5.3.2 Beschrijving van niet-blokvormige gebouwen

Vorm gebouw vertalen naar afmetingen

De gebruiker moet de vorm van het gebouw als het ware vertalen naar afmetingen van een rechthoekig gebouw. Hieronder wordt een aantal situaties omschreven waarin een rechthoekig vervangingsgebouw kan worden gedefinieerd en gebruikt. Ook worden situaties omschreven waarin de gebouwmodule van het Nieuw Nationaal Model (NNM) niet in een oplossing kan voorzien.

Resultaten meting versus gemeten concentraties

Bij het bepalen van een rechthoekig vervangingsgebouw, moet worden bedacht dat in de directe omgeving (5 tot 10 maal de gebouwhoogte) van het obstakel/gebouw de resultaten van de berekening sterk kunnen afwijken van concentraties die gemeten zouden worden. Rond iedere hoek of opening van het gebouw zal namelijk een recirculatiewervel optreden. Omdat deze niet in de berekening met een vervangingsgebouw worden verdisconteerd, ontstaan lokaal sterke afwijkingen. De nu volgende handreikingen voor een vervangingsgebouw moeten dus gezien worden als ruwe benaderingen voor die situaties waarin een 'best-guess' voor de grondconcentraties nodig is. Deze kunnen worden toegepast voor afstanden binnen 10 maal de gebouwhoogte en geven dus een hogere (maar ook onbekende) onnauwkeurigheid dan bij berekeningen voor een echt rechthoekig gebouw.

Veelal zal men rekenen in een rooster met aanstroming vanuit allerlei windrichtingen, maar men kan bij de bepaling van een vervangingsgebouw eventueel de nadruk leggen op het aanstroomoppervlak, gezien vanuit de dominante windrichting (west). Het is in de toekomst mogelijk om een algoritme te definiëren dat voor een willekeurige veelhoek de 'beste' benadering van het vervangend aanstroomoppervlak kan vinden.

Figuur 5.6. Voorbeelden in bovenaanzicht van vervangingsgebouwen (onderbroken lijnen)

Niet blokvormige gebouwen zonder duidelijke hoogtevariaties

Hierbij kan worden gedacht aan drie situaties, namelijk U-, Z- en X-vormige gebouwen. Deze kunnen het best als volgt worden weergegeven:

• U-vormig gebouw: benaderen als een gesloten rechthoek (figuur 5.6)
• Z-vormig gebouw: benaderen als een rechthoek welke de Z-vorm net omsluit
• X-vormig gebouw: benaderen als een rechthoek welke de X-vorm net omsluit (figuur 5.6)

In de openingen en uitsparingen en in de omgeving daarvan zullen de berekende concentraties onbruikbaar zijn op die locaties. De lokale wervelstructuur zal namelijk sterk afwijken van de vereenvoudigde vorm die in de gebouwmodule wordt aangenomen.

Gebouwen met hoogtevariaties

Het is lastig om gebouwen met verschillende hoogtes te combineren in een enkel generiek vervangingsgebouw. Dit is duidelijk te zien aan onderstaand voorbeeld van een gebouw met een schuine zijkant (figuur 5.7). De hoogte van het frontale oppervlak verschilt sterk wanneer gekeken wordt vanuit de richtingen A of B. Vanuit A kan wellicht nog gerekend worden met de oorspronkelijke, grootste hoogte van het gebouw (H) maar vanuit richting B is dit zeker niet juist. De keuze van een gemiddelde hoogte voor een vervangingsgebouw zal in alle gevallen tot grote afwijkingen leiden. Verder zal het stromingspatroon rond een schuin gebouw uiteraard anders zijn dan dat rond een blokvormig gebouw.

Figuur 5.7. Voorbeeld van een gebouw dat niet goed door een blokvormig vervangingsgebouw benaderd kan worden.

Kleine variaties in de hoogte van een flatgebouw, bijvoorbeeld liftschachten en airco-units zijn vaak relatief onbelangrijk voor de globale omstroming van het gebouw en kunnen dan ook verwaarloosd worden. Als er op een relatief groot oppervlak van het dak een constructie staat, dan kan de effectieve hoogte van het vervangingsgebouw evenredig worden verhoogd.

Voorlopig wordt voor het correcte gebruik van de gebouwmodule dus uitgegaan van gebouwen met een hoofdzakelijk platte bovenkant, zoals flats. Ingeval van zeer complexe gebouwvormen is het raadzaam contact op te nemen met de leverancier van het rekenmodel.

Gebouwen met schuine daken

De stroming om en langs zeer schuine daken of hoeken zal loslaten en gaan wervelen als de hoek tussen de twee vlakken groter is dan een zekere minimum waarde. De exacte waarde is moeilijk vast te stellen omdat daken en hoeken slechts zelden als een tweedimensionale rij kunnen worden beschouwd.

De gebouwmodule gaat er expliciet van uit dat de vorm van het gebouw zodanig is dat er een dak- en een lijwervel optreden. Ingeval van zeer schuine daken of andere constructies waarbij de hoek tussen verschillende vlakken kleiner is dan ongeveer 10-20^o zullen deze wervels veel minder of zelfs niet optreden. Dit betekent dat de omstroming van zeer schuine daken en vlakken niet met de gebouwmodule benaderd kan worden, los van de problemen welke eerder omschreven zijn bij gebouwen met hoogtevariaties.

Figuur 5.8. Voorbeeld van een "moeilijk" gebouw

Ronde vormen

Grote gebouwen met ronde wanden (silo's, opslagtanks, koeltorens etc.) genereren nauwelijks wervels zoals wordt aangenomen in de gebouwmodule. Deze vormen kunnen dan ook niet met de gebouwmodule worden doorgerekend. Bij ronde koeltorens vindt de emissie aan de bovenzijde plaats; deze kan doorgerekend worden, zoals onder pluimstijging is aangegeven. Beïnvloeding van pluimverspreiding door een andere koeltoren of de stijgende koeltorenpluim ervan, valt buiten de scope van het NNM.

Ook voor bolle (halfronde) daken en koepels geldt dat het NNM geen mogelijkheden biedt hierop een zinvol antwoord te genereren. Om een idee van de stromingseffecten te krijgen, zijn numerieke stromingsberekeningen of windtunnelmetingen, of veldmetingen noodzakelijk.