Transcript 1 Stedenbouwfysica en GIS_minor.ppt

16-10-14
Stedenbouwfysica en GIS
Duurzame stedenbouw
Wat is duurzame stedenbouw?
In dit college
Duurzame stedenbouw is een vorm van stedenbouw die
in alle stadia van het planproces kansen en mogelijkheden
Stedenbouwfysica: zon en wind
GIS als ontwerphulpmiddel
benut om een hoge ruimtelijke kwaliteit te combineren
met een lage milieubelasting. Bovendien moeten beide
in de tijd kunnen worden behouden, zodat ook toekomstige
generaties daar in delen.
Bron: VROM, brochure “Nationaal Pakket Duurzame
Stedenbouw”
Duurzame stedenbouw
Het planproces: onderdeel van duurzaamheid
Het proces waarin een stedenbouwkundig plan tot stand
komtis cruciaal. Een goede procesorganisatie leidt niet alleen
tot debeste resultaten in technisch opzicht, het zorgt ook voor
een(duurzame) betrokkenheid van alle partners: overheid,
investeerders, ontwerpers, ondernemers, maatschappelijk
middenveld en bewoners.
De ervaring leert dat de hoogste kwaliteit steeds tot stand
komt in een gezamenlijk, stapsgewijs werkproces.
Duurzame stedenbouw
Procesmatig:
Integrale aanpak,
met alle betrokken
partijen
Technisch:
Milieubewust bouwen
(energieverbruik,
materialen,
oriëntatie, dichtheid
enz.)
1
16-10-14
Hoorcollege windhinder
Stedenbouwfysica en GIS
In dit college
Stedenbouwfysica: zon en wind
• 
• 
• 
• 
Wat is wind
Windklimaat
Windklimaat in de bebouwde omgeving
Windhinder: ontwerpcriteria
GIS als ontwerphulpmiddel
Wat is wind?
•  Windsnelheid/ Windkracht
•  Aard van de wind: laminair of turbulent
•  Winddruk
•  Drijvende kracht achter warmtetransport =
temperatuursverschil
•  Drijvende kracht achter wind =
luchtdrukverschil
Windklimaat in het vrije veld 1
snelheidsprofiel
buitenstroming
grenslaagstroming
aardoppervlak
2
16-10-14
Windklimaat in het vrije veld 2
Windklimaat in het vrije veld 3
Opwarming
snelheidsprofiel
snelheidsprofiel
Lokatie
Ruwheid
aardoppervlak
buitenstroming
buitenstroming
grenslaagstroming
grenslaagstroming
aardoppervlak
aardoppervlak
Snelheidsprofielen 2
Snelheidsprofielen 1
Z = ZG
ZG = 500 m
VG
grenslaagstroming
Bebost gebied
ɑ = 0.25
Stad
ɑ = 0.36
buitenstroming
Z = ZG
VG
V10
Z10
Zee, woestijn
ɑ = 0.11
ZG = 400 m
Z = ZG
ZG = 250 m
VG
VG Z = ZG
aardoppervlak
Z = hoogte. Z10 is hoogte 10 meter. ZG = hoogte van de
scheiding buitenstroming-grenslaagstroming
V = windsnelheid. V10 is windsnelheid op 10 meter hoogte.
VG is windsnelheid op de scheiding
Z10
Z10
V10 = 0.24 VG
V10 = 0.4 VG
Z10
V10 = 0.7 VG
3
16-10-14
Snelheidsprofielen 2
Snelheidsprofielen 2
V(Z)/VG = (Z/ZG)ɑ
V(Z)/VG = (Z/ZG)ɑ
Winsnelheid op een hoogte van Z meter gedeeld door
de windsnelheid ter plaatse van de scheiding =
V(Z) = VG * (Z/ZG)ɑ
Stel: We willen de gemiddelde windsnelheid berekenen
op 10 meter hoogte in de stad.
Bekend is: ZG = 500 meter, VG = 20 m/s en ɑ = 0.36
Hoogte Z gedeeld door hoogte van de scheiding
buitenstroming-grenslaagstroming tot de macht ɑ
Snelheidsprofielen 2
V(Z)/VG = (Z/ZG)ɑ
Windtunnelonderzoek 1
V(Z) = VG * (Z/ZG)ɑ
Stel: We willen de gemiddelde windsnelheid berekenen
op 10 meter hoogte in de stad.
Bekend is: ZG = 500 meter, VG = 20 m/s en ɑ = 0.36
Waarom?
Voorspellen windklimaat in bebouwde omgeving
Oplossing:
V(Z) = VG * (Z/ZG)ɑ
V(Z) = 20 * (10/500)0.36 = 4.9 m/s
4
16-10-14
Windtunnelonderzoek 3
Windmetingen
• Windrichting en windsnelheid is niet constant,
maar verandelijk
• Bij windmetingen wordt gedurende een
bepaalde tijd in alle richtingen de windsnelheid
en windrichting gemeten, op een hoogte van 10
meter boven het maaiveld
• De gemiddelde windsnelheid wordt berekend uit
het tijdsinterval waarover de snelheid in een
bepaalde richting optreedt
17
Begrippen
Windroos
•  Windhinder
ondervinden van hinder ten gevolge van hoge
windsnelheden ≥ 5 m/s
•  Windgevaar
het optreden van een zodanig hoge windsnelheid
dat in ernstige mate problemen optreden bij het
lopen ≥ 15 m/s
5
16-10-14
http://www.windfinder.com/windstats/windstatistic_aruba.htm
Wanneer is wind hinderlijk?
