VINDKOMFORT RUNDT TRELASTVEIEN 1, NÆRBØ SANDNES

Transkript

1 OPPDRAGSRAPPORT VINDKOMFORT RUNDT TRELASTVEIEN 1, NÆRBØ SANDNES Luca Oggiano PhD. og Sjo Fasting AS er engasjert av Brynelunden AS for å utføre en analyse av lokale vindforhold rundt detaljreguleringsforslag for Trelastveien 1 i Nærbø sentrum. Bakgrunnen for analysen er at utbyggingsforslaget overstiger høyden på eksisterende nabobebyggelse med over 30%. OPPDRAGSBESKRIVELSE - Oppbygging av 3D simuleringsmodell, med terreng og bygningsvolumer - Numeriske simuleringer av vindfelt rundt utbyggingsforslag, som følge av vind fra dominerende vindsektorer. Simuleringene angir hovedtendenser i vindmønsteret. - Analyse av resultatene fra numeriske simuleringer i forhold til planlagt disponering av bygninger og omkringliggende utearealer. - Forslag til eventuelle klimaskjermende tiltak/endringer. - Utarbeidelse av kortfattet rapport med illustrasjoner. Vindanalysen dekker ikke effekter fra bygningsdetaljer, mindre strukturer, vegetasjon og variasjoner i terrengruhet. Høye vindhastigheter vil kunne oppstå fra andre retninger enn de som er angitt som dominerende. Utbyggingsforslaget er simulert med en forenklet 3D-modell. HOVEDFORUTSETNING FOR VINDANALYSEN: - Sikre at nybygget ikke medfører uheldige vindeffekter omkring utbyggingsprosjektet og for omkringliggende uteområder/gateløp. KORT SAMMENDRAG Det er utført en lokal vindanalyse i forhold til utbyggingsforslag i detaljregulering for Trelastveien 1 gnr.21, bnr.311 i Nærbø sentrum (Plan 1160). Analysen er basert på de dominerende vindretningene, henholdsvis nord-nordvest vinterstid, og sørøst sommerstid. For å belyse eventuelle uheldige effekter som følge av utbyggingen er vindsimuleringene utført med både utbyggingsforslag og nærmeste eksisterende bebyggelse. Analysen viser en liten økning i vindhastigheten på bakkenivå ned langs Trelastveien, som også ligger parallelt med de dominerende vindretningene. Ved å for eksempel anlegge en trerekke/allé langs denne veien vil hastigheten senkes betraktelig. De største vindhastighetene oppstår i de øvre randsoner opp langs yttervegger, langs tak og bygningshjørner. Her vil bygningstekniske tiltak i form av forskriftsmessig innfestning av beslag og lignende være nok. Det bør vurderes om den øverste terrassen på den høyeste blokken burde skjermes med en levegg. Utbyggingsforslagets eget felles uteområde er godt skjermet for vind, både sommer og vinter og vil tilfredsstille klasse A i NEN

2 SITUASJON Planområde ligger i sentrum av Nærbø, avgrenset av Jadarvegen i nord, Opstadvegen i sør og Trelastveien i øst. Planområdet er i dag brukt til industri og næring med større parkeringsareal. Eksisterende bygningsmasse består av kontor og lagerbygninger i 2-3 etasjers høyde. Planområdet ligger i umiddelbar nærhet til boligbebyggelse og sentrumsstruktur i Nærbø og ligger ca. 200m fra Nærbø stasjon. Eksisterende bebyggelse rundt planområdet i nord og vest består stort sett av eldre villabebyggelse i 2 etasjer med saltak og noen få leilighetsbygg i 3 etasjer. Mot øst og sør ligger det kontor-/industribygninger i 1-2 etasjer. Landskapet rundt Nærbø er flatt og består for det meste av landbruksjord. Det er lite og lav vegetasjon, liten terrengruhet og stedet er forholdsvis sterkt eksponert for vind. Planområdet i dag, med eksisterende bebyggelse rundt. LOKALE VINDFORHOLD Det foreligger statistiske vindmålinger fra målestasjon ved Obrestad fyr, (4,8km mot vest)og disse er i stor grad representative for det aktuelle planområdet. Her vises avstand til målestasjonen ved Obrestad fyr og landskapet rundt planområdet. 2

3 Det er to utpreget dominerende vindretninger i området, henholdsvis fra SørØst store deler av året, og fra Nord-NordVest på tidlig sommer. Illustrasjonen viser gjennomsnittsvindhastighet og retning målt ved Obrestad fyr gjennom året. Tabellen viser hastighet i knop. Til simuleringen har vi valgt ut de to mest dominante vindretningene og derfor valgt ut Januar og Mai i statistikken. I Januar er vindhastigheten 17knop hvilket tilsvarer ca. 8,7m/s, i Mai er vindhastigheten 15knop hvilket tilsvarer ca. 7,7m/s. 3

