Windkomfort / Windgefahren mit CFD

03-03-2021

Im Umfeld von Hochhäusern werden oft spezielle Windverhältnisse beobachtet. Während an der windabgewandten Seite oftmals niedrige Windgeschwindigkeiten auftreten, können an den Gebäudekanten oder an der windzugewandten Seite durch Umströmungen, Kanalisierungen oder Fallwinde lokal deutlich erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten auftreten. Im Rahmen von Bebauungsplanverfahren wird für geplante Hochpunkte daher oft die Erstellung einer Windkomfortuntersuchung gefordert. Ziel dieser Untersuchung ist es, den Windkomfort für unterschiedliche Nutzungen zu ermitteln und im Fall einer ungünstigen Situation durch Maßnahmen eine Verbesserung in Fußgängerbereichen, Balkonen und Terrassen herbeizuführen.


Für diese Fragestellungen setzt Peutz Consult CFD (Computational Fluid Dynamics) Simulationen ein. Für die Berechnung des Windkomforts wird die robuste und zuverlässige Lattice Boltzmann Methode (LBM) genutzt, die es ermöglicht, CAD- oder BIM-Modelle von Planvorhaben in hoher Detailschärfe in das Rechenmodell einzulesen. Die aufwendigen Simulationsrechnungen werden auf leistungsstarken Rechnern in der Cloud durchgeführt. Hierdurch ist es möglich, Simulationen, die auf lokalen Hochleistungsrechnern mehrere Tage bis Wochen Rechenzeit in Anspruch nehmen würden, in deutlich kürzeren Zeiträumen durchzuführen. Dadurch ist es bereits in der Planungsphase möglich zeitnah auf mögliche Probleme beim Windkomfort oder gegebenenfalls sogar Windgefahren mit schnellen Variantenuntersuchungen für Minderungsmaßnahmen zu reagieren.


Der Anwendungsbereich der Winduntersuchungen reicht daher von ersten Vorstudien, in denen unterschiedliche Designs hinsichtlich ihrer aerodynamischen Auswirkungen miteinander verglichen und optimiert werden, bis hin zur komplexen Windkomfortstudie mit feinster Gitterauflösung. 

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