Studio CFD degli impatti del vento su due grattacieli nel quartiere Olympiades, a Parigi 13°, nell'ambito di un progetto di ristrutturazione.
Nell'ambito di un progetto di ristrutturazione, EOLIOS è stata incaricata di analizzare l'impatto del vento su due grattacieli (IGH) situati nel quartiere Olympiades, nel 13° arrondissement di Parigi. Lo studio si svolge in un contesto urbano denso, con sfide al tempo stesso strutturali e operative legate alla grande altezza degli edifici.
L'obiettivo principale della missione era caratterizzare gli effetti di sito mediante uno studio aerodinamico numerico. La simulazione CFD ha permesso di valutare la distribuzione delle velocità e delle pressioni attorno agli edifici per otto direzioni del vento.
L'analisi si è concentrata su tre punti critici : individuare le zone di ricircolo, sovravelocità o riparo ; l'impatto degli effetti di sito sull'uso dei cestelli di manutenzione ; e la misura delle pressioni di facciata, mediante CFD e mediante l'Eurocodice.
L'essenziale. Ristrutturazione (EIFFAGE) di due edifici residenziali di grande altezza nel quartiere Olympiades, Parigi 13°, le Torri Tokyo e Osaka. Studio CFD su 8 direzioni del vento: effetti di sito (Venturi tra le torri, downwash, effetti d'angolo), raffiche amplificate fino a +77% a 80 m, sicurezza dei cestelli (soglia NF EN 280 di 12,5 m/s → ~250 h/anno di indisponibilità) e pressioni di facciata validate rispetto all'Eurocodice.
L'analisi del vento nelle aree edificate si basa su una buona comprensione della struttura verticale dell'atmosfera e degli effetti della topografia e dell'urbanizzazione. Lo strato limite atmosferico si suddivide in tre sotto-strati : il sotto-strato rugoso (in prossimità del suolo, turbolenza disorganizzata), lo strato superficiale (da 10 a 100 m, forte gradiente di velocità) e lo strato esterno (più in alto, che riflette il vento geostrofico). La velocità vi varia secondo un profilo logaritmico — il gradiente verticale.
La rugosità del suolo e del tessuto urbano altera fortemente i profili di vento. Un ambiente denso (edifici ravvicinati, vegetazione) rallenta il vento in prossimità del suolo e accentua il gradiente verticale ; al contrario, un terreno aperto (pianura, mare) lascia che il vento si sviluppi più liberamente. Questi effetti sono integrati nella modellazione CFD mediante un coefficiente di rugosità, derivato dalle caratteristiche del terreno secondo le raccomandazioni dell'Eurocodice.
La presenza di edifici alti e di un tessuto urbano complesso genera numerose perturbazioni del vento. Questi effetti devono essere individuati per garantire la sicurezza e il comfort degli utenti, in particolare durante i lavori in quota.
La presenza di edifici alti e di un tessuto urbano complesso genera molte perturbazioni : effetto Venturi (accelerazione tra due edifici vicini), effetto di incanalamento (concentrazione nelle strade orientate secondo il vento dominante) ed effetto d'angolo (turbolenza e raffiche agli spigoli vivi). Questi fenomeni possono generare velocità elevate, fonti di disagio o di rischio.
I grattacieli inducono marcati effetti di downwash : il flusso che colpisce la facciata alta viene reindirizzato verso il suolo, aumentando le velocità al piede dell'edificio. Questa configurazione è spesso problematica attorno a ingressi, terrazze e aree pedonali. La CFD quantifica questi effetti per anticipare le sovravelocità e progettare protezioni adeguate. Nell'immagine, gli effetti d'angolo sono chiaramente identificabili.
Su un grattacielo, il vento che colpisce la facciata alta viene spinto verso il suolo, aumentando fortemente le velocità al piede dell'edificio, tipicamente attorno a ingressi e spazi pedonali.
I grattacieli sono soggetti a carichi aerodinamici significativi che devono essere valutati con precisione per garantire la robustezza dell'involucro. Il vento esercita pressioni dinamiche sulle pareti esposte e depressioni sulle facce opposte, concentrate sugli spigoli verticali (ristagno e separazione) e sulle superfici esposte al vento dominante.