4 FYSISKE PROSESSER Vind rundt høyhus bakgrunn for vindanalyse Vanligvis øker vindens hastighet jo høyere over bakkenivå man er, slik at høye bygninger er mer utsatt for vind enn lave. Når vind treffer en bygning eller en struktur vil nedfallsvinder bli dreid ned foran, rundt og bak bygningen. Styrke og omfang av nedfallsvinder avhenger av bygningens utforming, størrelse, landskap, vindforhold samt plassering og utforming av nabobebyggelse. På losiden (den side hvor vinden kommer fra) av en bygning kan det oppstå en virvel der vind med høy hastighet presses ned mot bakkenivå. Når bygningens høyde øker, vil hastigheten på den nedadgående luftstrømmen også øke. Denne effekten kan forsterkes om det befinner seg lavere bygninger oppstrøms. Figuren under viser dette prinsippet og man ser hvordan det kan oppstå virvler mellom bygninger. All forstyrrelse i strømningsmønsteret som skapes av terrenget, bygninger eller andre hindringer kan gi virvler i luftstrømmen. Slike virvler omtales ofte som turbulens og vil gi variasjoner i vindhastigheten som kan følge strømningsmønsteret. Økt turbulensintensitet betyr i praksis at vinden får mer preg av kastevind. Rundt bygninger og andre hindringer øker vanligvis turbulensintensiteten. I le av bygninger skapes det vanligvis en såkalt levirvel, der vindhastigheten er lavere enn vinden omkring bygningen. Dette prinsippet vises i figuren under. Korridoreffekt Korridoreffekt kan oppstå når vinden presses sammen og får økt hastighet gjennom et trangt parti, som for eksempel en gate med forholdsvis høye bygninger som står tett på begge sider. En vindkanal dannet av bygninger trenger ikke nødvendigvis øke vindens hastighet mellom bygningene, men i fravær av noen form for blokkering av kanalen vil det ofte medføre større 4

5 vindstyrker enn i området rundt hvor det er blokkeringer. Har bygningene en liten vinkel mellom seg slik at de danner en trakt presses vinden sammen og hastigheten øker. Dette blir kalt venturieffekt. KOMFORT VED UTEOPPHOLD Opplevd komfort vurderes ut fra mange kriterier. Typiske kriterier er aktivitetsnivå for den aktuelle personen samt sol, vind, nedbør, temperatur og så videre. Nøyaktig datagrunnlag for dette er umulig å oppdrive og vurdering av komfort i uteområder er derfor oftest basert på en overordnet analyse av vindhastighet og lokale nedslagseffekter/virveldannelse som følge av tendenser i vindeffekter skapt av de dominerende vindforholdene. Utgangspunktet for analysen i denne rapporten er vindeffekter i personhøyde over terrengnivå. Det eksisterer ingen norske kriterier og derfor benyttes de nasjonale kriteriene fra Nederland (NEN8100, Dutch Standard 2006) i evaluering av vindkomfort i denne rapporten. Her er relativ komfort angitt som funksjon av aktivitet og sannsynligheten for at vindhastigheten skal overstige 5 m/s. Her er imidlertid effekten av turbulens ikke tatt med. De nederlandske vindkomfortkriteriene er gitt i tabellen under. MODELLERING Sjo Fasting As har utarbeidet en forenklet digital 3D-modell. Omkringliggende nabobebyggelse som kan innvirke på vindforholdene er inkludert. Da simuleringer av vind er ekstremt komplekse og krever enorme mengder datakraft, er bygningene representert som hovedvolumer uten detaljer. En forenklet modell av terreng og bygninger er tilstrekkelig for å simulere de ønskede effekter som følge av dominerende vindretninger rundt planområdet. NUMERISK STRØMINGSMODELL, CFD-SIMULERING Vindstrømningen i et komplekst bygningsmønster kan beregnes ved hjelp av numeriske simuleringer i form av CFD-simuleringer (Computational Fluid Dynamics). 3D-modellen utarbeidet av Sjo Fasting importeres i programmet som en.stl-fil. Området som skal analyseres deles opp i små volumenheter eller celler, i dette tilfellet ble det opprettet 10 millioner celler. For hver celle beregnes vindhastighetsvektor og turbulens. Det ble brukt en Steady State, altså en stabil tilnærming slik at strømningsfeltet konvergerer til gjennomsnittsverdier. Det ble også lagt inn en ruhetsfaktor hvor både ruhetshøyden og ruhetskonstanten blir bestemt ut fra deres forhold til Z0, i dette tilfellet Ks=9.73z0/Cs Resultatene vises som faktisk vindhastighet i 1,5 meters høyde. Vi har valgt å vise resultatene som en fargeskala som er tilpasset den Nederlandske komforttabellen som tar utgangspunkt i 5 m/s med trinn for hver 2,5 m/s endring i vindhastigheten. Det vil si at alt som er farget mørkeblått eller lyseblått vil ha vindhastigheter under 5 m/s når vinden blåser med gjennomsnittshastigheten vi har tatt utgangspunkt i for de to vindretningene. Det vil si at det med stor sannsynlighet vil være godt å oppholde seg i disse områdene. Ved turkis eller grønn farge, vil det være helt greie vindforhold ved litt økt fysisk aktivitet som gange. 5

