Windkräfte an hinterlüfteten Fassaden F 1926
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Bauforschung Windkräfte an hinterlüfteten Fassaden F 1926 Fraunhofer IRB Verlag
Transcript of Windkräfte an hinterlüfteten Fassaden F 1926
Bauforschung
Windkräfte an hinterlüfteten Fassaden F 1926
Fraunhofer IRB Verlag
F 1926
Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopiedes Abschlußberichtes einer vom Bundesmini sterium fürVerkehr, Bau- und Wohnungswesen -BMVBW- geför-derten Forschungsarbeit. Die in dieser Forschungsarbeitenthaltenen Darstellungen und Empfehlungen gebendie fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diesewerden hier unverändert wiedergegeben, sie gebennicht unbedingt die Meinung des Zuwendungsgebersoder des Herausgebers wieder.
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PROFESSOR H. J. GERHARDT. M. Sc.
PROFESSOR DR-ING CARL KRAMER STRÖMUNGSLABORATORIUMIM FACHBEREI CHFLUGZEUG- U. TRIEBWERKBAUFACHHOCHSCHULE AACHEN
Stromungslabor FH Aachen Goethestraße 1 D-5100 AachenGoethestraße 151 0 0 AACHEN, den 02.11.1983Telefon (02 41) 710 67 (Vermittlung)
(0241) 7 90 17 (DIrektwahl)
Abschlußberichtzum Forschungsvorhaben
Windkräfte an hinterlüfteten Fassaden
1.0 Einleitung 1
2.0 Windbelastung winddurchlässiger Gebäudewände 2
3.0 Versuchsaufbau und Meßtechnik 3
3.1 Bestimmung der Durchlässigkeit von wind-durchlässigen Fassadenflächen 3
3.2 Modellmessungen im Windkanal 4
3.3 Untersuchung der Dichtigkeit der Eck-anschlüsse 6
4.0 Ergebnisse 6
4.1 Winddurchlässigkeit typischer Fassaden-deckungen 6
4.2 Zeitlich gemittelte Drücke 9
4.2.1 Außere Druckverteilung 9
4.2.2 Verteilung der zeitlich gemittel-ten inneren Drücke 12
4.3 Quasistatische Windbelastung 14
4.4 Zeitlich veränderliche Drücke 16
4.5 Einfluß der Winddichtigkeit der Eckan-18
5.0 Zusammenfassung 20
Gerhardt, M. Sc. Prof. ir - ng C. Kra er
schlüsse
//i2?-1,7.Prof. H. J.
1.0 Einleitung
Windlastannahmen für Bauwerke, wie sie z. B. in der zur Zeit in
der Bundesrepublik Deutschland gültigen Baubestimmung DIN 1055
Teil 4 mit ergänzenden Bestimmungen von 1969 gegeben werden,
basieren im allgemeinen auf Ergebnissen von Windkanalmessungen an
Baukörpermodellen mit winddichten Flächen , Über die
Strömungsverhältnisse und insbesondere über die zeitlich
gemittelten Winddrücke an den Fassaden von Modellen derartiger
Baukörper liegen in der Literatur zahlreiche Untersuchungen vor,
z. B. (1, 2, 3, 4, 5). Erst in den letzten Jahren wurden dagegen
einige Arbeiten bekannt, die auch die zeitliche Anderung der
Winddrücke untersuchen, z. B. (6, 7). Häufig sind jedoch die
Außenflächen von Gebduden winddurchlässig. Als Beispiele für
winddurchlässige Gebäudeflächen seien Ziegel, bzw.
Betondachsteineindeckungen von Steildächern und hinterlüftete
Fassaden genannt. Infolge der in den letzten Jahren beträchtlich
gestiegenen Energiekosten werden Fassaden älterer Gebäude häufig
mit einer äußeren Wärmedämmung versehen, die durch eine
wasserundurchlässige Eindeckung geschützt werden muß. Diese äußere
Eindeckung muß jedoch winddurchlässig sein, um die sich an der
Wärmedämmung niederschlagende Feuchtigkeit abführen zu können.
Während über die anzunehmenden Windlasten für winddurchlässige
Dachsysteme bereits Angaben in der Literatur vorliegen (8, 9),
fehlten derartige Informationen für winddurchlässige
Fassadenflächen bislang völlig. Mit Förderung des Bundesministers
fur Raumordnung, Bauwesen und Städtebau (Forschungsvorhaben
13 I 5 - 800181 - 21) wurden im Strömungslaboratorium der
Fachhochschule Aachen zu diesem Problemkreis umfangreiche
Untersuchungen durchgeführt. Teilergebnisse dieser Untersuchungen
wurden bereits veröffentlicht (10, 11). Im folgenden wird
zusammenfassend über alle Untersuchungen berichtet.
2
2.0 Windbelastung winddurchlässiger Gebäudewände
Die äußere, dem Wind ausgesetzte Fläche vieler
Fassaden-Eindeckungssysteme ist winddurchlässig. Die Windiest auf
Teilflächen solcher Fassaden wird durch die Druckdifferenz
zwischen Außen- und Innenseite des betrachteten Teilbereichs
bestimmt. Diese resultierende Windiest wird, wie in Bild 1
schematisch dargestellt, durch das Strömungsfeld um das Gebäude,
die Böigkeit des Windes und das Strömungsfeld um ein
Fassadenelement bestimmt. Während diese Parameter den äußeren, auf
der Außenseite des betrachteten Teilbereichs herrschenden Druck
direkt beeinflussen, hängt der auf der Innenseite des
Fassadenelements wirkende Innendruck von dynamischen
übertragungsfunktionen ab. Die höchsten Soglasten treten an
Gebäudefassaden in Gebieten auf, in denen die Windströmung von der
Gebäudeoberfläche ablöst, vergl. Abschnitt 4. Für die bei der
Bemessung der Fassadenelemente und deren Halterungen
entscheidenden Strömungssituation ist demnach der Einfluß der
Umströmung des Fassadenelementes vernachlässigbar. Die
Windlastannahmen nach DIN 1055 Teil 4 basieren auf Modelimessungen
in glatter, turbulenzarmer Windkanalströmung. Die in Abschnitt 4
beschriebenen Modellmessungen wurden in glatter Windkanalströmung
durchgeführt. Ferner wurden die Gebäudemodelle bei denen sich in
glatter Strömung die größten Windlasten ergaben, in simulierter
Windströmung über offenem Gelände - Exponent des Windprofils
ap 7-'0,2 und integrales Längenmaß Lx:: 4 untersucht. Für
vergleichsweise niedrige, kantige Baukörper ergeben
Modellmessungen in glatter Windkanalströmung Windlasten, die
geringfügig größer sind als die in turbulenter Windströmung zu
erwartenden Lasten (3, 9). Die resultierende Windbelastung der
Fassadenelemente ist somit wesentlich durch das Strömungsfeld um
das Gebäude bestimmt, vergl. Bild 1.
