniveau om de hoeken van dat gebouw verder in de windrichting. De volumestroom lucht neemt daardoor naast het gebouw toe waardoor de wind relatief harder stroomt dan als het gebouw hier niet zou hebben
P35922547e100
Page 6 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
gestaan. Deze windversnellingen kunnen leiden tot windhinder. Achter het gebouw ontstaat door de relatieve onderdruk een zog, waarbinnen lucht terug naar het gebouw stroomt (in tegengestelde richting van de wind). Figuur 3 toont een aantal basisprincipes. De lengte waarover het gebouw effect heeft op het lokale windklimaat is afhankelijk van de breedte, hoogte en lengte. Als er twee hoge gebouwen naast elkaar staan wordt het effect versterkt. Tussen gebouwen welke op korte afstand van elkaar staan kan ook een luwte ontstaan wanneer de wind er overheen scheert. Hierdoor wordt een beter windklimaat dan in het open veld gerealiseerd.
Figuur 2: Schaal van Beaufort.
P35922547e100
Page 7 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
Figuur 3: Voorbeeld basisprincipes wind om gebouwen.
3
Situatie
3.1
Huidige situatie
Het ontwikkelingsgebied ligt ten noordwesten van de stadskern en is omgeven door de Gomberstraat, Middelweg, het Zwartewaterallee en de Monteverdilaan. Langs alle genoemde wegen lopen fiets en wandelpaden. In de huidige situatie bestaat de bebouwing uit een aantal aan elkaar gelinkte gebouwen. De hoogte van de huidige situatie ligt tussen de 4m en 18m. De huidige parkeergelegenheden blijven in de toekomstige situatie ook aanwezig. De omgeving van de bouwlocatie bestaat voornamelijk uit 3 laags woningen en meerdere laags flats en bedrijfscomplexen. Ten noorden van de locatie heeft de bebouwing een gemiddelde hoogte van 8m. Ten oosten van de locatie is een park gelegen met vrij dichtte bebossing. De hoogte van de bomen ligt tussen de 15m en 30m. De zuidzijde van het plan is deels bebouwd en deels onbebouwd. De bebouwing langs deze zijde bestaat uit twee gebouwen van 23m en één van 34m. Op 170m van het bouwplan ligt de A28. Het wegdek ligt 5m boven het maaiveld van de locatie en is omringt door bomen met een gemiddelde hoogte van 15m. De bouwhoogte ten zuidwesten van de bouwlocatie ligt tussen de 2m en 20m. De bebouwing ten westen van de ontwikkeling bestaat uit meerdere hoge flatgebouwen. De hoogte hiervan ligt tussen de 14m en 40m. Ook in deze windrichting staan vrij veel bomen. De hoogte van de bomen is ongeveer 15m.
De ligging van het ontwikkelingsgebied is aangegeven op Figuur 4.
P35922547e100
Page 8 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
Figuur 4: Ligging ontwikkelingsplan Havezate - Kwartier Zwolle, geel gestippelde lijn, Google Earth.
P35922547e100
Page 9 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
3.2
Toekomstige situatie
Het voorgestelde ontwikkelingsplan bestaat deels uit de verbouwing van de bestaande bebouwing en deels uit nieuwbouw. In totaal telt het plan 7 gebouwen met een hoogte tussen de drie en veertien bouwlagen. De maximale hoogte binnen het bouwplan is 43m. Figuur 5 geeft de gebouwnummers aan van de verschillende bouwblokken. Figuur 6 geeft de bouwhoogtes aan binnen het plan en Figuur 7 geeft de locatie weer van de verschillende entrees. Voor een overzichtelijk uitleg van het bouwplan, en het geschatte windklimaat, is het plan voor dit rapport in drie delen opgedeeld: -
Gebouwen oostzijde: 3a en 3b Gebouwen midden: 1a, 1b, 2 en 4 Gebouwen westzijde: 5, 6 en 7
Figuur 5: Bouwblok nummer van de verschillende gebouwen, Havezate - Kwartier Zwolle.
P35922547e100
Page 10 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
9,8m
19,5m
12,8m 15,9m
15,7m
19m
12,6m
15,9m 15,7m
43,4m 15,9m
Figuur 6: Hoogte van de verschillende gebouwen, Havezate - Kwartier Zwolle.
