Dynamische Windüberwachung

Das Prinzip Dynamische Windüberwachung: Berücksichtigung der lokalen Windbelastung (Richtung und Stärke des Windes)

maximiert Sonnenschutz bei Wind

minimiert Windschäden

bewirkt erhebliche Reduzierung der Kühllast im Sommer
verlässlich und rechtlich belastbar

benötigt nur 1 Windmeßstelle

ermöglicht meist Verzicht auf innenliegenden Blendschutz !

Turbulenzen

... mit Daten aus dem Windkanal:

Das Gebäude incl. seiner Umgebung als Modell

So funktioniert die Dynamische Windüberwachung: Das Gebäude incl. seiner Umgebeung wird als Hartschaummodell nachgebaut und in einen für den Zweck geeigneten Grenzschichtwindkanal eingebracht.

In diesem Windkanal wird das Gebäudemodell aus allen Himmelsrichtungen in 15 Grad Schritten mit Wind beaufschlagt:

Es werden zunächst mögliche Positionen und die Messhöhe für eine geeignete Referenzmessstelle für die spätere zentrale Windmessung ermittelt. (siehe blau markierte Punkte in dem Polardiagramm unten) Erst wenn der Wind aus allen Richtungen kommend ausreichend stabile , d.h. turbulenzarme Windgeschwindigkeiten liefert, ist die Referenzmessstelle geeignet und es können auf dieser Basis danach die lokalen Winde an den Fassaden ermittelt werden.

Lokale Winde werden ermittelt - Steuerung nutzt diese

Um die lokalen WInde zu ermitteln, werden an dem Modell entlang der Fassaden viele kleine Meßstellen (siehe rot Punkte in der Graphik) angebracht. Jeder Meßstelle am Modell kann später im Gebäude einer bestimmten Windgruppe von Sonnenschutzbehängen zugeordnet werden.

Nun werden Messungen entlang allen Fassaden mit Wind aus allen Windrichtungen und in mehreren Etagenhöhen durchgeführt. Auf diese Art gewinnt man für jede Fassadenbereich ein Windprofil, welches die intelligente Sonnenschutzzentrale dann für die Steuerung gemäß Dynamische Windüberwachung nutzt

Windprofile & Steuerungsprinzip

Im laufenden Gebäudebetrieb werden nun entsprechend dem tatsächlich vorherrschenden Wind und den hinterlegten Windkanal-Windprofilen die lokalen Winde ermittelt und mit den vordefinierten Windgrenzwert der Sonnenschutzbehänge verglichen . Bei Überschreitung des Windgrenzwertes wird der Sonnenschutz hochgefahren bzw. in eine windgeschützte Position gebracht.

... verarbeitet und protokolliert in der Sonnenschutzzentrale Digisonic-IP

Lokale Winde in der Sonnenschutzzentrale

Die lokalen Winde der Fassadenbereichen (Windgruppen) werden in der Sonnenschutzzentrale Digisonic-IP übersichtlich angezeigt. Für jeden Fassadenbereich( Windgruppe) kann ein separater Grenzwert sowie eine kommende und gehende Verzögerung eingestellt werden. Bei Überschreitung des Windgrenzwertes wird der Sonnenschutz hochgefahren bzw. in eine windgeschützte Position gebracht. Ebenso wird automatisch ein Langzeitprotokoll (Log-Datei) geschrieben, so dass Windphänomene auch nachträglich leicht nachvollzogen werden können.

Weitere Details:

Windkanalverfahren versus numerischer CFD Verfahren

Numerische Verfahren zur Berechnung von turbulenten Windströmungen an Gebäuden sind risikobehaftet !
Lesen Sie dazu auch die folgenden Dokumente:

Bewertung numerischer Verfahren (CFD) gegenüber experimenteller Verfahren (Windkanal)

Fachbeitrag zur numerischen Strömungssimulation im praktischen Windingenieurwesen

Trotz dieser Risiken wird derzeit im „Projektgeschäft“ den numerischen Verfahren ( wie z.b. CFD) meist unwissend Glauben geschenkt, da die graphische Repräsentation am Rechner „professionell aussieht“, aber dort die Schwächen der numerischen Verfahren nicht kommuniziert werden.

Handelsübliche Tools für PCs ( z.B. Autodesk CFD, SimScale, SimFlow, Open Foam, etc) sind derzeit nicht geeignet, die geforderten Genauigkeiten inbesondere bzgl. Turbulenzen an Gebäuden abzubilden. Nur sehr teure und bestens „justierte“ Großrechner wären in der Lage, die benötigten Windströmungsverhältnisse vertretbar gut vorherzusagen.

Deutsche Windgutachter und Bauwerksaerodynamiker setzen daher heute (Stand 2023) weiterhin Windkanalmessungen für solche Anwendungen ein.

Da die Schäden am aussenliegenden Sonnenschutz , verursacht durch Wind, eher selten auftreten und es ja keine „Garantie“ auf die numerisch generierten Daten gibt, ist ein rechtliche Verfolgung im Streitfall schwierig durchzusetzen. So verbleibt am Ende nur Ärger, wenn der Sonnenschutz einmal „weggeflogen“ ist.

–> Aus o.g. Gründen verwendet Ventus im Rahmen der Dynamischen Windüberwachung für die Ermittlung der Windprofile weiterhin die experimentelle Methode (Windkanal)