3
Den Winddruck p erhält man durch Multiplikation des im
Windkanalversuch gemessenen Winddruckbeiwertes Cp mit dem
Windstaudruck q. Sowohl die Druckbeiwerte als auch der
Windstaudruck sind zeitlich veränderliche Größen. Der größte Wert
des Windstaudruckes tritt nicht notwendigerweise gleichzeitig mit
der größten Differenz von Außen- und Innendruck an einem
Fassadenelement auf (12). Dies sollte bei der Festlegung von
Windlastannahmen für Fassadenelemente berücksichtigt werden. Eine
einfache Möglichkeit zur physikalisch sinnvollen Bestimmung von
Windlastannahmen ergibt sich durch Multiplikation des
Spitzendruckbeiwertes c p mit dem Windstaudruck entsprechend der
über 10 Minuten gemittelten Windgeschwindigkeit (7). Die
Winddrücke entsprechend DIN 1055 Teil 4 werden dagegen durch
Multiplikation des Bezugsböenstaudruckes mit dem zeitlich
gemittelten Winddruckbeiwert berechnet.
3.0 Versuchsaufbau und Meßtechnik
3.1 Bestimmung der Durchlässigkeit von winddurchlässigen
Fassadenflächen
Die Durchlässigkeit winddurchlässiger Fassadenflächen ist
Haupteinflußgröße der Übertragungsunfktion f l (s. Bild 1), welche
die innere Druckverteilung im Raum zwischen winddichter
Gebäudewand und winddurchlässiger Fassadendeckung prägt. Für
typische Fassadeneindeckungen wurde daher die Durchlässigkeit
gemessen. Der Ausströmquerschnitt einer zur Erzielung einer
gleichmäßigen Beaufschlagung hinreichend großen Beruhigungskammer
wurde mit Originalfassadenelementen eingedeckt. Mittels eines
drosselbaren Ventilators wurde der Beruhigungskammer Luft
zugeführt. Der Ansaugkanal des Ventilators war mit einer geeichten
4
inlaufdüse versehen, sodaß über eine Messung des statischen
Druckes im Ansaugkanal der durch die Modellfassade austretende
Volumenstrom V bestimmt werden konnte. Die Druckdifferenz A pint
zwischen Fassadeninnenraum und dem Atmosphärendruck wurde über
eine Ringleitung mit einem Präzisionsmanometer gemessen.
Bei den Modellmessungen im Windkanal wurden die winddurchlässigen
Fassadenflächen durch Lochbleche simuliert. Die Durchlässigkeit
dieser Modellfassaden wurde in ähnlicher Weise bestimmt. Die
Außenseiten der Modellfassaden waren über eine Rohrleitung und
Drosselventil mit einem Vakuumbehälter verbunden. Der Volumenstrom
L7 , der mittels einer Ionenstrahlsonde mit großer Genauigkeit
gemessen wurde, konnte dabei über die nötigen Meßzeiten exakt
konstant gehalten werden, da während dieses Zeitraums das
Verhältnis von statischem Druck im engsten Querschnitt des
Drosselventils zum Ruhedruck der Strömung p*/p0< 0,528 betrug. Die
Druckdifferenz Ap
3.2 Modellmessungen im Windkanal
Die Messungen der äußeren und inneren Druckverteilungen an
Gebäudemodellen mit winddurchlässigen Fassaden wurden im Großen
Windkanal des Strömungslaboratoriums der Fachhochschule Aachen
durchgeführt. Die Breite der Meßstrecke des Eiffel-Windkanals
beträgt 2 m, die Höhe 1,6 m und die maximale Geschwindigkeit
U = 32 m/s. Das Strömungsfeld um kantige Baukörper wird
hauptsächlich durch die relativen Gebäudeabmessungen, Länge des
Gebäudes/Breite des Gebäudes L/B und Höhe des Gebäudes/Breite
des Gebäudes H/B beeinflußt. Die Abmessungen der untersuchten
Gebäudemodelle wurden daher so gewählt, daß ein weiter Bereich
dieser beiden Parameter überdeckt wird. Im einzelnen wurden
folgende Modelle untersucht:
int wurde mit einem Betzmanometer gemessen.
- 5 -
H/B 0,25; 0,5; 1; 1,5 jeweils für L/B 1; 2
Die winddichten Modellfassaden waren mit zahlreichenDruckbohrungen versehen, die über Druckmeßschläuche mit einem
Meßstellenumwandler (scanivalve) verbunden waren. Die Drücke
wurden mittels eines Druckaufnehmers gemessen. Die Berechnung der
Druckbeiwerte erfolgte "on-line" mit einem Tischrechner. Die
Messungen an den sechs Modellen mit dichten Wänden dienten zur
Bestimmung der Verteilung des äußeren, zeitlich gemittelten
Druckes. Alle Gebäudemodelle konnten zur Messung der Verteilung
des inneren, zeitlich gemittelten Druckes mit Modellfassaden
versehen werden, deren Durchlässigkeit derjenigen der
Originalfassaden entsprach.
Aus Voruntersuchungen war bekannt, daß die größten, nur
kurzfristig auftretenden Windlasten in unmittelbarer Kantennähe
der Gebäude auftreten. Für die Gebäude, bei denen man die größten
Spitzenwindlasten erwarten konnte, wurden daher
Häufigkeitsverteilungen gemessen. Bei diesen Messungen wurde der
Druckaufnehmer in die Wand des Gebäudemodells eingebaut und über
eine Druckbohrung mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge
von ungefähr 2 mm mit der Außenwand des windundurchlässigen
Modells verbunden. Die Eigenfrequenz dieses Druckmeßsystems
beträgt etwa 500 Hz. Zur "on-line"-Berechnung der
Häufigkeitsverteilungen wurden mindestens 2000 Daten in ungefähr
100 Sekunden ausgewertet. Dieser Zeitraum entspricht etwa 2
Stunden im Original. Fill- jede Meßposition wurden mehrere
Häufigkeitsverteilungen bestimmt.