Figuur 7: Entrees locaties aangegeven met rode ruiten, Havezate - Kwartier Zwolle.
P35922547e100
Page 11 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
3.2.1 Gebouwen oostzijde Aan de oostzijde van het plan staan de gebouwen 3a en 3b. De hoogte van gebouw 3a wordt 19,5m en van gebouw 3b 9,8m. De twee gebouwen zijn verbonden met een brug op de eerste en tweede verdieping. Aan de noordzijde van 3b is 8m van de begane grond niet bebouwd, wat zorgt voor een overbouw. In de ontstane open ruimte is een deel van de parkeerplaatsen gesitueerd. Ook zijn er parkeerplaatsen langs de Gomberstraat gesitueerd. Langs de noord, oost en zuidzijde van de gebouwen staan verschillende bomen. De hoogte van de bomen ligt tussen de 6m en 21m. De hoofdentree voor gebouw 3a is gelegen aan de westzijde van het gebouw op de begane grond. Verder zijn er nog twee andere entrees om gebouw 3a binnen te komen. De vier entrees voor gebouw 3b zijn gesitueerd onder de overbouw.
Figuur 8: Bouwblok 3a en 3b, aanzicht zuidwest.
P35922547e100
Page 12 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
3.2.2 Gebouwen midden In het midden van het bouwplan liggen de gebouwen 1a, 1b, 2 en 4. Binnen dit cluster van gebouwen is alleen gebouw 4 nieuwbouw. De andere drie gebouwen zijn onderdeel van de huidige situatie. De hoogte van de gebouwen 1a, 1b en 2 is ongeveer 16m. De hoogte van gebouw 4 is 12,6m en 15,7m. Tussen dit gebouwcluster in ligt een daktuin en ontmoetingsplaats. De daktuin is gelegen op een gebouw van twee bouwlagen. De daktuin is te bereiken via de verschillende gebouwen, maar ook middels twee trappen aan de westzijde. De entrees voor het gebouwencluster in het midden van het bouwplan zijn voornamelijk gesitueerd op de begane grond. De bovenste twee bouwlagen van gebouw 4 hebben hen entree aan de daktuin grenzen of zijn via een brug bereikbaar. Een groot deel van de parkeergelegenheid binnen het Havezate-kwartier ligt rond om gebouw 1a en 1b. Alle parkeerplaatsen zijn ook aanwezig in de huidige situatie.
Figuur 9: Bouwblok 1a, 1b, 2 en 4, aanzicht zuidoost.
P35922547e100
Page 13 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
3.2.3 Gebouwen westzijde Aan de westzijde van Havezate-kwartier liggen de gebouwen 5,6 en 7. Gebouw 7 heeft aan de oostzijde een hoogte van 43m en aan de westzijde een hoogte van 40m. Dit is het hoogste gebouw binnen het Havezate-kwartier. De hoogte van de overige gebouwen ligt tussen de 13m en 19m. De twee hoofdentrees voor gebouw nummer 7 liggen aan de noord- en zuidzijde van het gebouw, beide in een overbouw. Gezien de hoogte van het gebouw en het gewenste windklimaat rond een entree hebben beide overbouwen een gunstige werking op het verwachtte windklimaat. Tussen gebouw 6 en 7 is een kleine doorgang gesitueerd. De doorgang is ongeveer 7m breed en bestaat uit een wandelpad en verschillende terrassen. De oriëntatie van de doorgang is van noord- naar zuidelijke richting, daarbij is de zuidelijke windrichting onderdeel van de meest voorkomende windrichtingen. De doorgang wordt echter in zuidelijke windrichting afgeschermd door 18m hoge bomen. Tussen gebouw 5 en 7 is een tweede doorgang gesitueerd. De doorgang is ongeveer 5m breed. De oriëntatie van de doorgang is van oost- naar westelijke richting, daarbij is de westelijke windrichting onderdeel van de meest voorkomende windrichtingen. Gebouw 5 bestaat uit een hoogte van 13m, 16m en 19m. Net als bij gebouw 3b heeft gebouw 5 aan de noord- en westzijde een overbouw met daaronder parkeergelegenheden.
Ook zijn er entrees gelegen in de onderbouw.
Figuur 10: Bouwblok 5, 6 en 7, aanzicht west.