Gli elementi di facciata (facciate continue, vetrate, fissaggi) devono sopportare queste pressioni localizzate senza deformazioni eccessive. La CFD individua le zone più caricate e permette di testare l'effetto di varianti progettuali prima dell'esecuzione.
Per garantire la validità delle simulazioni e l'allineamento con le pratiche regolamentari, la modellazione CFD integra i requisiti della norma EN 1991-1-4 (Eurocodice Vento) oltre ai risultati di uno studio meteorologico approfondito. Le simulazioni si basano su :
La velocità di base del vento, determinata in base alla posizione e alla topografia del sito.
I coefficienti di rugosità e orografia, adattati alla categoria di terreno : esprimono l'influenza del suolo e del rilievo sul profilo verticale della velocità del vento.
Un profilo verticale di velocità Vm(z) logaritmico, definito a partire da questi parametri e adattato alle specificità del sito.
Questo quadro permette di simulare velocità del vento rappresentative di diverse altitudini e di confrontarle con le soglie di sicurezza stabilite.
Il profilo di velocità in ingresso al dominio — velocità di base uniforme e parametri di rugosità specifici del terreno — è calcolato in conformità con l'Eurocodice. Il modello specifico utilizzato simula otto orientamenti principali : a partire da questo profilo di riferimento, gli effetti di sito sono analizzati per ciascuna direzione, mettendo in evidenza accelerazioni locali, zone di ricircolo ed effetti di deviazione.
Secondo la norma NF EN 280, i cestelli non devono essere utilizzati oltre i 12,5 m/s. In un contesto urbano complesso, gli effetti di sito possono amplificare localmente questa velocità, da cui la necessità di una valutazione dettagliata mediante simulazione.
La norma NF EN 280 vieta l'uso delle piattaforme di lavoro elevabili oltre i 12,5 m/s di vento. La CFD fornisce la velocità media per direzione; convertita in velocità di raffica, insieme all'intensità di turbolenza e alla pressione dinamica, viene confrontata con questa soglia per stimare le ore di indisponibilità.
Grazie alla CFD, sono individuate le zone di sovravelocità suscettibili di compromettere la stabilità del cestello. Sono inoltre localizzate le zone riparate o a bassa turbolenza per definire finestre operative sicure. I risultati sono incrociati con i dati meteorologici per formulare raccomandazioni direttamente utilizzabili sul campo.
Il sito comprende due torri residenziali : la Torre Tokyo (geometria rettangolare, 29 piani, facciata piana, balconi inclinati) e la Torre Osaka (35 piani, facciata che alterna parti piene e vetrate, balconi rastremati). Parallele e con lo stesso orientamento, la loro altezza e il loro posizionamento creano un contesto aeraulico complesso, favorevole a incanalamento, accelerazioni locali e vortici.
Per riflettere la variabilità dell'orientamento del vento, sono stati analizzati otto scenari, che coprono l'intera rosa dei venti :
Per ciascun orientamento, la simulazione riproduce la dinamica dei flussi d'aria oltre alla velocità e alla direzione del flusso attorno alle due torri, mettendo in evidenza accelerazioni locali, zone di ricircolo ed effetti di deviazione.
La modellazione delle 8 direzioni ha rivelato fenomeni specifici : con un vento da nord, la torre sud beneficia di un ricircolo generato dalla torre nord (attenuazione delle velocità) ; al contrario, con un vento da sud-ovest, la torre nord è riparata dalla torre sud ; con un vento da est e sud-est, si osserva un marcato effetto Venturi tra le due torri. In tutte le configurazioni, gli spigoli esposti generano vortici con elevate velocità locali ma creano anche zone di relativa calma sulle pareti.
Le velocità medie sono state convertite in velocità di raffica a varie altezze (intensità di turbolenza e pressione dinamica), dando un fattore di amplificazione per direzione. Per un vento da nord-ovest : +26% a 20 m, +48% a 50 m, +77% a 80 m. L'incrocio con i dati meteorologici ha permesso di stimare l'indisponibilità dei cestelli per superamento della soglia di 12,5 m/s : circa 250 ore all'anno — dato essenziale per pianificare le operazioni di ristrutturazione.