-6-
3,3 Untersuchung der Dichtigkeit der Eckanschlüsse
in guaderförmiger Körper mit Kantenlänge 1 m wurde an zwei Seiten
mit Originalfassadenelementen verkleidet. Die eine Seite war mit
üblicher Wärmeddmmung versehen. Auf der anderen Seite wurden die
Fassadenelemente mit ihrer Halterung auf einem Lochblech
befestigt. Der Quader war saugseitig an einen Ventilator
angeschlossen, sodaß im Inneren des Quaders ein vergleichsweise
großer Unterdruck erzeugt wurde, der infolge der großen
Durchlässigkeit des Lochblechs auch der Unterseite der dort
befestigten Fassadenelemente aufgeprägt wurde. An der Absaugseite
wurde keine Wärmedämmung angebracht. Mittels einer Drucksonde
konnte der statische Druck auf der Unterseite der Fassadenelemente
an beiden Quaderseiten gemessen werden. Die Differenz des
statischen Drucks im Raum zwischen den Fassadenelementen und dem
Lochblech einerseits und zwischen Fassadenelementen und
winddichter Unterkonstruktion andererseits ist ein Maß für die
Winddichtigkeit des untersuchten Kantenanschlusses. Da in diesem '
Teil der Arbeit lediglich der Einfluß der Dichtigkeit des
Eckanschlusses auf die resultierende Windbelastung der
Fassadenelemente untersucht werden sollte, wurden die Messungen
nur mit einer typischen Fassadeneindeckungsart durchgeführt.
4.0 Ergebnisse
4.1 Winddurchlässigkeit typischer Fassadendeckungen
Zur Beurteilung der Winddurchlässigkeit von winddurchlässigen
Gebäudeflächen eignet sich besonders die Abhängigkeit des durch
die nicht winddichte Konstruktion durchtretenden Volumenstroms
von der Druckdifferenz zwischen Außen- und Innenseite. Bild 2
zeigt diesen Zusammenhang für die folgenden untersuchten
- 7 -
Fassadenelemente mit ihrer jeweiligen Unterkonstruktion:
Asbestzemente-Fassadenelemente:
Nr. Deckungsart Format Unterkonstruktion
mm X mm
gestaffelte Deckung 60 x 30 Ickler
2 geschlaufte Deckung 20 x 30 Lattung 3 x 5
3 deutsche Deckung 20 x 20 Vollschalung
4 waagerechte Deckung 60 x 30 Lattung 3 x 5
5 Doppeldeckung 30 x 60 Lattung 3 x 5
6 Quaderdeckung 60 x 30 Lattung 3 x 5
Leichtmetall-Profiltafeln:
Nr. System Unterkonstruktion
7 Aluform 45/150 Lattung
8 Aluform S Lattung
Aufgetragen wurde der Winddruckbeiwert c p = über dem
Volumenstrombeiwert a V/Aw-U. Hierbei bedeutet qD. den
Windstaudruck der ungestörten Windanströmung (für Gebäude mit
einer Höhe H = 8 m bis 20 m: q . = 800 N/m2 ), 1 die sekündlich
durch die Fassade strömende Luft, A die Fläche der betrachteten
Fassaden und U. die Windgeschwindigkeit (für H 8 m bis 20 m:
. 35,8 m/s). Der Zusammenhang zwischen Druckdifferenz und
Volumenstrom ist für die betrachteten Fassadenarten parabolisch
und wird daher in der aewähiten doppelt-logarithmischen Auftragung
durch Geraden dargestellt. Für alle Systeme, deren überlappende
- 8
Elemente Spalte bilden, ergeben sich zwei unterschiedliche
Steigungen der Geraden. Während bei kleineren
Strömungsgeschwindigkeiten in den Spalten die Strömung laminar
ist, stellt sich bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten die
turbulente Strömungsform ein. Grundlage für die Windlastannahmen
sind die in Teilbereichen der Fassaden auftretenden hohen
Druckdifferenzen, die zu turbulenter Durchströmung der
winddurchlässigen Fassaden führen. Der Zusammenhang zwischen
Druckdifferenz und Volumenstrom kann somit durch folgende
Gleichung beschrieben werden:
- C_ . rY 2.D -- V
Die Konstante CD ist dabei ein Maß für die Winddurchlässigkeit der
Oberfläche und hängt direkt von der strömungseffektiven
Querschnittsfläche AL der durch die bberlappung entstehenden
Spalte ab:
1/)(CD 1
Bild 3 zeigt den Durchlässigkeitsparameter CD für die untersuchten
Fassaden-Deckungsarten. Zum Vergleich wurden die
Durchlässigkeitsparameter typischer Steildachdeckungsarten in das
Diagramm eingezeichnet. Typische Fassadenelemente überdecken einen
Bereich der Winddurchlässigkeit, der erheblich größer ist als
derjenige für Dacheindeckungen. Die Durchlässigkeit der
Modellfassaden wurde so gewählt, daß verläßliche Angaben fur alleinteressierenden Fassaden-Deckungsarten aus den Windkanal-
modelluntersuchungen gewonnen werden können, s. Bild 3.
- 9 -
4.2 Zeitlich gemittelte Drücke
4.2.1 Äußere Druckverteilung
Die äußere Verteilung des zeitlich gemittelten Druckes auf den
winddichten glatten Modellwänden wurde für Windströmung in
Richtung der Gebäudehauptachsen bestimmt. Für das Gebäudemodell,
bei dem die größten resultierenden Lasten auf windparallelen
Fassaden auftreten, wurden die äußere und die innere
Druckverteilung auch für Anströmrichtungen entsprechend
+/- 5°, + 10° und + 15° gemessen. Aus den Meßergebnissen wurde
ein über die gesamte Wandfläche aemittelter Druckbeiwert
berechnet. Bild 4 zeigt den mittleren, äußeren Druckbeiwert cp
in Abhängigkeit von der relativen Gebäudehöhe H/B für Gebäude mit
quadratischen Grundriß. Zum Vergleich wurden Daten aus der
Literatur entnommen. Ähnlich wie die Ergebnisse von Chien et al.
(1) und Frimberger (2) zeigen auch die eigenen Messungen, daß für
vergleichsweise niedrige Gebäude, H/B< 0,5, die äußere
Sogbelastung auf Fassadenflächen erheblich abnimmt. Die zum Teil
erheblichen Abweichungen der Ergebnisse der verschiedenen Arbeiten
dürften größtenteils durch unterschiedliche Kantenausbildung der
Modelle und unterschiedliche Anströmbedingungen verursacht werden.
So unterscheiden sich z. B. die Anströmbedingungen der
Windkanalmessungen von Chien et al. (1) und Frimberger (2) von
denjenigen im Strömungslaboratorium der Fachhochschule Aachen
durchgeführten durch unterschiedlich große relative
Grenzschichtdicken. Bei den Messungen von Chien et al, wurden die
Windkanalmodelle außerhalb der Grenzschicht der Windkanalwand auf
einer kleinen Grundplatte befestigt. Bei den eigenen Messungen und
bei den Messungen von Frimberger befanden sich die Gebäudemodelle
innerhalb der sich auf der Grundplatte ausbildenden Grenzschicht.