P35922547e100
Page 14 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
3.3
Winddata
Voor de analyse is gebruik gemaakt van winddata van Meteoblue voor Zwolle. Figuur 11 toont de windroos met windsnelheden in kilometer per uur. De snelheidscategorieën in deze windroos zijn gebaseerd op de schaal van Beaufort (bft). Wind tussen 1 en 5 km/h is gelijk aan 1bft, daarboven per categorie 1bft hoger. De windroos is opgebouwd 16 windrichtingen. Zoals de windroos toont komt de wind overwegend uit zuidwestelijke richting, van zuidelijke tot westelijke wind. Deze windrichtingen vinden bijna 47% van het jaar plaats en zijn daarmee bepalend voor het te ervaren windklimaat. De gemiddelde windsnelheid is 16,2 km/h (windkracht 3).
Figuur 11: Windroos geconstrueerd door Meteoblue voor Zwolle.
P35922547e100
Page 15 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
4
Analyse te verwachten windklimaat
In de NEN8100 wordt gesteld dat gebouwen tot 1,5 keer de hoogte van de omliggende bebouwing naar verwachting geen overmatige windhinder veroorzaken. Bij een grotere verhouding bestaat de kans op windhinder. Het ontwikkelingsgebied Havezate - Kwartier Zwolle is op sommige plaatsen 1,5 keer hoger dan de naast gelegen gebouwen en kan daarmee effect hebben op het windklimaat. Figuur 12 toont de bouwlocatie met daaroverheen de windroos geprojecteerd. Zoals beschreven in paragraaf 3.3 komt de wind bijna 50% van het jaar uit zuid- tot westelijke richting. Deze windrichtingen zullen de meeste impact hebben op het windklimaat op straatniveau. Voor sommige windrichtingen heeft de projectlocatie een beschutter karakter. Zoals aangegeven in hoofdstuk 3.1 ligt ten oosten van het plan een park met bomen tussen de 15m en 30m. Dit geeft de oostzijde van het plan een beschutter karakter. Langs de zuid- en westzijde van het plan staan ook verschillende hoge bomen. Daarnaast is de gebouwhoogte voor deze windrichtingen tussen de 14m en 40m. Dit geeft de gebouwen aan de zuid en westzijden een beschutter karakter. Beide punten hebben een positief effect op de wind die naar het ontwikkelingsplan stroomt. Het verwachtte windklimaat wordt tekstueel toegelicht per bouwdeel, zoals aangeduid in hoofdstuk 3.2.
Figuur 12: Windroos geprojecteerd over plangebied.
4.1
Gebouwen oostzijde
De gebouwen aan de oostzijde van het plan liggen voor de meest voorkomende windrichtingen deels in de luwte van gehele bouwplan. Daarnaast staan er langs het Zwartewaterallee meerdere hoge bomen die een deel van de wind wegnemen. Hierdoor wordt verwacht dat dit deel van het bouwplan geen hinder zal veroorzaken op het windklimaat. Daarmee voldoen alle entrees en parkeerplaatsen aan gestelde eisen voor de slenteractiviteit en voldoen alle wandelpaden voldoen aan de gestelde eis voor de kwaliteitsklasse ‘doorlopen’.
P35922547e100
Page 16 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
4.2
Gebouwen midden
De gebouwen aan de oostzijde van het plan liggen voor de meest voorkomende windrichtingen deels in de luwte van gehele bouwplan. Daarnaast staan er langs het Zwartewaterallee meerdere hoge bomen die een deel van de wind wegnemen. Onderdeel van de het middelste gebouwen cluster is de daktuin. De daktuin ligt 6m boven het maaiveld. Hierdoor kan er een iets hardere windsnelheid optreden dan op straatniveau. De daktuin zelf ligt bijna geheel in de luwte van de omliggende gebouwen. Er zijn een aantal doorgangen waar de wind wel doorheen kan stromen. Echter staan er rondom de daktuin verschillende hoge bomen die de beschikbare wind wegnemen. Verwacht wordt dat het windklimaat op de daktuin zal voldoen aan een slenter functie. Wanneer er locaties op de daktuin moeten komen met een terrasfunctie dan wordt aangeraden om hogere beplanting of terrasschermen te plaatsen. Dit zal lokaal zorgen voor een windklimaat wat hoort bij de activiteit klasse ‘langdurig zitten’. Het verwachtte windklimaat rondom het middelste gebouwen cluster voldoet daarmee aan de gestelde eisen voor entrees, parkeerplaatsen en wandelpaden.
