Estudio CFD de los impactos del viento sobre dos edificios altos del barrio de las Olympiades, en París 13.º, en el marco de un proyecto de rehabilitación.
En el marco de un proyecto de rehabilitación, EOLIOS recibió el encargo de analizar el impacto del viento sobre dos edificios clasificados como de gran altura situados en el barrio de las Olympiades, en el distrito 13.º de París. El estudio se desarrolla en un contexto urbano denso, con retos a la vez estructurales y operativos ligados a la gran altura de los edificios.
El objetivo principal de la misión era caracterizar los efectos de emplazamiento mediante un estudio aerodinámico numérico. La simulación CFD permitió evaluar la distribución de las velocidades y las presiones alrededor de los edificios para ocho direcciones de viento.
El análisis se concentró en tres puntos críticos: la identificación de las zonas de recirculación, de sobrevelocidad o de protección; el impacto de los efectos de emplazamiento sobre el uso de las plataformas elevadoras de mantenimiento; y la medición de las presiones de fachada, mediante CFD y mediante el Eurocódigo.
Lo esencial. Rehabilitación (EIFFAGE) de dos edificios residenciales de gran altura del barrio de las Olympiades, París 13.º, las Torres Tokyo y Osaka. Estudio CFD sobre 8 direcciones de viento: efectos de emplazamiento (Venturi entre torres, descenso de flujo, efectos de esquina), rachas amplificadas hasta +77 % a 80 m, seguridad de las plataformas elevadoras (umbral NF EN 280 de 12,5 m/s → ~250 h/año de indisponibilidad) y presiones de fachada validadas frente al Eurocódigo.
El análisis del viento en zona edificada se basa en una buena comprensión de la estructura vertical de la atmósfera y de los efectos de la topografía y de la urbanización. La capa límite atmosférica se descompone en tres subcapas: la subcapa rugosa (cerca del suelo, turbulencia desorganizada), la capa de superficie (10 a 100 m, fuerte gradiente de velocidad), y la capa exterior (más alta, que refleja el viento geostrófico). La velocidad varía ahí según un perfil logarítmico — el cizallamiento vertical.
La rugosidad del suelo y del tejido urbano modifica fuertemente los perfiles de viento. Un entorno denso (edificios apretados, vegetación) frena el viento a nivel del suelo y acentúa el gradiente vertical; a la inversa, un terreno abierto (llanura, mar) deja que el viento se desarrolle más libremente. Estos efectos se integran en la modelización CFD mediante un coeficiente de rugosidad, derivado de las características del terreno según las recomendaciones del Eurocódigo.
La presencia de edificios elevados y de un tejido urbano complejo genera numerosas perturbaciones del viento. Estos efectos deben identificarse para garantizar la seguridad y el confort de los usuarios, en particular durante los trabajos en altura.
La presencia de edificios elevados y de un tejido urbano complejo genera numerosas perturbaciones: efecto Venturi (aceleración entre dos edificios próximos), efecto de canalización (concentración en las calles orientadas según el viento dominante), y efecto de esquina (turbulencias y rachas en las aristas vivas). Estos fenómenos pueden generar velocidades elevadas, fuentes de incomodidad o de riesgo.
Los edificios de gran altura inducen efectos de descenso de flujo (downwash) marcados: el flujo que golpea la fachada alta se redirige hacia el suelo, aumentando las velocidades al pie del edificio. Esta configuración es a menudo problemática alrededor de las entradas, terrazas y zonas peatonales. La CFD cuantifica estos efectos para anticipar las sobrevelocidades y diseñar protecciones adaptadas. En la imagen, los efectos de esquina se identifican claramente.
En un edificio de gran altura, el viento que golpea la fachada alta es desviado hacia el suelo, aumentando fuertemente las velocidades al pie del edificio, típicamente alrededor de las entradas y los espacios peatonales.
Los edificios altos están sometidos a cargas aerodinámicas importantes que hay que evaluar con precisión para garantizar la robustez de la envolvente. El viento ejerce presiones dinámicas sobre las paredes expuestas y depresiones sobre las caras opuestas, concentradas en las aristas verticales (estancamiento y desprendimiento) y sobre las superficies expuestas al viento dominante.