6 RESULTATER FRA VINDSIMULERING FRA NORD-NORDVEST. I det følgende vil vi forklare resultater og henvise til en del av eksisterende bebyggelse samt det planlagte reguleringsforslaget. Vi har derfor valgt å benevne de aktuelle bygg med en bokstav vist i nedenforstående illustrasjon. Den tiden av året man oppholder seg mest ute er i sommerhalvåret. Vi har tatt utgangspunkt i målinger fra Obrestad i Mai måned hvor den dominerende vindretningen er fra Nord-NordVest. 6

7 Gjennomsnittshastigheten ligger på ca. 15 knop, noe som tilsvarer ca. 7,7m/s. I beregningene har vi tatt utgangspunkt i dette. I alle illustrasjoner har vi brukt samme skala slik at situasjonene lettere kan sammenlignes. I det første utsnittet ser man vinden som kommer fra nord-nordvest. I illustrasjonen så er nord mot høyre og sør mot venstre. Dette utsnittet er tatt i personhøyde (ca. 1,5m) over nivå på uteområde/jadarvegen. Som man ser oppstår det litt varierende vindhastigheter i Jadarvegen mellom det planlagte prosjektet og bygget rett nord for veien, bygg D. Men når man ser på skalaen så er disse hastighetene enten samme hastighet som vinden eller lavere, altså fra ca. 7,7m/s og ned mot 0m/s. Uteområdet mellom de nye blokkene har som vist en mye lavere vindhastighet og egner seg derfor godt til mer stillesittende aktiviteter. Det ses at inngangen mellom de to blokkene planlagt ved Jadarvegen har en litt høyere hastighet enn inne på uteområdet, men dette er også i hovedsak et gangareal hvor man kan akseptere slike hastigheter. 7

8 Ned langs Trelastvegen ser man en god del høyere vindhastigheter. Da denne gaten ligger parallelt med vindretningen vil alle typer bygg lagt langs denne gaten skape en liten korridoreffekt. Dette er i hovedsak en gate som blir og kommer til å bli brukt til trafikk av både gående, syklende og biler. Dette er således ikke et område med oppholdssoner for stillesittende aktiviteter og høyere hastigheter kan derfor aksepteres. Skulle det være ønskelig å dempe vindhastigheten her, vil et godt virkemiddel være å for eksempel beplante gata med trær i form av en allé. Neste utsnitt viser området rundt Opstadvegen i sør i personhøyde ca. 1,5m over bakken. Her ser man at de planlagte bygningene skjermer ganske godt for vind i Opstadvegen. Man ser også at når man kommer ned i bakken i Trelastvegen avtar vinden noe. Ser man på et snitt gjennom Trelastvegen vil man se at det oppstår en liten virvel i Jadarvegen. Denne har dog ikke alarmerende høye hastigheter. Sammenlignet med bygg D og bygg E vil det ikke blåse mer her enn det gjør mellom disse to byggene i dag. 8

9 Ser man i mellomrommet mellom de to nye blokkene (mellom B og C) i planforslaget vil det ved denne vindretningen ikke oppstå virvel her. Dette på grunn av at det høyere bygget er oppstrøms, som forklart tidligere. Her ser man et snitt gjennom Jadarvegen som viser vindhastighetene rundt bygningene når det blåser fra Nord- Nordvest, altså rett inn i bildet. Her ser man at det er en forhøyet hastighet rundt og over den største bygningen, bygning B, men relativt lave hastigheter rundt de andre byggene. De høye hastighetene brer seg over bygget og frem mot terrasse-siden, så det bør vurderes en form for skjerming på dette uteområdet. Grunnen til den økte hastigheten skyldes til dels plasseringen av de eksisterende bygningene nord for planforslaget. Som det ses på illustrasjonen under vil vinden presses over bygg E, for så å presses til siden hvor den treffer bygg D foran og rundt hjørnet. Vinden vil så treffe bygningene i planforslaget som igjen er høyere enn leilighetsbygget, og presses rundt hjørnet. Ved denne vindretningen vil derfor alt som blir bygget høyere enn bygg D skape økt vindhastighet i Trelastvegen. 9