4.3
Gebouwen westzijde
Onderdeel van de gebouwen aan de westzijde is het 43m hoge gebouw. Dit is het gebouw wat het meeste effect zal hebben op het windklimaat binnen het Havezate-kwartier. Het gebouw is meer dan 1,5 keer hoger is dan de omliggende gebouwen waardoor wordt verwacht dat er op verschillende plekken windhinder kan ontstaan. Hierbij gaat het voornamelijk om de zuid- en westgevel. Langs de zuidgevel van het gebouw ligt een voetpad en één ingang. De entree is gesitueerd in een overbouw waardoor het windklimaat rond de entree zal voldoen aan de kwaliteitsklasse ‘slenteren’. Op het wandelpad is echter wel een kans op een verhoogd windklimaat. Wanneer de bomen uit de huidige situatie daar blijven staan wordt verwacht dat het wandelpad voldoet aan de gestelde eisen van ‘doorlopen’. Voor de doorgang tussen gebouw 6 en 7 wordt verwacht dat er wel windhinder kan optreden. Doordat de downwash van de zuid- en west georiënteerde gevels meer wind door de kleinere doorgang stuwen kan er windhinder optreden. Daarmee voldoet de doorgang niet voldoet aan de gestelde kwaliteitsklasse voor ‘doorlopen’. Een deel van de terrassen in de doorgang voldoet daarmee ook niet aan de kwaliteitsklasse voor ‘langdurig zitten’. De tweede doorgang, tussen gebouw 5 en 7, ligt voor het grootste gedeelte van de meest voorkomende windrichtingen in de luwte.
Verwacht wordt dat de downwash van de west georiënteerde gevel het windklimaat niet dusdanig verergerd dat er windhinder zal optreden in de doorgang. De verwachtte activiteit klasse in de doorgang is ‘doorlopen’. Het windklimaat rondom de andere gebouwen zal voornamelijk bestaan uit kwaliteitsklasse B en C. Daarmee voldoen de entrees, parkeerplaatsen en wandelpaden aan de gestelde eisen.
P35922547e100
Page 17 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
5
Conclusie
Voor het masterplan Havezate - Kwartier in Zwolle is een deskundig oordeel windklimaat uitgevoerd. Het ontwikkelingsgebied ligt ten noordwesten van de stadskern en is omgeven door de Gomberstraat, Middelweg, het Zwartewaterallee en de Monteverdilaan. Langs alle genoemde wegen lopen fiets en wandelpaden. Het voorgestelde ontwikkelingsplan bestaat deels uit de verbouwing van de bestaande bebouwing en deels uit nieuwbouw. In totaal telt het plan 7 gebouwen met een hoogte tussen de drie en veertien bouwlagen. De maximale hoogte van het bouwplan is 43m. In de huidige situatie bestaat de bebouwing uit een aantal aan elkaar gelinkte gebouwen. De hoogte van de huidige situatie ligt tussen de 4m en 18m. De huidige parkeergelegenheden blijven in de toekomstige situatie ook aanwezig. De hoogte van 6 van de 7 gebouwen is lager dan 20m waardoor wordt verwacht dat er geen verhoogd windklimaat optreedt rond deze gebouwen. Daarnaast staan er langs de zuid- en westzijde van het ontwikkelingsgebied vrij veel bomen. Dit zorgt voor een beschutter windklimaat voor de meest voorkomende windrichtingen. Het verwachtte windklimaat rond de 43m hoge toren is op één plek hoger dan de gestelde eisen. Hierbij gaat het om de doorgang tussen gebouw 6 en 7. Doordat de doorgang direct naast het 43m hoge gebouw ligt en een zuidelijke oriëntatie heeft is er in de doorgang kans op windhinder.
Het verwachtte windklimaat op de overige paden en entrees van het gebouw voldoen wel aan de gestelde eisen. Gezien de hoogte van gebouw 7 is het conform de NEN-8100 noodzakelijk om in een later stadium een CFD-onderzoek uit te voeren.