Wanneer is wind gevaarlijk?
6
16-10-14
Wind in de gebouwde omgeving
Wind in bebouwd gebied
Windklimaat in bebouwd gebied is anders dan
in het vrije veld (vv)
wind
Bebouwing creert een eigen mico klimaat
Hoe windstroming lopen in stedelijk gebied is
lastig te voorspellen
Wind in bebouwd gebied
Wind in bebouwd gebied
wind
7
16-10-14
Wind in bebouwd gebied
Wind in bebouwd gebied
Wind in bebouwd gebied
Wind in bebouwd gebied
8
16-10-14
Versterkingsfactor Ci
Een maat om optredende windsnelheden rond
gebouwhoeken weer te geven is de verstekingsfactor Ci
Ci = optredende windsnelheid /snelheid van de
ongestoorde wind
Factoren om de hoek van een gebouw rond 1.2 tot 3
Bij hoogbouw soms meer dan 3
Effecten die tot een verslechtering van
het windklimaat kunnen leiden
• 
• 
• 
• 
• 
Onderdoorgangen
Beïnvloeding door twee gebouwen
Doorgang tussen gebouwen
Laag gebouw voor hoog gebouw
Gebouwen versprongen ten opzichte van
elkaar
•  Kanaliseringseffect
Effecten die tot een verbetering van
het windklimaat kunnen leiden
9
16-10-14
Effecten die tot een verbetering van het
windklimaat kunnen leiden
•  Afscherming door stedelijke omgeving
•  Piramide of hoogbouw op laagbouw
•  Gebouw met lagere vleugels aan de
gebouwhoeken
Effecten die tot een verbetering van het
windklimaat kunnen leiden
Effecten die tot een verbetering van het
windklimaat kunnen leiden
•  Verplaatsen entree van gebouw
•  Luchtstroming verplaatsen door middel van:
–  luifels,
–  schermen,
–  Bomen/ planten.
Zongericht verkavelen
•  Grote wijzigingen hebben een groot effect:
gebouwvorm, oriëntatie. Te bepalen in een
massastudie.
•  Kleine wijzigingen hebben veelal een klein
effect: luifels, schermen, Bomen/ planten.
Te bepalen na totstandkoming van het
definitief ontwerp.
10
16-10-14
Zongericht verkavelen
Bij de benutting van zoninstraling kan gedacht worden aan:
• Het passief gebruik van zonne-energie. Zoninstraling in de verblijfruimten
van de woning verhoogt met name in de winter en het voor- en najaar het
wooncomfort en het verlaagt de energievraag
Zongericht verkavelen
Zongericht verkavelen
Bij de benutting van zoninstraling kan gedacht worden aan:
• Het actief gebruik van zonne-energie. Door zonne-energie om te zetten in
warm water of elektriciteit met behulp van zonneboilers of zonnepanelen
wordt de energierekening verlaagd.
Zongericht verkavelen
Tijdens het stedenbouwkundig ontwerpproces worden
keuzes gemaakt die het comfort en de
energiezuinigheid van woningen voor een zeer lange
periode bepalen. (nl in veel gevallen de gehele
levensduur)
Het is van belang om daarbij naar een optimale
benutting van de zon te kijken.
11
16-10-14
Zongericht verkavelen
Zongericht verkavelen
10.00
12.00
16.00
winter
voorjaar
zomer
46
Azimuth en zonshoogte
Azimuth en zonshoogte
Zonshoogte
Zonshoogte
Om 12 uur staat de zon in het zuiden
Azimuth
Azimuth
12
16-10-14
GIS
geografisch informatiesysteem
GIS
Binnenklimaat
“Het vastleggen, combineren, analyseren en presenteren van gegevens”
“visualiseren of in kaart brengen”
“Het vastleggen, combineren, analyseren en presenteren van gegevens”
GIS
GIS
Binnenklimaat
Binnenklimaat
A
hygrisch comfort
A
hygrisch comfort
B
akoestisch comfort
B
akoestisch comfort
C
visueel comfort
C
visueel comfort
D
thermisch comfort
D
thermisch comfort
13
16-10-14
GIS
GIS
Binnenklimaat
Binnenklimaat
A
hygrisch comfort
A
hygrisch comfort
B
akoestisch comfort
B
akoestisch comfort
C
visueel comfort
C
visueel comfort
D
thermisch comfort
D
thermisch comfort
GIS
GIS
Binnenklimaat
Binnenklimaat
A
hygrisch comfort
B
akoestisch comfort
A
hygrisch comfort
B
akoestisch comfort
SUSKAST
C
visueel comfort
C
visueel comfort
D
thermisch comfort
D
thermisch comfort
Vrij
hangend
absorptiemateriaal
14
16-10-14
Analyse art-deco wijk
Werkelijkheid (Real World)
A
voorzieningen
B
mobiliteit
C
landgebruik
D
........
15
16-10-14
Stedenbouwfysica
Windhinder
16