Windkräfte Auf Bewachsene Seilfassaden
Creators: name: Arnold, Kilian (Autor/in)
Publisher: name: Zenodo
Year: 2018
Subjects: Windkräfte
bewachsene Seilfassaden
Kletterpflanzen
drag coefficinet
Strömungswiderstand
Windlasten
begrünte Seilstrukturen
living Wall

description: <strong>Kurzfassung</strong><br>
Städtische Hitzeinseln («Urban Heat Islands») kennt man in vielen Städten. Die Materialien des Ver-kehrsnetzes und der Bebauung absorbieren und speichern die Sonnenenergie tagsüber und geben die Wärme nachts an die Umwelt ab. Die Städte kühlen in Hitzeperioden nachts deshalb deutlich weniger aus. Eine Möglichkeit der Kühlung von Städten liegt in der Schaffung von grünen Naherholungszonen wie z. B. Parkanlagen, die bei der Verdunstung von Wasser Wärme aus der Umgebung beziehen. Ein Problem bei der Schaffung von neuen Parkanlagen ist der Platzbedarf für neue Projektierungen. Die Städte wachsen und verdichten sich, gewidmete Grünflächen werden weniger. Um mehr Begrünung in der Stadt zu realisieren, bietet sich die Begrünung von Gebäudeoberflächen an. Die Realisierung wirft jedoch einige Fragen auf wie z. B. jener nach dem dynamischen Umgang mit Windlasten.<br>
Um die Windlasten bei Projektionen von neuen begrünten Fassaden berechnen zu können, benötigen die Ingenieure Formbeiwerte von typischen Pflanzen, welche für die Begrünung eingesetzt werden. In dieser Arbeit wurden die Strömungswiderstände von fünf typischen Pflanzen der bodengebundenen Begrünungsvariante einer pflanzenbewachsenen Seilfassade gemessen und statistisch ausgewertet. Dazu wurde ein erster Prototyp eines turbulenten Windkanals angefertigt, der die Böen der natürlichen Luftströmung durch Wind simuliert. Sind die Strömungsschleppkräfte einer Pflanze bekannt, kann der Formbeiwert bestimmt werden. Anhand eines semiprobabilistischen Bemessungskonzepts und der er-mittelten Formbeiwerte können die Windlasten auf die Rankkonstruktion an Fassaden bei neuen Pro-jektierungen nach den gültigen Normen der SIA ermittelt und die Rankkonstruktion bemessen werden. Pflanzen haben durch ihre Stiele und Blätter bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten ein enormes Ver-formungsvermögen, das in der Strömungsmechanik in der Form einer charakteristischen Länge be-stimmt werden kann. Ein erster Ansatz eines Zusammenhangs durch eine charakteristische Länge wurde anhand der Versuchsresultate und der hergeleiteten Differentialgleichung aufgestellt. Als Ziel dieses Zusammenhangs resultiert eine charakteristische Länge, durch welche die Strömungsschlepp-kräfte von bewachsenen Seilfassaden direkt bestimmt werden können, ohne aufwendige Versuche in einem turbulenten Windkanal durchführen zu müssen.

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<strong>Abstract</strong><br>
Urban heat islands are known in many cities. The materials used in the transport network and build-ings absorb and store solar energy during the day and release the heat to the environment at night. As a result, cities cool down much less at night during hot spells. One way of cooling cities is to create green recreational areas such as parks that draw heat from the surrounding area when water evapo-rates. One problem with the creation of new parks is the space required for new project planning. Cit-ies are growing and condensing, and dedicated green spaces are becoming fewer. In order to realize more greening in the city, the greening of building surfaces makes sense. However, the implementa-tion raises some questions, such as the dynamic handling of wind loads.<br>
In order to be able to calculate the wind loads when projecting new green facades, the engineers need drag coefficients of typical plants used for greening. In this study, the flow resistances of five typical plants of the soil-bound greening variant of overgrown rope facade were measured and statistically evaluated. For this purpose, a first prototype of a turbulent wind tunnel was made, which simulates the gusts of natural wind flow. If the drag forces of a plant are known, the drag coefficient can be deter-mined. Using a semi-probabilistic design concept and the determined drag coefficients, the wind loads on the edge construction on facades can be determined for new projects in accordance with the appli-cable SIA standards and the edge construction can be designed. Plants have enormous deformability due to their stems and leaves at high flow speeds, which can be determined in the form of a character-istic length in fluid mechanics. A first approach of a universal law by a characteristic length was estab-lished on the basis of the test results and the derived differential equation. The aim of this uni-verse law is a characteristic length by which the drag forces of overgrown rope facades can be directly deter-mined without having to carry out complex tests in a turbulent wind tunnel.
description: + ID der Publikation: hslu_55423 + Art des Beitrages: Master-/Lizentiats-/Diplomarbeit + Name der Universität / Institution inkl. Ort: Hochschule Luzern Technik und Architektur, Horw + Land der Universität / Institution: Schweiz + Sprache: Deutsch + Letzte Aktualisierung: 2018-09-05 11:19:01