Dabei war für ein Gebäude der relativen Höhe H/B 0,25 die
relative Grenzschichtdicke bei den Untersuchungen von Frimberger
- 10 -
6/H = 0,25 und bei den eigenen Untersuchungen 6/H = 0,4. Wegen der
vergleichsweise großen Gebäudefläche, die innerhalb der
Wandgrenzschicht steht, ergeben sich daher bei den eigenen
Messungen die geringsten, auf den Windstaudruck außerhalb der
Grenzschicht bezogenen, Druckbeiwerte.
Erste Ergebnisse eines an der Technischen Universität München
durchgeführten Großversuches (13) bestätigen die von Frimberger
(2) und Gerhardt/Kramer vorgelegten Ergebnisse. Die Messungen
wurden an einem Kubus der Kantenlänge 10 m durchgeführt. Das
Windprofil der Anströmung über sehr freies Gelände besitzt einen
Exponenten a . 0,16.
In Bild 5 sind die Ergebnisse der entsprechenden Messungen Dir.
Gebäude der relativen Länge L/B = 2 aufgetragen. In den beiden
Diagrammen wurden auch Ergebnisse von Messungen in simulierter
atmosphärischer Windströmung an Gebäudemodellen mit einer
relativen Länge L/B = 1,56 (3) herangezogen. Die Abweichung der
Ergebnisse der verschiedenen Untersuchungen entspricht weitgehend
derjenigen, die bereits für die Messungen an Gebäuden mit
quadratischem Grundriß diskutiert wurde.
Die durch die unterschiedlichen Ergebnisse bedingte Unsicherheit
bei der Erarbeitung von Windlastannahmen für winddichte
Gebäudeflächen ist jedoch bei der Betrachtung winddurchlässiger
Gebäudeflächen geringer. Bei windurchlässigen Flächen wird nämlich
die resultierende Windbelastung, d.h. die Differenz der äußeren
und inneren Drücke weitgehend unabhängig vom Niveau des äußeren
Druckes sein, vergl. auch Abschnitt 4.4.
Die Untersuchungen zur Bestimmung des zeitlich gemittelten,
äußeren Druckes an winddichten Gebäudewänden wurden zunächst an
glatten Gebäudemodellen durchgeführt. Die äußere Eindeckung
hinterliifteter Fassaden ist jedoch häufig rauh. Vermeulen und
Visser (14) untersuchten in einer umfangreichen Studie den Einfluß
der Oberflächenrauhigkeit auf die äußere Druckverteilung an
kantigen Baukörpern. Sie konnten nachweisen, daß die
Druckverteilung an windparallelen Fassaden nur im Bereich
anliegender Strömung von der Oberflächenrauhigkeit der Wände
abhängig ist. Ergebnisse von Modellmessungen können dann zur
Bestimmung der Windlasten an Originalgebäuden herangezogen werden,
wenn die relative Rauhigkeitshöhe k/B für Modell und Original
gleich sind. Ferner muß die Strömungsform im Bereich der an den
Fassaden anliegenden Strömung beim Modellversuch derjenigen am
Originalbauwerk entsprechen. Ähnlich wie bei der Rohrströmung
lassen sich auch bei der Umströmung von Gebäudewänden zwei
Strömungszustände, nämlich "hydraulisch glatte Strömung" und
"hydraulisch rauhe Strömung" angeben. Hydraulisch rauhe
Strömungsform liegt vor, wenn die mit der Rauhigkeitshöhe
gebildete Reynoldszahl Re K= k-U. /V 1000 ist. Für diesen
Strömungszustand ist die Druckverteilung unabhängig von der
Reynoldszahl. Für typische Fassadendeckungsarten ergibt sich im
Original Re K z. 10 4 , während für die Modellmessunaen Re 2: 800 ist.
Der Einfluß der Oberflächenrauhigkeit auf die Druckverteilung
wurde an den Wänden des Gebäudemodells mit H/B = 0,25 und L/B 2
untersucht. Diese relativen Gebäudeabmessungen wurden gewählt, da
hier der Bereich der an der langen Seite anliegenden Strömung
besonders groß ist. Zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit wurden
die Außenflächen dieses Gebäudemodells mit Sandpapier (Körnung 60)
beklebt. Bild 6 zeigt die über die Gebäudehöhe gemittelten
Beiwerte für glatte Gebäudeoberflächen und rauhe
Gebäudeoberflächen. Im Bereich der abgelösten Strömung, in dem an
Fassaden die höchsten, zeitlich gemittelten Sogkräfte auftreten,
ist die Druckverteilung unabhängig von der Oberflächerauhigkeit.
Nur im Bereich des im Hinblick auf die Windlasten an
- 12 -
Fassadenelementen unbedeutenden Bereichs der wiederanliegenden
Strömung ergeben sich geringe Abweichungen. Da, wie im folgenden
erläutert wird, der auf der Innenseite der Fassdenelemente
wirkende Innendruck durch die äußere Druckverteilung geprägt wird,
ist zu erwarten, daß der größere Unterdruck bei rauhen Oberflächen
auch einen im Vergleich zu glatten Oberflächen größeren Unterdruck
im Zwischenraum zwischen Fassadenelementen und winddichter Wand
hervorrufen wird. Die Modellmessungen an vergleichsweise glatten
Gebäudemodellen führen demnach zu Ergebnissen, die auf der
sicheren Seite liegen.
4.2.2 Verteilung der zeitlich gemittelten inneren Drücke
Der Druck im Raum zwischen winddurchlässiger Fassadendeckung und
winddichter Gebäudewand wird hauptsächlich durch die äußere
Druckverteilung, die Winddurchlässigkeit der Fassadendeckung und
durch den Abstand der winddurchlässigen Fassade von der
Gebäudewand beeinflußt. Für das Gebäudemodell mit H/B = 0,25 und
L/B = 1 wurde für die größte und für eine mittlere
Modelldurchlässigkeit für drei unterschiedliche Abstände der
Modellfassade von der Gebäudewand die Innendruckverteilung
gemessen, Bild 7. Für die große Durchlässigkeit ergeben sich im
Raum zwischen Fassade und Gebäudewand ähnliche Druckverläufe wie
auf der Außenfläche der Fassade. Außen- und Innendruck stimmen um
so besser überein, je geringer die Fassade von der Gebäudewand
entfernt ist. Die Luftströmung, die in Bereichen großen äußeren
Unterdruckes infolge der negativen Druckdifferenz zwischen Außen-
und Innenseite durch die winddurchlässige Fassade austritt, strömt
in Bereichen, in denen der äußere Unterdruck kleiner ist als der
innere Unterdruck in den Raum zwischen Fassade und Gebäudewand
ein. Je stärker das Nachströmen behindert wird, z. B. durch
erhöhten Hinterströmungswiderstand bei Verkleinerung des Abstandes
- 13 -
von der Gebäudewand, um so ausgeprägter ist auch der innere
Unterdruck in Gebieten großen äußeren Unterdrucks. Bei Fassaden
mit geringer Winddurchlässigkeit stellt sich für alle drei
betrachteten Fassadenabstände ein nahezu konstanter Druck im
Fassadeninnenraum ein.
