| 4. |
Methoden der Informationsgewinnung für die Planung (Natur-Messungen, Windkanal, Modellierung) |
||
|
|||
.
|
4.2.2 Der
Windkanal als Untersuchungsmethode
Bei stadtklimatologischen Untersuchungen im Windkanal ist es notwendig, ein der Natur entsprechendes Windprofil zu erzeugen. Im Windkanal wird dies erzeugt, indem die nach Passieren der Einlaufdüse zunächst gleichförmige und turbulenzarme Strömung durch sogenannte Wirbelgeneratoren und über Rauhigkeitselemente geleitet wird. Die Wirbelgeneratoren verbauen den Strömungsquerschnitt unten stärker als oben und formen damit das typische Grenzschichtprofil vor, bevor die durch Bodenrauhigkeit erzeugte Scherturbulenz in die Strömung hineinwachsen kann (Abb. 4/6). Grenzschichtwindkanäle sind bedingt durch obige Anforderungen im Verhältnis zur nutzbaren Teststrecke sehr lang (Abb. 4/7). Im Rahmen dieser Fibel kann auf die Theorie der Windkanalmodellierung nicht näher eingegangen werden, verwiesen sei hier auf die Fachliteratur (z.B. PLATE, 1982; SCHATZMANN et al., 1986). Wesentlich ist bei strömungsmechanischen Untersuchungen, dass die entsprechenden Modellgesetze (Ähnlichkeitskriterien) erfüllt sind und somit die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die natürlichen Verhältnisse sichergestellt ist. Dies ist der Fall, wenn die Längen im Modell ein festes Verhältnis zu den Längen in der Natur aufweisen und die anströmende Grenzschicht sowie die Umströmung der Hindernisse "ähnlich" zur Natur sind (Abb. 4/8a) Die reale Größe der zu untersuchenden Modelle hängt von den einzelnen Windkanälen und den Fragestellungen ab. An der Universität von Karlsruhe können z.B. Modelle bis zu 2 m Durchmesser untersucht werden. Um verschiedene Windrichtungen zu simulieren, wird das Modell im Windkanal (Abb. 4/8b und Abb. 4/8c) entsprechend gedreht. Der Vorteil des Windkanals gegenüber Messungen vor Ort liegt darin, dass zukünftige Planungen bzw. Alternativen mit ihren Veränderungen sehr schnell erfasst werden können, sobald ein geeignetes Modell des Planungsgebietes erst einmal erstellt ist. Im Windkanal selbst werden verschiedenartige Untersuchungsmethoden verwendet. Welche Methode eingesetzt wird, hängt ab von der einzelnen Fragestellung, aber z.T. auch von der gewünschten Genauigkeit der Aussagen (z.B. qualitativ oder quantitativ). Nachfolgende Untersuchungsmethoden werden üblicherweise verwendet. |
| . | |
| . . |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
| . | ||||||||||||||||||||||||||
|
