Tour Liberté – La Défense
Estudio CFD del impacto de un futuro edificio sobre el confort del viento en un barrio de La Défense
Eolios Ingénierie realizó un estudio del flujo de aire alrededor de un edificio proyectado en Courbevoie, cerca del barrio de La Défense.
El proyecto se realizó en el marco de la implantación de un sistema de energía eólica para generar electricidad para el edificio.
El objetivo de este proyecto es estudiar, desde la fase de diseño, el impacto aerólico de un nuevo edificio en su entorno y en el confort de sus ocupantes, para optimizarlo y limitar su impacto aerólico.
La morfología de los edificios tiene un impacto directo en las características del flujo y, por tanto, en el confort aerólico de los peatones.
Como la zona de estudio tiene una elevada concentración de edificios por m², es esencial tenerlos en cuenta en este estudio para comprender los fenómenos aeráulicos inducidos por la geometría particular del edificio.
Tour Liberté - La Défense
Año
2024
Cliente
NC
Ubicación
Francia
Tipología
Aire y viento
Seguir navegando :
Nuestros otros proyectos :
Últimas noticias :
Ficha técnica :
Nuestra experiencia:
El confort del viento: un problema importante en los entornos urbanos
Estudio CDF del confort del viento en un entorno urbano
El confort del viento se refiere a la sensación de bienestar de las personas cuando están expuestas a condiciones ventosas.
Se trata de encontrar el equilibrio adecuado entre una ventilación natural eficaz y una velocidad del viento controlada, creando un entorno exterior agradable y seguro.
Por tanto, losestudios de confort del viento son esenciales para analizar la velocidad y dirección del viento y lainfluencia de los edificios circundantes en el flujo de aire.
Estos elementos nos ayudan a diseñar espacios exteriores (o interiores) adaptados a las necesidades de los ocupantes.
Este análisis es crucial en zonas urbanas densas, como La Défense de Courbevoie.
En estos entornos, las estructuras construidas tienen un impacto directo en el flujo de aire y, por tanto, en el confort de las personas que las transitan.
Por eso realizamos un estudio en profundidad del confort del viento en cada proyecto.
Mediante simulaciones CFD (dinámica de fluidos computacional), analizamos el comportamiento del viento en el futuro emplazamiento paraoptimizar los espacios y garantizar el bienestar de los usuarios.
El efecto de la rugosidad y el efecto Venturi en el estudio del confort del viento en un proyecto CFD
En el contexto de los estudios numéricos del confort del viento, es crucial definir con precisión las condiciones límite, integrando numerosos elementos.
La modelización 3D debe tener en cuenta los edificios circundantes, ya que éstos tienen un impacto directo en la dinámica del viento.
En efecto, la presencia y disposición de las estructuras urbanas influyen en los flujos de aire, creando zonas de turbulencia, protección oaceleración del viento.
Ignorar estos elementos puede dar lugar a simulaciones inexactas y muy alejadas de las condiciones reales. Además, laintegración de datos meteorológicos locales reales, como las variaciones estacionales y los patrones de viento predominantes, es esencial para obtener resultados fiables y representativos.
Esta precisión en la definición de los parámetros permite reproducir fielmente las complejas interacciones entre el viento y elentorno urbano, garantizando estudios de confort eólico más realistas y pertinentes.
Para realizar correctamente un proyecto de estudio del viento y, por tanto, aplicar las condiciones límite adecuadas, necesitas conocer el perfil de velocidad del viento cerca del suelo. El viento puede describirse mediante la noción de capa límite atmosférica, que se divide en tres subcapas. La capa exterior, o subyacente inercial, tiene alrededor de un kilómetro de espesor. Por debajo está la capa límite superficial, de 10 a 100 metros de espesor, donde hay un gradiente importante de velocidad del viento y temperatura. Por último, el subsuelo rugoso, de unos metros de grosor, se ve afectado por los obstáculos de la superficie.
En tierra, el viento se ve frenado por la rugosidad del suelo y los obstáculos. Por encima de esta capa rugosa, en las capas de aire inalteradas del viento geostrófico, el viento ya no se ve influido por elestado de la superficie terrestre.
Entre estas dos capas, la velocidad del viento cambia con laaltitud sobre el suelo en un perfil logarítmico, conocido como cizalladura vertical del viento.
En tierra, el viento se ve frenado por la rugosidad del suelo y los obstáculos. Por encima de esta capa rugosa, en las capas de aire inalteradas del viento geostrófico, el viento ya no se ve influido por elestado de la superficie terrestre.
Entre estas dos capas, la velocidad del viento cambia con laaltitud sobre el suelo en un perfil logarítmico, conocido como cizalladura vertical del viento.
Además, en zonas muy urbanizadas con una gran concentración de edificios, el efecto Venturi también puede desempeñar un papel importante. Se produce cuando la presencia de edificios reduce la sección transversal por la que puede pasar el viento, acelerando su flujo. Por tanto, estas zonas de mayor velocidad deben tenerse en cuenta a la hora de considerar la comodidad y la seguridad de los usuarios.
Los estudios eólicos desempeñan un papel crucial en la seguridad de las instalaciones y estructuras. Comprender las características del viento, como su velocidad, dirección e impacto en los obstáculos circundantes, ayuda a evaluar los riesgos potenciales asociados a las condiciones ventosas. Identificando las zonas expuestas a velocidades de viento elevadas, es posible establecer las medidas de seguridad adecuadas para proteger a las personas y los bienes.