In Bild 8 sind die Bild 7 entnommenen maximalen resultierenden
Druckbeiwerte in Abhängigkeit des relativen Fassadenabstandes s/b
aufgetragen. Während die am Fassadenelement angreifende,
resultierende Belastung bei geringer Winddurchlässigkeit im
betrachteten Abstandsbereich kaum vom Fassadenabstand abhängt,
steigt, wie bereits erwähnt, die resultierende Belastung bei
großer Winddurchlässigkeit mit zunehmendem Fassadenabstand. Alle
im folgenden beschriebenen Modellmessungen wurden mit einem
relativen Fassadenabstand s/B = 0,006 durchgeführt. Bei
ausgeführten Gebäuden sind die Fassadenabstände üblicherweise
kleiner (s/B < 0,003). Die Ergebnisse der Modellversuche liegen
daher auf der sicheren Seite.
Bild 9 zeigt als typisches Beispiel die Verteilung des zeitlich
gemittelten äußeren und inneren Druckes für ein Gebäudemodell in
glatter Windkanalströmung. Das Unterdruckmaximum der äußeren
Druckverteilung, das bei etwa 0,1 • 1/L auftritt, ist durch die
starke Beschleunigung infolge der seitlichen Ablenkung der
Strömung bedingt. Das Wiederanlegen der Strömung bei 1/L . 0,4
führt zu einem Aufstau und somit zu einem Druckanstieg. Eine
abhebend wirkende resultierende Windbelastung der Fassadenelemente
tritt nur in einem Bereich der Breite 1/I, 0,25 stromab der
Luvkante auf. Das Maximum des resultierenden Winddruckes ist dabei
abhängig von der Winddurchlässigkeit der Fassade.
Bei den Messungen,für die in Bild 9 ein beispielhaftes Ergebnis
gegeben wird, wurde die Unterkonstruktion nicht berücksichtigt.
- 14 -
Für das gleiche Gebäudemodell werden in Bild 10 die Ergebnisse bei
winddichter Unterkonstruktion mitgeteilt. Für diese
Einbausituation ist der Hinterströmungswiderstand sehr viel größer
als der Widerstand der beim Durchströmen der Fassadenfläche
auftritt. Die innere Druckverteilung entspricht mit sehr guter
Näherung der äußeren Druckverteilung und ist in weit geringerem
Maße abhängig vom Durchlässigkeitsparameter.
Bild 11 zeigt für das bereits in Bild 9 betrachtete Gebäudemodell
die äußere und innere Druckverteilung in simulierter
atmosphärischer Strömung. Die Druckbeiwerte wurden mit dem
Windstaudruck in Dachkantenhöhe gebildet. Infolge der erhöhten
Turbulenz der Anströmung verschiebt sich der Wiederanliegepunkt
der abgelösten Strömung zur Luvkante hin (1/L= 0,25). Für alle
betrachteten Durchlässigkeiten sind die äußere Druckverteilung und
die inneren Druckverteilungen qualitativ ähnlich. Ein Grund
hierfür könnte sein, daß der Spalt zwischen winddurchlässiger
Fassade und windundurchlässiger Modellwand an der Luvkante
geschlossen ist. Dies führt zu einem vergleichsweise großen
Hinterströmungswiderstand im Bereich des größten äußeren
Unterdruckes. Der resultierende Winddruck ist für alle
betrachteten Durchlässigkeiten in simulierter atmosphärischer
Windströmung geringer als in glatter Windkanalströmung.
4.3 Quasistatische Windbelastung
Die in DIN 1055 Teil 4 gegebenen Druckbeiwerte sind Beiwerte
zeitlich gemittelter Drücke. Als Grundlage für eine eventuelle
Aufnahme von Druckbeiwerten winddurchlässiger Fassaden wurden
daher zunächst die größten Windlastbeiwerte aus den
Druckverteilungen, für die Bild 9 ein Beispiel gibt, bestimmt. Die
Ergebnisse sind in den Diagrammen Bilder 12, 13 und 14
- 15 -
dargestellt. Der größte resultierende Druckbeiwertp net max
der an den windparallelen Fassaden in glatter Windkanalströmung
gemessen wurde, ist jeweils in Abhängigkeit von der relativen
Gebäudehöhe H/B für die drei untersuchten relativen Gebäudelängen
L/B = 0,5, 1 und 2 dargestellt. In den oberen Diagrammen sind
wieder jeweils die Werte für winddurchlässige Fassaden ohne
Berücksichtigung der Unterkonstruktion und in den unteren
Diagrammen die entsprechenden Werte bei winddichter vertikaler
Lattung aufgetragen.
Für relativ hohe Gebäude, H/B :1, ergeben sich für alle
untersuchten Gebäudemodelle vergleichsweise kleine resultierende
Druckbeiwerte. Für diese Gebäude legt sich die an der Luvkante
abgelöste Strömung nicht wieder an den windparallelen Seiten an.
Da folglich der zeitlich gemittelte Außendruck entlang der
Gebäudefassade nahezu konstant ist, kommt es zu einem fast
vollständigen Druckausgleich zwischen Innendruck und Außendruck.
Für vergleichsweise niedrige, kantige Baukörper wird die
resultierende Windbelastung erheblich von der Durchlässigkeit der
Fassaden bestimmt. Die größten resultierenden Winddruckbeiwerte an
winddurchlässigen Fassadeneindeckungen treten auf, wenn die an den
Luvkanten abgelöste Strömung sich an den windparallelen Seiten
wieder anlegt. Dies bedeutet, daß die größten resultierenden
Winddrücke an Fassadenelementen für Gebäudewände auftreten, an
denen die Verteilung des äußeren, zeitlich gemitteltenDruckes ein
deutliches Minimum besitzt. Aus den Bildern 12, 13 und 14 ergibt
sich die größte resultierende Windbelastung winddurchlässiger
Fassadeneindeckungen für Gebäude der relativen Abmessungen
H/B =0,5 und L/B = 2. Für das Modell dieser relativen Abmessungen
wurde daher der Einfluß der Strömungsrichtung auf die
Druckverteilung untersucht. Bild 15 zeigt die Ergebnisse für
Modellfassaden mit fünf unterschiedlichen Durchlässig-
keitsparameter. Der größte relative Winddruckbeiwert ist in
- 16 -
Abhängigkeit von der Anströmrichtung aufgetragen. Die kritische
Windrichtung für alle Durchlässigkeitsparameter ist a ,. 10°. Bild
16 gibt den resultierenden Druckbeiwert für das kritische Gebäude
bei kritischer Anströmrichtung in Abhängigkeit von der
Winddurchlässigkeit der Fassadeneindeckung. Für vergleichsweise
niedrige Bauwerke, die eine hinterlüftete Fassade erhalten sollen,
sollten diese Druckbeiwerte zum Standsicherheitsnachweis
entsprechend DIN 1055 verwendet werden.
