Impacto del viento en los edificios altos: Torres Olympiades de París
Impactos del viento en edificios altos: estudio CFD sobre las Torres Olympiades de París
En el marco de un proyecto de renovación, se pidió a EOLIOS que analizara el impacto del viento en dos torres residenciales clasificadas como edificios de gran altura (edificios de gran altura) situados en el barrio de Olympiades, en el distrito 13ᵉ de París. El estudio se desarrolla en un contexto urbano denso, con cuestiones tanto estructurales como operativas relacionadas con la gran altura de los edificios.
El objetivo principal de la misión era caracterizar los efectos del emplazamiento mediante un estudio aerodinámico numérico. Se utilizó la simulación CFD para evaluar la distribución de las velocidades y presiones del viento alrededor de los edificios para ocho direcciones del viento.
El análisis se centró en varios puntos críticos:
– Identificación de zonas de recirculación, sobrevelocidad o protección inducidas por la configuración de las torres y los edificios adyacentes;
– Evaluación del impacto de los efectos del emplazamiento sobre el uso de las góndolas de mantenimiento, en particular en función de las velocidades de ráfaga alcanzadas a diferentes altitudes;
– Medición de las presiones ejercidas sobre las fachadas, utilizando tanto CFD como métodos de cálculo derivados del Eurocódigo, para verificar las hipótesis de diseño.
Impacto del viento en los edificios altos: Torres Olympiades de París
Año
2025
Cliente
EIFFAGE
Ubicación
Francia
Tipología
Aire y viento
Seguir navegando :
Nuestros otros proyectos :
Últimas noticias :
Ficha técnica :
Nuestra experiencia:
¿Necesitas la opinión de un experto?
Nuestros ingenieros están dispuestos a escuchar y asumir cualquier reto.
Caracterización del viento en un entorno urbano
Estructura de la capa límite atmosférica
El análisis del viento en zonas edificadas depende de un buen conocimiento de la estructura vertical de la atmósfera y de los efectos de la topografía y la urbanización. En la simulación CFD, esta modelización permite reproducir fielmente los perfiles de velocidad y los fenómenos de interacción viento-edificio.
El viento observado a nivel del suelo está muy influido por las características de la capa límite atmosférica, que está formada por tres subcapas:
– La subcapa rugosa, próxima al suelo, donde los obstáculos crean turbulencias desorganizadas.
– La capa superficial, entre 10 y 100 m de altura, donde existe un marcado gradiente de velocidad y temperatura.
– La capa exterior o subcapa inercial, más alta y menos perturbada, refleja el viento geostrófico.
En esta estratificación, la velocidad del viento varía según un perfil logarítmico con la altitud, fenómeno conocido como cizalladura vertical.
Influencia de la rugosidad del suelo en los perfiles del viento
La rugosidad del suelo o del tejido urbano modifica fuertemente los perfiles del viento. Un entorno denso (edificios apretados, vegetación) frena el viento en el suelo y acentúa el gradiente vertical. Por el contrario, un terreno abierto (llanura, mar) permite que el viento se desarrolle más libremente. Estos efectos se incorporan a la modelización CFD mediante un coeficiente de rugosidad, derivado de las características del terreno de acuerdo con las recomendacionesdel Eurocódigo.
Efectos aerodinámicos en zonas urbanas densas
Fenómenos de aceleración local
La presencia de edificios altos y de un tejido urbano complejo genera numerosas perturbaciones por el viento. Es necesario identificar estos efectos para garantizar la seguridad y la comodidad de los usuarios, sobre todo en el caso de los trabajos en altura.
Determinadas configuraciones arquitectónicas provocan una aceleración localizada del viento:
– Efecto Venturi: compresión y aceleración del flujo entre dos edificios cercanos.
– Efecto de canalización: concentración del viento en calles orientadas según el eje del viento predominante.
– Efecto de esquina: aparición de turbulencias y ráfagas en los ángulos agudos de los edificios.