P35922547e100
Page 18 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
6
Bijlage – windklimaat principes toegelicht
6.1
Wanneer windhinder
Als een effect waarbij windversnelling optreedt, optreedt bij de veel voorkomende windrichtingen. Hierdoor neemt het aantal uren dat de drempelwaarde voor windhinder wordt overschreden toe en kan het windklimaat tot een andere klasse gaan behoren.
6.2
Fenomenen
6.2.1 Wind Wind is een natuurlijke luchtbeweging van de atmosfeer. Deze ontstaat door horizontale luchtdrukverschillen. Hierbij stroomt lucht altijd van een hoogdrukgebied naar een laagdrukgebied (Wikipedia, n.d.). Het heersende windklimaat in het onderste gedeelte van de atmosfeer, waar in wij leven, wordt beïnvloed door de ruwheid (steden, bomen, bergen etc.) van het aardoppervlak. Ondanks deze ruwheid stroomt de wind altijd van A naar B. Dit betekent dat als er een stad of gebouw staat, de wind tegen of om het gebouw heen stroomt waarna het zich in de heersende windrichting zal vervolgen. De wind stopt dus niet met stromen. Doordat wind altijd een uitweg zoekt om in de heersende windrichting verder te stromen zorgt dat in steden voor plekken met relatief meer wind. Hoe hoger het gebouw des te meer wind op grondniveau. Echter is de oorzaak van windhinder vaak niet eenduidig, maar een combinatie van verschillende oorzaken. Deze oorzaken zijn de reden waarom de wind in een bepaalde manier beweegt. In de onderstaand hoofdstukken worden een aantal basisprincipes van wind, het effect van gebouwen op het lokale windklimaat en oplossingen voor het verminderen van slecht windklimaat besproken.
6.2.2 Atmosferische druk Bebouwing heeft effect op het windklimaat in het onderste gedeelte van de atmosfeer. Het bewoonbare gedeelte van de atmosfeer heeft maar een geringe hoogte in vergelijking met de totale atmosfeer. Alle bovengelegen luchtlagen liggen als het ware op de onderste luchtlaag. Dit zorgt voor een grote drukkende kracht op de onderste luchtlaag. Wanneer wind tegen hoogbouw aan stroomt kan de wind daardoor niet (geheel) naar boven weg stromen. De wind wordt daardoor naar beneden geduwd.
6.2.3 Snelheidsprofiel Wind stroomt met een snelheidsprofiel. Dit houdt in dat wind dicht bij het maaiveld minder snel stroomt dan op 60m hoog. Dit snelheidsprofiel is afhankelijk van de ruwheid (bijv. gebouwen) op de grond. Een toename in ruwheid zorgt voor een verlaging van de snelheid op grondniveau. De mate van invloed op het snelheidsprofiel wordt beschreven door de ruwheidlengte (Troen & Petersen, 1991)
6.2.4 Zog Bij het aanstromen van wind op een object is aan de voorzijde veel wind en aan de achterkant weinig wind (lijzijde). Wind stroomt om het object heen, waarnaar het de originele windrichting weer aanneemt. Achter het gebouw ontstaat daardoor een gebied met weinig wind (lage druk).
P35922547e100
Page 19 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
Dit heet een zog. Het zog achter het gebouw is afhankelijk van de afmetingen van het gebouw, maar ook afhankelijk van het dak en eventuele doorgangen.
6.3
Effect van gebouwen op de wind
6.3.1 Downwash Van downwash wordt gesproken wanneer wind tegen bijv. hoogbouw aanstroomt en een gedeelte van de wind, door de atmosferische druk, naar beneden wordt gedrukt. Bij hoogbouw stroomt de wind tot 2/3 van de hoogte (H) naar beneden. Alle wind daarboven stroomt over het gebouw heen. Als de downwash bij de grond aankomt wordt het omgezet in een rollende golf. Deze golf stroomt dan langs de gevel in de richting van de hoeken van het gebouw. Hierna stroomt de wind weer in de originele windrichting. Alle wind die van boven komt stroom weg langs de hoeken van het gebouw. Hierdoor is er op deze locatie een toename van wind. Naast dat de hoeveelheid lucht toeneemt, neemt ook de snelheid van de lucht toe bij een downwash. Dit wordt veroorzaakt doordat wind van een hogere hoogte naar beneden stroomt. Wind op straatniveau heeft hierdoor een grotere kans om de 5 m/s te overschrijven.
