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Lärmriegel und Durchlüftung
Während mit einer möglichst geschlossenen Bebauung entlang von stark befahrenen Strassen und Bahnlinien versucht wird, den Anforderungen des Lärmschutzes gerecht zu werden, wird bei einer stadtklimatisch optimierten Bauweise für Frischluftströmungen ein möglichst hindernisfreier Zugang bis weit ins Siedlungsgebiet angestrebt. Besonders in Hanglagen mit ausgewiesener Kaltluftströmung kann dies zu Zielkonflikten führen.
Über- oder Umströmen sicherstellen
Riegelbauten quer zum Kaltluftstrom sind jedoch nicht immer problematisch. Nämlich dann nicht, wenn die Gebäude von der Kaltluft über- oder umströmt werden können. Gemäss der Studie «Anforderungen an die Durchlüftung von Lärmschutzriegelbauten» ist dabei die Höhe der maximalen Fliessgeschwindigkeit (HVmax) der Kaltluft ein zentraler Faktor. Bauten unterhalb dieser Höhe können problemlos von der Kaltluft überströmt werden. Es werden sogar noch Gebäude mit einer Gebäudehöhe von bis zu 1.5*HVmax in ausreichendem Masse überströmt. Bei Gebäudehöhen von über 1.5*HVmax erfolgt ein Strömungsabriss und die Kaltluftversorgung der hinter dem Riegel liegenden Gebiete ist nicht mehr gewährleistet.
Simulation von Überströmungssituationen verschieden hoher Gebäude (H = 4m (oben), H = 13m (Mitte), H = 20m (unten)). Die Windrichtung ist von rechts nach links. Die Höhe der maximalen Fliessgeschwindigkeit liegt bei 10 m (HVmax). Die ersten beiden Situationen zeigen ein Überfliessen der Gebäude, während beim Gebäude unten ein Strömungsabriss erfolgt: der violette Bereich mit hohen Geschwindigkeiten ist nicht mehr durchgehend.
Riegelbauten, die den Kaltluftstrom wesentlich behindern, sind unerwünscht. Entschärft werden kann der Konflikt durch bauliche Lücken im Gebäuderiegel. Dadurch kann der Luftstrom die hohen Gebäude seitlich umströmen und auch die abgewandte Seite besser belüften. Wo zum Schutz des Wohnumfeldes und der rückwärtigen Bebauung eine Lückenschliessung sinnvoll ist, können ein- bis zweigeschossige (überströmbare) Verbindungsbauten eine gute Lärmreduktion bewirken (allfällige Lärmreflexionen an den Seitenfassaden sind zu berücksichtigen).
Höhe der maximalen Fliessgeschwindigkeit der Kaltluft
Gemäss einer Studie zu Kaltluftabflüssen “Erstellen eines flächendeckenden Screening-Modells zur Ermittlung der Geruchsausbreitung in Kaltluftabflüssen für die Ostschweiz” (Röckle, R. und Richter, C.-J., 2007) liegt das Maximum der Windgeschwindigkeit bei Kaltluftströmen in der unteren Hälfte (zwischen einem Viertel und der Hälfte) der Mächtigkeit des Kaltluftstroms.
Typische vertikale Strömungsprofile in einem Kaltluftabfluss (links) und einer sonstigen Grenzschichtströmung. z = Kaltlufthöhe (Mächtigkeit), u = Windgeschwindigkeit
Detaillierte Aussagen zur Mächtigkeit eines Kaltluftvolumenstroms können mit Hilfe von Modellierungen generiert werden.
Fazit
Ausser bei äusserst geringmächtigen Kaltluftströmen von unter 5 Metern Mächtigkeit kann grundsätzlich davon ausgegangen werden, dass eine eingeschossige (Verbindungs-)Baute immer von der Kaltluft überströmt werden kann.