Estos fenómenos pueden generar velocidades de viento elevadas, que pueden ser fuente de incomodidad o riesgo.
Impacto de los edificios altos en la aeráulica urbana
Los edificios de gran altura (IGH ) producen marcados efectos downwash: el flujo que golpea la fachada superior se redirige hacia el suelo, aumentando las velocidades a los pies del edificio. Esta configuración suele ser problemática alrededor de las entradas, terrazas o zonas peatonales. En CFD, estos efectos pueden cuantificarse para prever los desbordamientos y diseñar la protección adecuada. En la imagen de al lado, los efectos de esquina son claramente visibles.
Efecto del emplazamiento sobre el viento alrededor de un edificio alto
Presión sobre las fachadas y efectos estructurales
Distribución de la presión - Zonas de vigilancia
Los edificios altos están sometidos a importantes cargas aerodinámicas. Estas presiones deben evaluarse con precisión para garantizar la robustez de la envolvente.
El viento ejerce presiones dinámicas sobre las paredes expuestas y las depresiones de los lados opuestos. Estas fuerzas se concentran en particular :
– Bordes verticales, zonas donde el flujo se estanca y se desprende;
– En superficies expuestas al viento dominante, donde las amplitudes de carga son mayores.
La forma de la torre, su orientación y la rugosidad del emplazamiento son parámetros determinantes en la distribución de las cargas.
Influencia de la distribución de la presión de la fachada en el diseño
Los elementos de la fachada (muros cortina, acristalamientos, fijaciones) deben diseñarse para soportar presiones localizadas sin deformaciones excesivas. La modelización CFD permite determinar con precisión las zonas sometidas a mayor tensión y probar el efecto de las variantes de diseño antes de su ejecución.
Integración de la norma Eurocódigo mediante simulación CFD
Parámetros de entrada del modelo CFD
Para garantizar la validez de las simulaciones y la adecuación a las prácticas normativas del estudio que se presenta a continuación, la modelización CFD tiene en cuenta los requisitos de la norma EN 1991-1-4 (Eurocódigo del Viento), así como los resultados de un amplio estudio meteorológico.
Las simulaciones utilizan :
– La velocidad básica del viento (
) se determina en función de la ubicación y la topografía del lugar.
– Coeficientes de rugosidad () y coeficientes de orografía (
), adaptados al tipo de terreno estudiado. Estos coeficientes tienen en cuenta la estructura del suelo o del entorno, en particular su influencia en el perfil vertical de la velocidad del viento, y los efectos de la topografía (relieve) en los flujos de viento.
– Un perfil de velocidad vertical logarítmica(Vm(z)), definido a partir de estos parámetros y ajustado según las características específicas del lugar.
Este marco permite simular velocidades del viento representativas a diferentes altitudes y compararlas con los umbrales de seguridad establecidos.
Utilización de un modelo CFD específico para el análisis multidireccional
El modelo específico utilizado puede simular distintas direcciones del viento (por ejemplo, 8 orientaciones principales). A partir de un perfil de referencia, se analizan los efectos del emplazamiento para cada dirección, destacando las aceleraciones locales, las zonas de recirculación o los efectos de deflexión.
El perfil de velocidad a la entrada del dominio, correspondiente a una velocidad de base uniforme y a parámetros de rugosidad ligados a un terreno específico, se calcula de acuerdo con elEurocódigo mediante la fórmula siguiente:
El perfil medio de la velocidad estándar del viento a la entrada del dominio se calcula del siguiente modo
Hacer más seguro el trabajo en altura - CFD apoya la seguridad
Normas de seguridad para plataformas aéreas de trabajo
La simulación CFD puede utilizarse para prever los riesgos relacionados con el viento, además de las recomendaciones de seguridad, cuando se trabaja con una góndola en una fachada.