6.3.2 Afstand gebouwen in windrichting Het windklimaat tussen twee of meerdere gebouwen in is afhankelijk van de afstand tussen de gebouwen in. Bij een grote afstand tussen de gebouwen in (15 tot 20 keer de gebouwhoogte (H)), is het zog achter het gebouw als het waren opgelost. Wind van een hoger luchtlaag rijkt hierbij weer tot de grond. Ook heeft het daarmee effect op het volgende gebouw. Bij een afstand van 5H tot 15H mengen het zog en de hogere luchtlagen zich in het tussengelegen gebied. De ongestoorde lucht heeft maar deels effect op het volgende gebouw. Wanneer de afstand tussen de twee gebouwen kleiner is dan 5H stroomt de wind over de gebouwen heen. Hierbij hebben hogere luchtlagen weinig tot geen effect op het windklimaat tussen de gebouwen. In deze situatie wordt er gesproken van een stedelijk dek. Bij een tussenliggende afstand die kleiner is dan 2H ontstaat er, aerodynamisch gezien, een aaneengesloten gebouw.
6.3.3 Hoogte naastgelegen bebouwing De hoogte van naastgelegen gebouwen heeft effect op het heersende windklimaat. Gebouwen die tussen andere gebouwen staan van ongeveer dezelfde hoogte veroorzaken geen overmatige windhinder. Dit is het geval indien de verhouding tussen de hoogte van het gebouw en de hoogte van ieder ander gebouw in de omgeving kleiner is dan 1,5. Gebouwen die tweemaal hoger zijn dan de andere gebouwen binnen de invloedsfeer veroorzaken vrijwel altijd een verslechtering van het windklimaat. Onderzocht dient te worden of dit ook hinderlijk is.
6.3.4 Lengte van gevel Ongestoorde wind heeft de mogelijkheid om te versnellen. In stedelijk gebied heeft dit voornamelijk effect op lange opeenvolgende gevels. De snelheid langs deze gevels neem daarmee toe.
P35922547e100
Page 20 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
6.3.5 Doorgangen naast hoogbouw Kleine doorgangen of straten die gelegen zijn naast hoogbouw, hebben vaak een verslechterd windklimaat. Doordat hier meer wind op straatniveau is door een downwash, stroomt de wind deels weg via doorgangen. Kleine doorstroom oppervlaktes zorgen dan voor hogere snelheden.
6.3.6 Onderdoorgangen Onderdoorgangen kunnen positieve of negatieve werking hebben op het windklimaat. Wanneer een lange gevel is uitgerust met één doorgang dan wordt heel veel wind door deze doorgang geduwd. Rond de hoeken treden windversnellingen op en het heeft een slecht windklimaat. Bij meerdere doorgangen in één gevel wordt de wind verdeeld over verschillende doorgangen. Wind stroomt dan niet alleen meer om de hoeken van het gebouw. Hiermee kan het windklimaat verbeterd worden. Bouwtechnisch is dit wel een grote ingreep.
6.3.7 Open straten/groenstroken Ongestoorde wind heeft de mogelijkheid om te versnellen. Bij open straten of grote groenstroken zijn dan ook hogere windsnelheden te verwachten. In vergelijking met een minder brede straten kan dit een windklimaatklasse verschelen.
6.3.8 Vegetatie Bomen en struiken hebben een dempende werking op de wind. Het plaatsen van vegetatie heeft daarom vaak een positieve werking op het windklimaat. Extra vegetatie kan als oplossing dienen voor gebieden met windhinder. Bij het optreden van (veel) windgevaar is vegetatie geen gewenste oplossing dan wordt aangeraden om naar bouwkundige oplossingen te zoeken.
6.3.9 Pleinen en parkeerplaatsen Pleinen die omgeven zijn met dichte bouwstroken hebben over het algemeen een rustig windklimaat. Door het grote doorstroom oppervlakte zijn er geen grote snelheidsverschillen. Wanneer straten met (veel) hoogbouw uitkomen op een plein kan men wel hogere snelheden verwachten.