Los elementos de fachada (muros cortina, acristalamientos, fijaciones) deben resistir estas presiones localizadas sin deformación excesiva. La CFD localiza las zonas más solicitadas y permite probar el efecto de variantes de diseño antes de la ejecución.
Para garantizar la validez de las simulaciones y la alineación con las prácticas reglamentarias, la modelización CFD integra las exigencias de la norma EN 1991-1-4 (Eurocódigo Viento) así como los resultados de un estudio meteorológico en profundidad. Las simulaciones se apoyan en:
La velocidad de base del viento, determinada según la localización y la topografía del emplazamiento.
Los coeficientes de rugosidad y de orografía, adaptados a la categoría de terreno: traducen la influencia del suelo y del relieve sobre el perfil vertical de la velocidad del viento.
Un perfil de velocidad vertical Vm(z) logarítmico, definido a partir de estos parámetros y ajustado a las especificidades del emplazamiento.
Este marco permite simular velocidades de viento representativas a distintas altitudes y confrontarlas con los umbrales de seguridad establecidos.
El perfil de velocidad en entrada de dominio — velocidad de base uniforme y parámetros de rugosidad propios del terreno — se calcula conforme al Eurocódigo. El modelo específico empleado simula ocho orientaciones principales: a partir de este perfil de referencia, los efectos de emplazamiento se analizan para cada dirección, poniendo de manifiesto aceleraciones locales, zonas de recirculación y efectos de desviación.
Según la norma NF EN 280, las plataformas elevadoras no deben utilizarse por encima de 12,5 m/s. En contexto urbano complejo, los efectos de emplazamiento pueden amplificar localmente esta velocidad, de ahí la necesidad de una evaluación precisa mediante simulación.
La norma NF EN 280 prohíbe el uso de las plataformas elevadoras de personal por encima de 12,5 m/s de viento. La CFD da la velocidad media por dirección; convertida en velocidad de racha, junto con la intensidad turbulenta y la presión dinámica, se compara con este umbral para estimar las horas de indisponibilidad.
Gracias a la CFD, se identifican las zonas de sobrevelocidad susceptibles de afectar a la estabilidad de la plataforma. Las zonas de abrigo o de baja turbulencia también se localizan para definir franjas de intervención seguras. Los resultados se cruzan con los datos meteorológicos con el fin de formular recomendaciones directamente explotables sobre el terreno.
El emplazamiento comprende dos torres residenciales: la Torre Tokyo (geometría rectangular, 29 plantas, fachada plana, balcones inclinados) y la Torre Osaka (35 plantas, fachada que alterna macizos y acristalamientos, balcones afilados). Paralelas y con la misma orientación, su altura y su posicionamiento crean un contexto aeráulico complejo, propicio a la canalización, a las aceleraciones locales y a los torbellinos.
Para reflejar la variabilidad de la orientación del viento, se analizaron ocho escenarios, que cubren el conjunto de la rosa de los vientos:
Para cada orientación, la simulación restituye la dinámica de los flujos de aire así como la velocidad y la dirección del flujo alrededor de las dos torres, poniendo de manifiesto aceleraciones locales, zonas de recirculación y efectos de desviación.
La modelización de las 8 direcciones puso de manifiesto fenómenos específicos: con viento del norte, la torre sur se beneficia de una recirculación generada por la torre norte (atenuación de las velocidades); a la inversa, con viento del suroeste, la torre norte está protegida por la torre sur; con viento del este y del sureste, se observa un efecto Venturi marcado entre las dos torres. En todas las configuraciones, las aristas expuestas generan vórtices con fuertes velocidades locales pero crean también zonas de calma relativa sobre las paredes.
Las velocidades medias se convirtieron en velocidades de racha a distintas altitudes (intensidad turbulenta y presión dinámica), dando un coeficiente de amplificación por dirección. Para un viento del noroeste: +26 % a 20 m, +48 % a 50 m, +77 % a 80 m. El cruce con los datos meteorológicos permitió estimar la indisponibilidad de las plataformas por rebasamiento del umbral de 12,5 m/s: alrededor de 250 horas al año — un dato esencial para planificar las operaciones de rehabilitación.