Efecto del emplazamiento sobre el viento alrededor de un edificio alto
Según la norma NF EN 280, las góndolas no deben utilizarse por encima de 12,5 m/s. En un contexto urbano complejo, los efectos del emplazamiento pueden amplificar localmente esta velocidad, por lo que se requiere una evaluación detallada mediante simulación.
Ventajas del análisis CFD - Evaluación del cumplimiento de las normas
El CFD se utiliza para identificar las zonas de exceso de velocidad que podrían afectar a la estabilidad de la góndola. También se localizan zonas de refugio o de baja turbulencia para definir zonas de intervención seguras. Los resultados obtenidos se cruzan con los datos meteorológicos para formular recomendaciones que puedan utilizarse sobre el terreno.
Utilización de CFD para analizar edificios de gran altura
Configuración arquitectónica de las torres de las Olimpiadas
El emplazamiento del estudio comprende dos torres residenciales en el distrito de Olympiades, situadas en un entorno urbano denso. Una de las torres, llamada Torre de Tokio, tiene una geometría rectangular con 29 pisos, una fachada plana y largos balcones. La segunda, la Torre Osaka, tiene 35 pisos, una fachada que alterna secciones macizas y acristaladas, y también incorpora balcones de cuerda.
Los dos edificios están situados en paralelo y tienen una orientación similar. Su altura y posición crean un complejo contexto aeráulico, propicio a marcados efectos del emplazamiento, como la canalización del viento, la aceleración local y los vórtices, sobre todo porque el entorno está fuertemente limitado por la densidad de los edificios circundantes.
Análisis CFD multidireccional
Se analizaron varios escenarios para reflejar la variabilidad de la dirección del viento:
– Viento del norte
– Viento del nordeste
– Viento del Este
– Viento del sureste
– Viento sur
– Viento del suroeste
– Viento de poniente
– Viento del noroeste
Estas simulaciones permitieron observar la dinámica de los flujos de aire y evaluar la velocidad y dirección del flujo alrededor de las dos torres.
Estudio CFD de los efectos del emplazamiento, ráfagas de viento y presiones en edificios de gran altura - Tours Olympiades
Destacar los efectos del emplazamiento mediante simulación CFD
El estudio identificó claramente los efectos del emplazamiento asociados a la ubicación de los edificios en su entorno urbano. Al modelizar las ocho direcciones principales de la rosa de los vientos, la simulación numérica puso de manifiesto fenómenos específicos en función de la dirección del viento:
– Con viento del norte, la torre del sur se beneficia de una zona de recirculación generada por la torre del norte, lo que reduce significativamente la velocidad del viento en su fachada.
– A la inversa, con viento del suroeste, la torre norte está a su vez protegida por la torre sur.
– Para los vientos del este y del sureste, se observa un marcado efecto Venturi entre las dos torres, con una aceleración significativa de la velocidad del viento en el hueco.
En todas las configuraciones, los bordes expuestos generan vórtices que inducen altas velocidades localmente, pero también crean zonas de relativa calma en las propias paredes. Estos efectos son cruciales para anticipar el uso seguro de los dispositivos de acceso a las fachadas.
Planes de velocidad de 80 m para las 8 direcciones de estudio
Mayor velocidad en los bordes del edificio
Efecto Venturi para un viento del oeste
Evaluación CFD de las velocidades de las ráfagas y su impacto en el uso de góndolas en altura
Utilizando los resultados del CFD, se convirtieron las velocidades medias del viento en velocidades de ráfaga a diferentes altitudes, basándose en fórmulas estándar que incorporaban laintensidad turbulenta y la presión dinámica. Esto permitió calcular un coeficiente de amplificación de la velocidad debido a los efectos del emplazamiento para cada dirección del viento.
Por ejemplo, para un viento del noroeste :
– A 20 m: +26% de amplificación,
– A 50 m: +48%,
– A 80 m: +77%.
Cruzando estos datos con los meteorológicos, se ha podido estimar cuánto tiempo estarán indisponibles las góndolas debido a velocidades locales superiores al límite estándar de 12,5 m/s. Se trata de unas 250 horas al año.