6.3.10 Trechter vorming Bij taps toelopende doorgangen zijn hogere snelheden te verwachten. Het doorstroom oppervlakte van dit soort doorgangen neemt af en de snelheid neemt daarmee toe. Dit komt doordat de massastroom gelijk blijft over de doorgang. Trechter vorming verslechtert het windklimaat t.o.v. een normale doorgang.
6.3.11 Beschut Volgens de NEN8100 wordt gesteld dat beschutting van een gebouw afhangt van de volgende twee punten: -
Het oppervlak dat obstakels als bomen en gebouwen beslaan, bedraagt 20% of meer van het totale oppervlak binnen een straal van 300m Het bouwwerk steekt niet meer dan 50% uit boven de gemiddelde hoogte (h) van de obstakels binnen een straal van 300m
P35922547e100
Page 21 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
Ondanks de grote reikwijdte die de NEN8100 stelt, wordt er extra gekeken naar de naastgelegen gebouwen in de meest voorkomende windrichtingen. Deze kunnen ondanks het gemiddelde voor 300m een groot effect hebben op het heersende windklimaat. In Nederland houdt dit in dat het overgrote gedeelte van de gebouwen in steden beschut liggen.
6.3.12 Onbeschut Van een onbeschut gebouw wordt gesproken wanneer het niet voldoet aan de eisen van beschutte bebouwing, zoals besproken in paragraaf 6.3.11. Langs de kust en bij open water kan het beduidend harder waaien. Daardoor vragen deze bouwplannen een nadere toetsing
6.3.13 Luifel of podium voldoet. Door een downwash kan er op grondniveau een duidelijke verandering in het windklimaat ontstaan. Een luifel heeft de werking om een entree gebied of wandelpad te beschermen van een downwash. De downwash stroomt dan op de luifel en niet tot de grond. Hiermee wordt de downwash niet geheel voorkomen, maar wordt eerder verplaatst. Bij deze verplaatsing is het niet gewenst dat de downwash dan alsnog op een wandelpad of fietspad uitkomt. Door de diepte van de luifel aan te passen kan de downwash vergenoeg verplaatst worden. Daarmee zijn de afmetingen van een luifel erg afhankelijk van de situatie. Richtlijnen voor de diepte zijn tussen de 5m en 10m. Een podium is de vergrotende trap van de luifel. Wanneer de gebouwhoogte ervoor zorgt dat er een zeer grote kans op windgevaar is wordt het aangeraden om een podium te plaatsen. Net als de luifel zijn de afmetingen erg afhankelijk van de situatie. Richtlijnen voor de diepte van een podium liggen tussen de 5m en 15m
6.3.14 Terrasvormige gevel Wanneer een gevel is opgebouwd uit verschillende niveaus, kan de wind die tegen de hoogste gevel aanstroomt niet tot de grond rijken. Hierbij heeft deze wind geen effect op het windklimaat op straatniveau. Deze toepassing heeft het beste effect als de gevels met een oriëntatie in de richting van de meest voorkomende windrichtingen, zo worden uitgevoerd.
6.3.15 Het verspringen van gevels Lange straten met opeenvolgende (en vlakke) gevels zorgen ervoor dat de wind gemakkelijk kan versnellen. Door meer ruwheid in de doorsnede van de straat toe te voegen neemt het versnellen van de wind af. Hierin wordt aangeraden om gevels naar achter te leggen i.p.v. naar voren. Het is namelijk niet te bedoeling dat de doorsnede van de straat kleiner wordt. Hierdoor versnelt de wind alleen maar meer.
6.3.16 Straten opdelen met doorgangen Naast het laten verspringen van gevels is het ook aan te raden om lange straten op te delen met tussen liggende doorgangen. Zo worden de gevels onderbroken en kan de wind via de doorgang ‘ontsnappen’.
P35922547e100
Page 22 of 23
Deskundig oordeel Windklimaat Havezate-kwartier, Zwolle
6.3.17 Draaien van een gebouw De oorzaak van een verslechterd windklimaat komt vaak doordat hoge gevels loodrecht staan op de meest voorkomede windrichting. Door het gebouw te draaien ligt niet de gevel maar de punt van het gebouw in de meest voorkomende windrichting. De wind stroomt dan niet naar beneden, maar langs de twee gevels van het gebouw. Echter is dit een zeer grote ingreep wat ook effect heeft op andere aspecten van een gebouw.
P35922547e100
Page 23 of 23