10 RESULTATER FRA VINDSIMULERING FRA SØRØST. Vindens gjennomsnittshastighet i Januar ligger på 17knop hvilket tilsvarer ca. 8,7 m/s. Vi har igjen brukt samme skala som tidligere. I illustrasjonen under ser vi vindens hastighet ca. 1,5m over felles uteområde og Jadarvegen. Her kommer vinden fra sørøst, altså fra venstre. Når vinden kommer fra sørøst vil både planlagte bygg og eksisterende bebyggelse være ganske godt skjermet for vind. Som det ses på illustrasjonen har stort sett alle områder en hastighet på mindre enn 5 m/s selv om vinden blåser med en hastighet på over 8 m/s. 10

11 Også 1,5m over gatenivå i Opstadvegen er forholdene gode og skjermede. Når vi ser på snittet gjennom Trelastvegen ser vi at det i denne situasjonen ikke oppstår noen virvel i Jadarvegen. Det oppstår et lite sug, men med veldig lave hastigheter. Det oppstår en liten virvel mellom de to nye planlagte blokkene, bygg B og C, men også dette er med en så lav hastighet at det må ses på som akseptabelt, spesielt da mellomrommet her i hovedsak er et gangareal. 11

12 Her ser vi hastighetene rundt blokkene sett fra Jadarvegen når vinden kommer mot oss. Her vises at det ikke oppstår spesielt store hastigheter rundt den nye bebyggelsen. Spesielt uteområdet og mellomrommet mellom de to nye blokkene blir godt skjermet av den tredje blokka som ligger i sør. Illustrasjonen under viser hvordan bygg F presser vinden opp og da all bebyggelse er svakt trappet oppover mot nord går vinden over i stedet for å bli presset ned mellom byggene. KONKLUSJON Vurdering av usikkerheter Analysen baserer seg på meteorologiske observasjoner fra målestasjonen på Obrestad. Terrenget sør og nord for Nærbø er forholdvis flatt, men har en betydelig høyere ruhet enn havet som terrenget i nærheten av målestasjonen stort sett er. Det er derfor trolig at det ikke blåser like kraftig på Nærbø som på Obrestad. Dette vil si at resultatet i simuleringen kan være litt på den konservative siden. Simuleringene er utført for å få et overordnet bilde av vindforholdene som følge av ny bebyggelse i området og er på de fleste punkter kraftig forenklet. Nøyaktigheten av simuleringen er til en viss grad avhengig av antallet numeriske celler i beregningsområdet, og ved å øke antall numeriske celler kan derfor resultatet bli mer nøyaktig enn det foreliggende resultatet. En slik simulering vil kreve mer datakraft og lenger tid til beregningene, og er blitt sett på som unødvendig i forhold til den informasjonen som er blitt etterspurt. 12

13 Det er ikke inkludert vegetasjon i simuleringene eller mindre bygningskomponenter slik som gjerder, takopplett osv. Spesielt vegetasjon gir en vindskjermingseffekt, men også gjerder, skjermer og andre komponenter i uteområder kan gi positive effekter. All vegetasjon som eksisterer eller vil bli plantet vil således påvirke resultatene i en positiv retning. Vurdering av resultater Analysen viser stort sett gode vindforhold i området. Det vises en liten økning i vindhastigheten langs Trelastveien, som også ligger parallelt med de dominerende vindretningene. Dette er spesielt synlig ved vind fra Nord-Nordøst på grunn av topografi og beliggenhet av eksiterende bygninger rundt. Ved å for eksempel anlegge en trerekke/allé langs denne veien vil hastigheten senkes betraktelig. De største vindhastighetene oppstår rundt og over den høyeste bygningen. Bygningstekniske tiltak med hensyn til store vindhastigheter i utsatte randsoner vil være forskriftsmessig innfestning av beslag og lignende. Det bør vurderes om den øverste terrassen på den høyeste blokken burde skjermes med en levegg. Utbyggingsforslagets eget felles uteområde er godt skjermet for vind, både sommer og vinter og vil i de fleste tilfeller tilfredsstille klasse A i NEN8100. For Sjo Fasting AS Mette Haase 13