4.4 Zeitlich veränderliche Drücke
Die Verläufe des zeitlich gemittelt n Druckes entlang
windparalleler oder nahezu windparalleler Wände zeigen für die
kritischen Bauwerksproportionen ein deutliches Windsogmaximum in
einer Entfernung von mindestens 10 % der Gebäudelänge stromab von
den Luvkanten. In den Gebieten unmittelbar stromab der Luvkanten
ist dagegen sowohl der äußere Unterdruck als auch die Differenz
der äußeren und inneren Unterdrücke vergleichsweise klein. Gerade
in diesem kantennahen Bereich beobachtet man jedoch in der Praxis
eine Häufung von Fassadenschäden. Da aus der quasistatischen
Windbelastung diese Häufung von Schäden nicht erklärt werden kann,
wurden an Modellen der relativen Abmessungen H/B . 0,5; L/B = 2
und H/B 1; L/B 2 eingehende Untersuchungen des zeitlich
veränderlichen Druckes unmittelbar stromab der Luvkanten
durchgeführt. Die Messungen wurden für verschiedene
Anströmrichtungen und Anströmbedingungen durchgeführt. Bild 17
zeigt als typisches Ergebnis die Häufigkeitsverteilung für den
äußeren und inneren Druck stromab der Luvkante des Gebäudes mit
H/B 1 und L/B = 2 in simulierter atmosphärischer Windströmung
für Anströmrichtung d 80°.
Der größte, bei der Auswertung mehrerer Häufigkeitsverteilungen
- 17 -
beobachtete Unterdruck auf der windundurchlässigen Gebäudewand
betrug
- 2,26, der zeitliche Mittelwert für diese Meßreihep ex
ap ex - 0,691. Dies ergibt einen Böenfaktor G 3,3. Dieser
vergleichsweise hohe Böenfaktor kann durch das kurzfristige
Auftreten eines Wirbelsystems auf den windparallelen Seiten des
Gebäudemodells unmittelbar stromab der Luvkanten erklärt werden.
Zur genaueren Untersuchung dieses nur intermittend auftretenden
Wirbelsystems wurden im Wasserkanal Strömungsbeobachtungen
durchgeführt. Bild 18 zeigt schematisch den nach einer
Filmaufnahme gezeichneten Strömungsverlauf. Entsprechend der
Melbourne-Hypothese (15) wird durch intermittend auftretendes
Wiederanlegen der Strömung an den windparallelen Seiten ein
geschlossenes Totwassergebiet erzeugt. infolge des höheren
Unterdruckes stromauf des Wiederanlegepunktes entsteht eine
Strömung in Richtung Luvkante entlang der Gebäudewand. Diese
Strömung erzeugt eine Staupunktslinie in der Nähe der Ablöselinie.
Dies führt zu einem Sekundärwirbel. Die Drehgeschwindigkeit dieses
Sekundärwirbels ist erheblich größer als diejenige des
Primärwirbels, was zu den hohen Unterdrücken unmittelbar stromab
der Luvkanten führt. Da jedoch die Strömung im Sekundärwirbel in
der Nähe der Ablöselinie der Außenströmung entgegengerichtet ist,
kommt es in diesem Bereich zu hohen Scherspannungen, die die
Energie des Sekundärwirbels rasch dissipieren lassen. Bild 19
zeigt eine Strömungsaufnahme des Sekundärwirbels. Die Stromlinien
wurden durch Wasserstoffbläschen, die auf hyrdolytischem Wege
erzeugt wurden, sichtbar gemacht. Man erkennt deutlich die infolge
der hohen Scherung auftretende Abgrenzung des Sekundärwirbels von
der außeren Strömung.
Aus den Häufigkeitsverteilungskurven, z. B. Bild 17, kann die
Differenz der Spitzendruckbeiwerte für Außen- und Innendruck
entnommen werden. Der unter kritischer Anströmrichtung für das
Gebäudemodell mit den kritischen Abmessungen bestimmte
- 18 -
Spitzendruckbeiwert ist in Bild 20 in Abhängigkeit des
Durchlässigkeitsparameters aufgetragen. Es ergeben sich annähernd
gleich große Beiwerte, wie die in Bild 16 dargestellten Beiwerte
für den maximalen, zeitlich gemittelten resultierenden
Druckbeiwert. Der Hauptgrund dafür ist, daß die Zeit, die zum
Druckausgleich von Außen- und Innendruck benötigt wird, wesentlich
kleiner ist als die Einwirkdauer der energiereichen
Druckschwankungen. Nach einer von Euteneuer (16) gegebenen
Gleichung ergibt sich für diese Druckausgleichszeit für Fassaden
mit einem Durchlässigkeitsparameter CD = 5000 eine Druck--
ausgleichszeit t 2•-• 10 s. Dies entspricht einer Frequenz
n 800 Hz. Aus Messungen an ausgeführten Gebäuden ist bekannt,
daß bei großen Windgeschwindigkeiten die energiereichen
Druckschwankungen mit Frequenzen n50 Hz auftreten.
Wie bereits erwähnt, unterscheiden sich die Differenzen der
momentan auftretenden Spitzendruckbeiwerte des äußeren und inneren
Druckes nur unwesentlich von der Differenz der Beiwerte der
zeitlich gemittelten inneren und äußeren Drücke. Die Winddrücke
sind daher bei vorgegebener Durchlässigkeit der Fassaden annähernd
proportional dem anzunehmenden Windstaudruck. Berechnet man den
Winddruck in Anlehnung an DIN 1055 Teil 4 mittels des
Bezugsböenstaudruckes, so ergeben sich Werte, die entsprechend dem
Böenfaktor G größer sind als die Werte, die man mittels des
Windstaudruckes entsprechend der über 10 Minuten gemittelten
Windgeschwindigkeit berechnet. Dies bedeutet, daß die in Anlehnung
an DIN 1055 Teil 4 bestimmten Windlastannahmen unter Umständen die
tatsächlichen Windlasten erheblich überschätzen.
