Virtuelle Winde. CFD-Windlastsimulationen sind kein Ersatz, aber eine gute Ergänzung der konventionellen Methoden: Fid-Bau Portal

Virtuelle Winde. CFD-Windlastsimulationen sind kein Ersatz, aber eine gute Ergänzung der konventionellen Methoden

Behaneck, Marian / Alexandrow, Sergej

Windlasten und ihre Berechnung spielen vor allem bei Gebäuden mit unkonventionellen Formen und beim Leichtbau eine Rolle. Bei großen Projekten kommen daher neben Windkanalversuchen mit Modellen auch numerische Strömungssimulationsprogramme (Computational Fluid Dynamics CFD) zum Einsatz. Windkräfte setzen sich aus Druck- und Soglasten zusammen und werden vor allem von der Höhe, der geometrischen Form, den Abmessungen und den Schwingungseigenschaften der Bauten, den topologischen Umgebungsbedingungen sowie schlicht vom Wetter bestimmt. Basis für die Berechnung ist die Norm DIN 1055-4 in ihrer Fassung aus dem Jahr 2007. Sie teilt die Außenwände und Dachflächen in fünf verschiedene Bereiche ein. Zur CFD wird ein dreidimensionales CAD-Modell in eine endliche Anzahl kleiner Zellen aufgeteilt, deren Größenordnung die Genauigkeit der Simulation bestimmt. Hierbei kommen zunehmend auch Laserscanning-Verfahren zum Einsatz, um etwa eine existierende Geometrie oder ein Modell erfassen zu können. Durch geeignete Modelle werden die jeweils herrschenden physikalischen Prozesse beschrieben. Die Tauglichkeit der Simulationsergebnisse ist abhängig von der Qualität der eingegebenen Daten. Grundsätzlich sind sowohl Windkanalversuche wie auch CFD-Simulationen immer nur Annäherungen und die Ergebnisse müssen kritisch auf ihre Plausibilität und Gültigkeit hin betrachtet werden. So wird auch langfristig nur die Kombination aus Simulation, Versuch und Berechnung die Lösung anspruchsvoller Problemstellungen ermöglichen.