Det blåser i høyden

  • fagartikler

Det blåser i høyden - ofte plagsomt mye. Dette innså man i de store metropolene etter at man begynte å bygge høyhus tidlig på 1900-tallet. Tidligere lune områder ble med ett stormfulle. Komplekse konfigurasjoner av bygninger, gater og passasjer kan danne vindtrakter som øker vindhastigheten slik at det går ut over komfort - og i verste fall sikkerhet. Bevisstheten om dette førte på 1950 og -60 tallet til forskningsaktivitet på området "pedestrian wind comfort" - man begynte så smått å ta hensyn til fotgjengerne. Verktøyet var skalerte bygningsmodeller i vindtunnel.

I Norge ble kunnskapen om hvilke lokalmeteorologiske problemer høyhus skapte lite anvendt. Vi bygde svært få bygninger som kunne ventes å påvirke lokalklimaet i særlig grad. På 1970-tallet kom imidlertid Postgirobygget i Oslo, som sammen med Oslo Plaza har ført til at det ofte blåser vel friskt på Grønland. Men det er fremdeles ingen sterk tradisjon for å bygge høyhus i Norge.

Høyhusboom

I høst presenterte Aftenposten det de kaller "Høyhusboom i Oslo". Fem prosjekter, alle med byggehøyder over 12 etasjer ble presentert. Et sjette prosjekt er et planlagt høyhus ved Holbergs plass i Oslo. Fra før ligger her punkthuset SAS Radisson, som er ca 65 meter høyt, samt Gjensidiges kontorbygg og Shells høyblokk. Planen er å bygge to nye punkthus på henholdsvis 65 og 57 meter samt å øke høyden på Gjensidiges kontorbygg.

Med bakgrunn i den omfattende utbyggingen og de relativt store bygningshøydene, var det behov for en analyse av bygningenes påvirkning på vindklimaet på bakken. På vegne av utbyggerne KLP Eiendom og Gjensidige Eiendom tok derfor Petter Bogen Arkitektkontor kontakt med Norges byggforskningsinstitutt. Metoden som ble valgt, var numerisk simulering (Computational Fluid Dynamics; CFD) av stømningsforholdene rundt bygningene.

En tredimensjonal CAD-modell av bygningene er benyttet. Volumet rundt deles opp i et rutenett med ruter i forskjellig størrelse. For hver rute beregnes vindhastighetsvektor og turbulens ved hjelp av Navier-Stokes ligninger. Beregningen er iterativ og krever stor datakraft og mye dataminne.

Input til modellen er foruten CAD-modellen av bygningene, vertikale profiler av vind og turbulensintensitet. Simuleringer ble gjort med de vindretningene som er mest fremtredende i Oslo, nemlig nord-nordøst og syd-sydvest. De ulike sektorene ble vektet på bakgrunn av klimatiske data fra Blindern, som ligger to-tre kilometer lenger nord.

Vindfullt på Holbergs plass

Hvordan vi oppfatter utendørs komfort er avhengig av aktivitet, vind, temperatur, solinnstråling og nedbør. En slik kompleks størrelse kan derfor vanskelig tolkes bare ut fra vindstyrke. Ulike forskningsmiljøer har derfor noe forskjellige formulering av slike kriterier. Et europeisk samarbeid er i gang som tar sikte på komme fram til felles formulering av komfortkriterier i urban bebyggelse.

I evalueringen av vindklimaet på Holbergs plass ble det benyttet kriterier fra Building Research Establishment (BRE) i England. Her er relativ komfort angitt som funksjon av aktivitet, Beaufort vindstyrke og frekvens av vindepisoder. Resultatet av simuleringene viser klart at området rundt SAS Radisson har stor vindforsterkning. Verdiene er angitt som vindhastigheten i forhold til uforstyrret vindhastighet i to meters høyde. Relativ vindhastighet kan her komme opp i 1.8. Det vil si at hvis det blåser en syd-sydvestlig, lett vind på 5 m/s over Oslo, så kan det blåse kraftige 9 m/s i gaten foran inngangspartiet til SAS Radisson. Denne effekten er skapt av det eksisterende punkthuset. Det planlagte nybygget ligger i le for dette og gir minimal innvirkning på vindklimaet nær bakken ved vindretning syd-sydvest.

Sterkt sug

Vindhastigheten i de øverste etasjene av det eksisterende SAS hotellet kan være opptil tre ganger vindhastigheten i to meters høyde. Når man vet at hastighetstrykket er proporsjonalt med kvadratet av vindhastighet, kan sug og trykk på fasaden bli svært høyt.

Metoden med å bruke CFD for å beregne klimalaster på bygninger er fremdeles på forskningsstadiet. Norges byggforskningsinstitutt (NBI) er gjennom programmet Klima 2000 i gang med prosjekter der dette verktøyet blant annet benyttes for å beregne lufting av isolerte tak,slagregn på fasader, og dessuten snøakkumulasjon på og rundt bygninger.