4.5 Einfluß der Winddichtigkeit der Eckanschlüse
Die bisher mitgeteilen Ergebnisse beruhen auf Untersuchungen an
Fassadenmodellen mit winddichten Rand- und Eckanschlüssen. Bei
- 19 -
nicht winddichter Luvkante können sich durch Stauunterströmung
völlig unübersichtliche Belastungsverhältnisse an Fassaden
einstellen. Bei der praktischen Ausführung einer Fassade ist daher
insbesondere auf eine winddichte Eckkonstruktion zu achten, die
auch einen Ausgleich des Druckes in den Luftzwischenräumen hinter
den Fassaden an verschiedenen Gebäudewänden ausschließen muß. Eine
typische Unterkonstruktion für winddurchlässige
Fassadeneindeckungen ist in Bild 21 dargestellt. Die zur
Abdichtung vorgesehenen Winkel und Kompribänder müssen über die
Gesamthöhe der Fassade durchgehend angebracht werden.
Die Dichtigkeit dieses Eckanschlusses wurde untersucht. Die
Ergebnisse der Messungen sind in Bild 22 dargestellt. Auf der
Seite des betrachteten Fassadenausschnittes, an der die
Fassadenelemente ohne Wärmedämmung auf dem Lochblech angebracht
sind, stellt sich bei Absaugung der Luft aus dem Quader auf der
Unterseite der Fassadenelemente ein nahezu konstanter Unterdruck
entsprechend einem Druckbeiwert - 0,7 ein. Dabei wurde der
Zwischenraumdruck A p int auf den Bemessungsstaudruck q 800 N/m2
bezogen. Bei Verwendung der in Bild 21 dargestellten Abdichtung
ist im Zwischenraum zwischen winddichter Wand und Fassadendeckung
kein Druckunterschied zum Raumdruck meßbar. Dies bedeutet, daß
dieser Eckanschluß als winddichte Eckkonstruktion betrachtet
werden kann. Die Winddichtigkeit wird dabei insbesondere durch die
Anbringung der Kompribänder erzielt. Verwendet man nur Dichtwinkel
ohne Kompribänder, so stellt sich im unmittelbaren Eckbereich an
der winddichten Seite des Fassadenausschnittes ein Unterdruck
entsprechend int- 0,2 ein. Dieser Wert erhöht sich auf
cp0,26 wenn zusätzlich das dichtende Winkelprofil entfernt
- 20 -
5.0 Zusammenfassung
Zur Beurteilung der Belastung von Elementen hinterlüfteter
Fassaden durch Windkräfte wird die Verteilung der zeitlich
gemittelten Beiwerte des äußeren und inneren Druckes an
winddurchlässigen Fassaden für einfache, kantige Flachbaumodelle
im Windkanal untersucht. Die Innendruckverteilung, d. h. die
Verteilung des Druckes im Raum zwischen äußerer, winddurchlässiger
Fassade und windundurchlässiger Gebäudewand hängt von der
Verteilung des äußeren Druckes, dem Durchströmungswiderstand durch
die Fassade und dem Hinterströmungwiderstand ab. Ein Maß für den
Durchströmungswiderstand ist der Durchlässigkeitsparameter CD ,
der für zahlreiche, typische hinterlüftete Fassaden experimentell
bestimmt wurde. Der Hinterströmungswiderstand wird hauptsächlich
durch den Abstand der Fassade von der Gebäudewand und der Art der
Unterkonstruktion bestimmt. Die Messungen an den Gebäudemodellen
wurden sowohl in glatter Windkanalströmung und in simulierter
atmosphärischer Windströmung durchgeführt. Die größten Unterdrücke
und die größten resultierenden Drücke traten an Gebäudemodellen
auf, bei denen die Strömung an den Luvkanten ablöst und an den
windparallelen Seiten wieder anlegt. Dabei sind die abhebend
wirkenden Windlasten entsprechend des resultierenden Druckes zum
Teil erheblich kleiner als diejenigen entsprechend der
resultierenden Drücke. Die niedrigsten, nur kurzfristig
auftretenden äußeren Spitzendrücke und die damit verbundenen
größten, kurzfristig auftretenden resultierenden Drücke treten in
abgelöster Strömung auf. Sowohl die größten, zeitlich gemittelten
resultierenden Drücke als such die nur kurzfristig auftretenden
Spitzenwerte der resultierenden Drücke ergeben sich in glatter
Windkanalströmung. Eine Erhöhung der Fassadendurchlässigkeit führt
zu einer Verringerung der resultierenden Windlasten. Bei Erhöhung
des Hinterströmungswiderstandes, z. B. bei Verwendung einer
möglichst winddichten vertikalen Lattung, können die
- 21 -
resultierenden Windlasten zum Teil erheblich verringert werden.
Die mitgeteilten Druckbeiwerte, die als Grundlage für die
Bestimmung von Windlastannahmen hinterlüfteter Fassaden dienen
können, gelten nur für winddichte Ausführungen der
Unterkonstruktion an den Gebäudekanten. Falls die
Hinterlüftungsräume der luvseitigen Wand und einer windparallelen
Wand winddurchlässig miteinander verbunden sind, kann sich unter
Umständen der aufstaubedingte hohe Druck im luvseitigen
Hinterlüftungsraum dem Teil des Hinterlüftungsraums auf der
windparallelen Seite, der sich unmittelbar stromab der Luvkante
befindet, aufprägen. Dies kann zu einer erheblichen abhebend
wirkenden Windlast führen.
Literatur:
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Wind tunnel studies of pressure distribution of elementary
building forms, IOWA Institute of Hydraulic Research, State
University of IOWA (1951)
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and II, Parts 1, 2, BLWT Rep. SS8-1977, University of Western
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(7) Gerhardt, H.J., Kramer, C.
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(8) Kramer C., Gerhardt, H.J., Kuster, H.-W.
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Kramer, H.J. Gerhardt (edts.), Proc. 3rd Colloquium on
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Wind loads on surfaces of low-rise buildings, in: C. Kramer,
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IV-2-16
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(12) Harris, R.I.
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verschiedenen Windkanälen, 2. Zwischenbericht, Lehrstuhl für
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testing of wind-flow patterns close to building facades,
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(15) Melbourne, H.W.