Además,los estudios de viento pueden utilizarse para diseñar estructuras resistentes a las cargas de viento, reduciendo así el riesgo de daños o fallos. Incorporar un análisis exhaustivo del viento en la fase de diseño garantiza la seguridad de los ocupantes y establece normas de construcción adaptadas a condiciones ambientales específicas, proporcionando una base sólida para la durabilidad y resistencia de las instalaciones.
Simulación CFD del viento alrededor de un proyecto de edificio en La Défense
Estudio sobre el clima
Para cualquier simulación de Dinámica de Fluidos Computacional(CFD) aplicada a un proyecto arquitectónico o dedesarrollo, es crucial estudiar y comprender el clima del lugar.
Un estudio meteorológico de este tipo permite tener en cuenta las condiciones ambientales reales, que tendrán una gran influencia en el diseño y el rendimiento de los edificios, sobre todo en lo que respecta al confort de los usuarios y laeficiencia energética.
En este ejemplo concreto, un estudio meteorológico reveló la existencia de vientos dominantes del Noroeste y Suroeste con una velocidad constante estimada de 5 m/s (es decir, aproximadamente 18 km/h).
Esta información no es simplemente un dato técnico: tiene importantes implicaciones para el comportamiento del viento alrededor de los edificios y para la forma en que se utilizará el CFD para simular estos flujos de aire.
Modelo 3D
Eolios Ingénierie modelizó los flujos de viento en las proximidades del proyecto mediante un modelo de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Este modelo se utilizó para resolver las ecuaciones básicas de la dinámica de fluidos y obtener una simulación precisa de los flujos de aire, lo que permitió estudiar el confort del viento.
Resultados de la simulación
A lo largo del proceso de diseño, en función de las limitaciones de la parcela, el equipo se centró en métodos para mitigar los efectos del viento en los espacios, haciéndolos más cómodos para ocupantes y peatones.
En estrecha colaboración con los arquitectos, el proyecto se diseñó teniendo en cuenta tanto laarquitectura pura de los edificios como la posibilidad de añadir elementos arquitectónicos como pasarelas, marquesinas, balcones y jardines con vegetación perenne.
A los pies del edificio, todas las velocidades del aire son inferiores a 2 m/s, mientras que a media altura, sólo unas pocas terrazas alcanzan velocidades superiores a 2 m/s.
Evitar velocidades del aire excesivamente altas en las terrazas es crucial para garantizar un confort óptimo.
Las velocidades del viento elevadas pueden hacer que los espacios exteriores resulten desagradables e incluso incómodos para los ocupantes.
En las terrazas, donde la gente pasa tiempo relajándose o socializando, los vientos fuertes pueden provocar sensaciones de frío intenso, ruido y dificultad para mantener los objetos en su sitio.
Minimizar la velocidad del viento en estas superficies mejora no sólo el confort térmico de los usuarios, sino también su experiencia general del espacio exterior.
Por tanto, hay que prestar especial atención al diseño de los edificios para reducir la velocidad del viento en las terrazas, utilizando formas arquitectónicas y elementos de diseño adecuados, como toldos y barreras contra el viento, o vegetación, para garantizar un entorno exterior agradable y funcional.
Además, el edificio más imponente de la entrada oriental al patio aumenta elefecto de enmascaramiento generado, que tiende a atraer el viento hacia el suelo.
Como el viento predominante es del suroeste, la respuesta arquitectónica fue hacer el edificio lo más aerodinámico posible para no generarmolestias ni peligro.
La nueva forma del edificio, con sus terrazas escalonadas en el tejado, mejora laaerodinámica del edificio, reduciendo la velocidad del aire y mejorando la comodidad de los peatones.
Eolios Ingénierie propuso soluciones específicas para mejorar el confort de los usuarios frente al viento como parte del proyecto de los nuevos edificios.
Al participar en el proceso iterativo de diseño, los ingenieros de Eolios pudieron anticipar un gran número de escenarios y, en consecuencia, controlar cualquier problema imprevisto asociado a un diseño deficiente.
Cuando se crean, renuevan o acondicionan nuevos edificios, la modelización multifísica permite tener en cuenta todos los fenómenos que provocan los flujos de calor y aire, y comprender así el comportamiento del viento en una fase temprana.
El objetivo es combinar los datos estadísticos meteorológicos, la información aerodinámica y los criterios de confort y seguridad frente al viento paraanticipar cualquier problema desde el inicio del proceso de diseño.
Vídeo resumen del estudio
Resumen del estudio
El estudio se centró en la ubicación óptima de las rejillas de ventilación para mejorar el confort térmico en la planta de aluminio de Dunkerque, que utiliza un sistema de refrigeración por ventilación natural. El objetivo es determinar si el sistema de aireación actual es suficiente para añadir un octavo horno y, en caso afirmativo, proponer soluciones.
Se realizaron varias mediciones preliminares, como pruebas de humo para observar los movimientos del aire, mediciones de temperatura e imágenes térmicas para identificar las fuentes de calor. Estos datos se utilizaron para crear un modelo 3D de la planta en el que se realizaron simulaciones numéricas CFD.
Las simulaciones CFD se utilizan para estudiar los flujos de fluidos y simular las condiciones aeráulicas y térmicas de la planta. Los resultados mostraron que la adición de determinados aireadores permitiría evacuar el aire caliente con mayor rapidez y de forma selectiva, mejorando así el funcionamiento aerólico del emplazamiento.
En conclusión, este estudio ha permitido determinar la ubicación óptima de los respiraderos para mejorar el confort térmico en la fábrica de aluminio de Dunkerque con vistas a añadir un 8º horno. Los resultados de las simulaciones CFD proporcionaron recomendaciones precisas para optimizar la eficiencia energética y el bienestar de los operarios de la planta.