Da ricordare. In ambiente urbano denso, la raffica locale può superare del 77% la velocità media a 80 m. È questa amplificazione, e non il vento meteorologico grezzo, a decidere la sicurezza dei cestelli : la CFD la riproduce direzione per direzione.
Le simulazioni hanno determinato le pressioni sulle facciate in base agli orientamenti. L'orientamento più gravoso è un vento da est, con pressioni massime sulla facciata ovest e sulla copertura di una torre, e le zone più caricate sugli spigoli alti delle facce esposte. Il confronto con l'approccio analitico dell'Eurocodice mostra un buon livello di accordo, validando la CFD come strumento di dimensionamento complementare — in particolare per i piccoli fissaggi esposti ai carichi più severi.
Expertise : le pressioni del vento sugli edifici — Eurocodice 1Lo studio CFD condotto sulle Torri Olympiades ha rivelato effetti di sito significativi, legati alla configurazione urbana densa e all'interazione dei venti con i volumi costruiti circostanti. La simulazione numerica ha permesso di mappare con precisione le zone di sovravelocità, ricircolo e riparo in base alle direzioni del vento, e di ricavare risultati direttamente utilizzabili per il dimensionamento al vento.
In particolare, i risultati hanno permesso di individuare le altezze critiche e le direzioni più gravose per l'uso dei cestelli di manutenzione, incrociando le velocità di raffica locali con i dati meteorologici. Questo approccio ha stimato con precisione il numero di ore annue durante le quali le condizioni di vento superano le soglie di sicurezza — informazione preziosa per pianificare le operazioni di manutenzione in quota.
Questo studio illustra il contributo della modellazione aeraulica sia in fase di progettazione sia di ristrutturazione : una comprensione dettagliata delle interazioni tra vento e ambiente costruito, per mettere in sicurezza gli interventi, ottimizzare le scelte tecniche e rafforzare la resilienza dei grattacieli rispetto ai carichi climatici.
Expertise : le pressioni del vento sugli edifici — Eurocodice 1Stai lavorando a un progetto di grattacielo o su un sito denso? Affidati alla nostra expertise CFD per mettere in sicurezza le tue scelte e ottimizzare gli interventi fin dalla fase di studio.
Effetti di sito, sicurezza dei cestelli e pressioni di facciata su due grattacieli parigini.
È il modo in cui la forma e la posizione degli edifici modificano localmente il vento : accelerazioni (Venturi, incanalamento), effetti d'angolo e downwash. Questi effetti possono raddoppiare le velocità rispetto al vento libero. Vedi il nostro dossier quali sono gli effetti del vento in città.
Il vento gira : a seconda del suo orientamento, una torre ripara l'altra o, al contrario, crea un effetto Venturi tra le due. Coprire le 8 direzioni della rosa dei venti permette di individuare lo scenario più gravoso per ciascuna questione.
Il flusso che colpisce la facciata alta di un grattacielo viene reindirizzato verso il suolo, aumentando fortemente le velocità al piede dell'edificio, spesso fastidioso attorno a ingressi, terrazze e aree pedonali.
La norma NF EN 280 fissa un limite di 12,5 m/s. Amplificando localmente il vento, gli effetti di sito portano l'indisponibilità stimata a circa 250 ore all'anno, dato essenziale per pianificare gli interventi.
Sì : il profilo di vento in ingresso è calcolato secondo l'Eurocodice EN 1991-1-4 e le pressioni di facciata concordano con l'approccio analitico. La CFD resta inoltre un'alternativa ai test in galleria del vento.
Esplora le nostre expertise, i progetti e i dossier tecnici per andare oltre la FAQ.
Studio CFD degli effetti del vento sulle Torri Olympiades (grattacieli) a Parigi : individuazione delle zone di sovravelocità, ricircolo e riparo per 8 direzioni, effetti Venturi tra le torri, amplificazioni di raffica, sicurezza dei cestelli di manutenzione e pressioni di facciata validate dall'Eurocodice.
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