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Druckanstieg im Inneren von Gebäuden bei Windeinfall, Der
Bauingenieur, Heft 6 (1970)
Bildlegenden
Bild
Schematische Darstellung der an einem Fassadenelement angreifenden,resultierenden Windlast
Bild 2
Abhängigkeit des Druckverlustbeiwertes c vom Volumenstrombeiwertaltfur die Durchströmung winddurchlässiger PFassaden
Bild 3
Abhängigkeit des Durchlässigkeitsparameters C D vom relativen, aero-dynamisch freien Querschnitt
Bild 4
Zeitlich gemittelter Druckbeiwert für eine windparallele Seitenwandin Abhängigkeit von der relativen Gebäudehöhe für Gebäude mit qua-dratischem Grundriß
Bild 5
Zeitlich gemittelter Druckbeiwert für eine windparallele Seitenwandin Abhängigkeit von der relativen Gebäudehöhe für Gebäude mit Recht-eckgrundriß
Bild 6
Verlauf des zeitlich gemittelten Druckbeiwertes entlang einer wind-parallelen Wand für Gebäude der relativen Abmessungen H/B = 0,25und L/B = 2 für zwei unterschiedliche Wandrauhigkeiten
Bild 7
Verlauf des zeitlich gemittelten äußeren und inneren Druckes fürein typisches Gebäudemodell bei unterschiedlicher relativer Entfer-nüng s/B der winddurchlässigen Fassade von der windundurchlässigenGebäudewand
Bild 8
Größter Beiwert der zeitlich gemittelten resultierenden Drücke inAbhängigkeit vom relativen Fassadenabstand s/B
Bild 9
Verlauf der Beiwerte der zeitlich gemittelten Außen- und Innendrückean der windparallelen Seite eines typischen Gebäudes bei Verwendungwinddurchlässiger Fassaden ohne Berücksichtigung der Unterkonstruk-tion
Bild 10
Verlauf der Beiwerte der zeitlich gemittelten Außen- und Innendrückean der windparallelen Seite eines typischen Gebäudes bei Verwendungwinddurchlässiger Fassaden mit winddichter Unterkonstruktion
Bild 11
Verlauf der Beiwerte der zeitlich gemittelten Außen- und Innendrückean der windparallelen Seite eines typischen Gebäudes bei Verwendungwinddurchlässiger Fassaden ohne Berücksichtigung der Unterkonstruk-tion in simulierter atomsphärischer Windströmung
Bild 12
Maximaler Beiwert der zeitlich gemittelten resultierenden Drücke inAbhängigkeit von der relativen Gebäudehöhe H/B und dem Durchlässig-keitsparameter CD für windparallele Seiten eines quer angeströmtenRechteckgebäudes
n4IA I/1.1
Maximaler Beiwert der zeitlich gemittelten resultierenden Drücke inAbhängigkeit von der relativen Gebäudehöhe H/B und dem Durchlässig-keitsparameter CD windparallele Seiten von Gebäuden mit quadra-tischem Grundriß-
Bild 14
Maximaler Beiwert der zeitlich gemittelten resultierenden Drücke inAbhängigkeit von der relativen Gebäudehöhe H/B und dem Durchlässig-keitsparameter CD für windparallele Seiten längs angeströmter Gebäu-de mit Rechteckgrundriß
Bild 15
Größter Beiwert des zeitlich gemittelten resultierenden Druckes inAbhängigkeit von der Anströmrichtung für ein Gebäude der relativenAbmessungen H/B = 0,5 und L/B = 2 in glatter Strömung
Bild 16
Größter Beiwert des zeitlich gemittelten resultierenden Druckes beikritischer Anströmrichtung in Abhängigkeit vom Durchlässigkeitsparammeter CD in glatter Strömung
Bild 17
Häufigkeitsverteilung des äußeren und inneren Druckes in simulierteratmosphärischer Strömung
Bild 18
Schematischer Stromlinienverlauf stromab der luvseitigen Kante einerwindparallelen Gebäudewand
Bild 19
Stromlinienverlauf stromab der Luvkante einer windparallelen Seite(die Stromlinien wurden mittels hydrolytisch erzeugter Wasserstoff-brAschen sichtbar gemacht)
Bild 20
maximaler Beiwert der resultierenden Spitzendrücke in Abhängigkeitvom Durchlässigkeitsparameter CD
Bild 21
Typische Eckverbindung für winddurchlässige Fassadensysteme
Bild 22
Einfluß der Winddurchlässigkeit des Eckanschlusses auf die Druckver-teilung zweier benachbarter Gebäudeseiten
Strömung um dasFassadenelement
"411111•n••-*
f2
f3
Böigkeitdes Windes
innereDruckverteilung
dunereDruckverteitung
Strömungsfeldum das Gebäude
Übertragung s-funktion
resultierende Windicist
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Asbestzement Fassaden
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Tonziegel
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0
0,5 1,0 1,5 2, H/B
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BILD 6
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L= 2 B
r H= 0,25 B
Cpm
k/B
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—•— • — s/B= 0,0031— — =0,0062- -= 0,0125
C D = 2 7.105-Ep ex
0,25 0,5 0,75 1,0
- 0,6
- Q,4
00 0,25
0,5
0,75
1,0
0 0,005 0,015
s/B
0,01
"E p net max
-0,5C 0 = 2, 710 5
••nn•nnn•
M Id 8
io0,25 0,5 0,75
Lit 1,0
0 0
0,5 1,01/L
0,25 0,750
I
p net maxC D =
-0,5 2,7.105+
2,3.104°
5.103
0
ohneInterkonc,ruktion
28
5 1,0 1,5H/B
mit vertikaler Unterkonstruktion
0,5 1,0H/B
1,5
tlild 12
pnet max
CD-0,5 2,710+
-0,
2,3.104
5-10 3
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ohne
Unterkonstruktion
-11.1"
0
0,5 1,0 1,5H/B
Ep net max
f- 0,2 mit vertikaler Unterkonstruktion
2,710+- 0, 2,3 . 104 co
5.103
0
0,5
1,0
1,5
-J/B
Bild 13
1,00,50
net max
- 0,6Co=
- 0 , 5 2,7 . 105+
- 0,2,3 .104.
- 0,3
- 0,2
- 0,1
01,5
H/B
ip net max
10,3
mit vertikaler Unterkonstruktion- 0,2
5 .103
2,7-10 5+ + 2,3 .104________________,5 . 10 3 8 -----a' 0
0 0,5 1,0 1,5------ H/BBild 14
- 0,1
ohneUnterkonstrukti on
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C P net max-1,0
CD
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Bild 15
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CD
Bild 16
Druckmensteite
Bild 17
Primärwirbel
Sekundärwirbel
Bild 18
windundurch ässige Wand
U,„
80°
glatte Strömung
V
C p net max
-1.5
-0,5
0o3 10 4105 D
offenes Geldnde
Bild 20
VERSUCHSANORDNUNG DETAILS
atternativ :ECKTRAGWINKEL
PLATT HAKEN
ECKPROFIL HALTER
WINKEL zur Abschottung
DAMMPLATTEN 60 mm
ILBild 21
ECKTRAGPROFIL
OMPRIBAND
P -1,0
-0,8- 0,6
-0,-0,2
0CL
I 0
UD (N1(5 CD d
1 I 0
mit Dichtwinkeln und 2 Compribändern
mit Dichtwinkeln, aber ohne Compribänder
--x-- ohne Dichtwinkel und ohne Compribänder
Bild 22