Estos datos son esenciales para planificar las operaciones de renovación y garantizar la seguridad de los trabajos en altura.
Presión del viento sobre las fachadas: validación CFD para el dimensionamiento del Eurocódigo
Las simulaciones también permitieron determinar las presiones ejercidas sobre las fachadas en función de las distintas direcciones del viento. La orientación más restrictiva se identificó para un viento de levante, con presiones máximas alcanzadas en la fachada oeste y en el tejado de una torre.
Las zonas más sometidas a tensión son los bordes superiores de las caras directamente expuestas. Estos datos se compararon después con los valores derivados del enfoque analítico del Eurocódigo, con un buen nivel de concordancia.
Esta concordancia entre el método numérico y el método analítico valida la pertinencia de la simulación CFD como herramienta complementaria de diseño, sobre todo para las fijaciones pequeñas expuestas a las cargas más severas.
Presión en la pared - Viento del este
EOLIOS puede ayudarte a - Anticipar las restricciones eólicas para todos tus proyectos
El estudio CFD realizado en las Torres Olímpicas puso de manifiesto importantes efectos del emplazamiento, relacionados con la densa configuración urbana y la interacción de los vientos con los volúmenes construidos circundantes. Gracias a la simulación numérica, fue posible cartografiar con precisión las zonas de sobrevelocidad, recirculación y protección en función de la dirección del viento, y obtener resultados relevantes para el diseño eólico.
Los resultados permitieron identificar las alturas críticas y las direcciones del viento más restrictivas para el uso de góndolas de mantenimiento, cruzando las velocidades de las ráfagas locales con los datos meteorológicos. Este enfoque ha permitido estimar con precisión el número de horas al año durante las cuales las condiciones de viento superan los umbrales de seguridad, proporcionando una valiosa información para planificar las operaciones de mantenimiento en altura.
Este estudio ilustra la importancia de la modelización del flujo de aire en las fases de diseño y rehabilitación, al proporcionar una comprensión precisa de las interacciones entre el viento y el entorno construido. De este modo, es posible garantizar la seguridad de las intervenciones,optimizar las opciones técnicas y reforzar la resistencia de los edificios altos a las tensiones climáticas.
¿Trabajas en un proyecto de construcción en altura o en un emplazamiento denso? Recurre a nuestra experiencia en CFD para asegurar tus elecciones y optimizar tus operaciones desde la fase de diseño.
Vídeo resumen del estudio
Resumen del estudio
El estudio realizado por EOLIOS se refiere al dimensionamiento e implantación de torres de refrigeración en los tejados de las oficinas del ICPE. Las RAC son sistemas de refrigeración que utilizan aire exterior para disipar el calor, ofreciendo una alternativa más eficiente energéticamente que el aire acondicionado tradicional. El estudio utiliza la simulación CFD para modelizar y analizar los flujos de fluidos que entran y salen de las RAC.
Los resultados del estudio ponen de manifiesto la influencia del viento en las corrientes de aire alrededor del edificio y muestran el fenómeno de bucle TAR, que afecta a la temperatura y la humedad del aire aspirado. Estos resultados permiten optimizar el dimensionamiento y la ubicación de los RAC para garantizar una refrigeración eficaz de las oficinas.
Vídeo resumen de la misión
Descubre otros proyectos
Impacto del viento en los edificios altos: Torres Olympiades de París
Confort – Azotea de un palacio – Casablanca
Tour Liberté – La Défense
Impacto del viento en una central solar
Torres de refrigeración – ICPE
Estudio sobre la comodidad de los peatones – La Défense
Confort au Vent – Centro de entrenamiento del PSG
Estudio eólico – La Défense
Captura de partículas finas en una estación de metro
Centro turístico Sharaan de Jean Nouvel
Enfriadores de aire – Estudio crítico – Ola de calor
Mediciones de polvo fino
Balenciaga – Potencial eólico