Para recordar. En medio urbano denso, la racha local puede superar en un 77 % la velocidad media a 80 m. Es esta amplificación, y no el viento meteorológico bruto, la que decide la seguridad de las plataformas: la CFD la restituye dirección por dirección.
Las simulaciones determinaron las presiones sobre las fachadas según las orientaciones. La orientación más exigente es un viento del este, con presiones máximas sobre la fachada oeste y la cubierta de una torre, y las zonas más solicitadas en las aristas altas de las caras expuestas. La comparación con el enfoque analítico Eurocódigo muestra un buen nivel de concordancia, validando la CFD como herramienta de dimensionamiento complementaria — en particular para las pequeñas fijaciones expuestas a las cargas más severas.
Saber hacer: la presión del viento sobre los edificios — Eurocódigo 1El estudio CFD realizado sobre las Torres Olympiades puso de manifiesto efectos de emplazamiento significativos, ligados a la configuración urbana densa y a la interacción de los vientos con los volúmenes edificados circundantes. La simulación numérica permitió cartografiar con precisión las zonas de sobrevelocidad, de recirculación y de protección según las direcciones de viento, y deducir de ello resultados directamente explotables para el dimensionamiento al viento.
Los resultados permitieron en particular identificar las alturas críticas y las direcciones más exigentes para el uso de las plataformas elevadoras de mantenimiento, cruzando las velocidades de racha locales con los datos meteorológicos. Este enfoque estimó con precisión el número de horas anuales durante las cuales las condiciones de viento superan los umbrales de seguridad — una información valiosa para planificar las operaciones de mantenimiento en altura.
Este estudio ilustra la aportación de la modelización aeráulica tanto en fase de diseño como de rehabilitación: una comprensión precisa de las interacciones entre el viento y el entorno edificado, para asegurar las intervenciones, optimizar las decisiones técnicas y reforzar la resiliencia de los edificios de gran altura frente a las solicitaciones climáticas.
Saber hacer: la presión del viento sobre los edificios — Eurocódigo 1¿Trabajas en un proyecto de gran altura o en un emplazamiento denso? Recurre a nuestra pericia CFD para asegurar tus decisiones y optimizar tus intervenciones desde la fase de estudio.
Efectos de emplazamiento, seguridad de las plataformas elevadoras y presiones de fachada en dos edificios altos parisinos.
Es la manera en que la forma y la posición de los edificios modifican localmente el viento: aceleraciones (Venturi, canalización), efectos de esquina y descenso de flujo. Estos efectos pueden duplicar las velocidades respecto al viento libre. Consulta nuestros criterios de comodidad para los peatones.
El viento gira: según su orientación, una torre protege a la otra o, al contrario, crea un efecto Venturi entre ambas. Cubrir las 8 direcciones de la rosa de los vientos permite identificar el escenario más exigente para cada cuestión.
El flujo que golpea la fachada alta de un edificio de gran altura se redirige hacia el suelo, aumentando fuertemente las velocidades al pie del edificio, a menudo molesto alrededor de entradas, terrazas y zonas peatonales.
La norma NF EN 280 fija un límite de 12,5 m/s. Al amplificar localmente el viento, los efectos de emplazamiento llevan la indisponibilidad estimada a unas 250 horas al año, dato esencial para planificar las intervenciones.
Sí: el perfil de viento de entrada se calcula según el Eurocódigo EN 1991-1-4 y las presiones de fachada concuerdan con el enfoque analítico. La CFD sigue siendo además una alternativa a las pruebas en túnel de viento.
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Estudio CFD de los efectos del viento sobre las Torres Olympiades (gran altura) en París: identificación de las zonas de sobrevelocidad, de recirculación y de protección para 8 direcciones, efectos Venturi entre torres, amplificaciones de rachas, seguridad de las plataformas elevadoras de mantenimiento y presiones de fachada validadas por el Eurocódigo.
Confort peatonalConfort peatonal — La Défense
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