Simulación de la presión del viento sobre los edificios – Eurocódigo 1
Estudia el impacto del viento en la estructura de tus edificios:
EOLIOS realiza estudios CFD para evaluar las cargas aerodinámicas de los edificios.
- Cálculo de los coeficientes de presión
- Estudio de impacto estructural
- Cálculo de las cargas del muro cortina
- Estudio de escenarios críticos de fallo
- Eurocódigos
- Resistencia al viento del mobiliario urbano
- Edificios altos
- Estudio del ruido del viento
- Estudio de la presión máxima de entrada de los sistemas de tratamiento del aire
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Normas vigentes para el cálculo de las presiones debidas al impacto del viento sobre las fachadas
Eolios se especializa en estudios aeráulicos a gran escala . Esta experiencia nos permite ofrecerle un análisis exhaustivo de las acciones naturales del viento y proporcionarle orientación para el diseño de edificios y estructuras de ingeniería civil.
Nos remitimos al Anexo Nacional NF EN 1991-1-4 (Eurocódigo 1) para simular y calcular las presiones del viento sobre el edificio, con una velocidad del viento de referencia correspondiente a una probabilidad anual de superación igual a 0,02 (suceso con un periodo de retorno igual a 50 años, es decir, W50).
A la hora de calcular la presión sobre una fachada hay que tener en cuenta un gran número de parámetros . La velocidad del viento parece obvia, pero está definida con precisión en la norma. Otros valores más técnicos son importantes, como el coeficiente de reducción de la dirección. La dirección del viento debe considerarse de varias maneras, por convención, esta dirección está marcada por el ángulo que forma con el Norte, aumentando de 0° a 360° en el sentido de las agujas del reloj. Las velocidades del viento se modulan así según ciertos coeficientes predefinidos aguas arriba. Para las instalaciones temporales (carpas, etc.), es posible utilizar el Cseason para modular los coeficientes de viento en función de los meses de uso de la instalación.
Identificación del viento regulador (clase), criterios de rugosidad del emplazamiento y datos de entrada de la simulación.
- Definición Velocidad básica Vb
- Corrección Cdir
- Definición C0
- Definición Ctemporada
- Definición del coeficiente de rugosidad
- Definición de otros coeficientes
- Modelización del viento en la entrada del dominio
- Síntesis de entrada
Otros valores son fundamentales en este tipo de estudios, el coeficiente de rugosidad del terreno es un buen ejemplo. Este parámetro varía según la naturaleza del sitio. La rugosidad impuesta para los cálculos corresponde al índice de urbanización del entorno.
De hecho, el viento no se comportará de la misma manera entre un terreno completamente abierto y un terreno densamente urbanizado. Los valores de referencia se definen en varias clases, hay 5 clases diferentes dependiendo de si estás en el mar, en campo abierto, en el campo con viviendas dispersas, en una zona urbanizada o industrial y finalmente en una zona densamente urbanizada.
La definición precisa de los parámetros de entrada del Eurocódigo garantiza que el cálculo cumple la legislación vigente para este tipo de estudios.
El siguiente vídeo presenta un proyecto de CFD relacionado con la modelización de la distribución del aire en una ciudad y el impacto que el aire puede tener en las fachadas. Este proyecto abarca una serie de aplicaciones centradas en la evolución del flujo de aire a lo largo del tiempo, lo que nos permite cuantificar la evolución de las presiones, así como la evolución de los flujos de aire en la ciudad. El principal objetivo de muchos de estos análisis es el impacto del viento sobre las estructuras para validar el diseño y comprobar que no se produzcan efectos adversos en el futuro.
Cálculo CFD de los coeficientes de presión del viento
Cada muro de un edificio está expuesto por ambos lados al viento (cara exterior y cara interior). La presión que ejerce el viento sobre el edificio se atenúa o amplifica según la extensión de la superficie receptora del viento, las aberturas y su impacto en los paramentos (sobrepresión o depresión). Para cualquier trabajo, se recomienda determinar los dos efectos: presión externa y presión interna.
¿Por qué es necesaria la CFD para estudiar el impacto del viento en las fachadas?
El uso de CFD es cada vez más común en este tipo de estudios. De hecho, durante las distintas fases de diseño, puede ocurrir que no se tengan en cuenta los elementos externos.
Un error o un parámetro no tenido en cuenta puede tener consecuencias devastadoras una vez construido el edificio. Tomemos el ejemplo del accidente que tuvo lugar el 18 de febrero de 2022, el derrumbe de parte del techo del O2 Arena de Londres. Este accidente ocurrió porque los equipos de diseño solo consideraron la posibilidad de que un fuerte efecto Venturi entre las dos torres vecinas. La modelización CFD habría verificado el diseño y puesto de manifiesto este fenómeno.
Hoy en día, la simulación permite dar una respuesta rápida y económica a este tipo de problemas. El CFD le permite asegurar sus proyectos y limitar la aparición de problemas durante el funcionamiento.
