Studio CFD dell'impatto di un futuro edificio sul comfort al vento in un quartiere de La Défense, a Courbevoie.
EOLIOS Ingegneria ha realizzato uno studio aeraulico attorno a un edificio in progetto a Courbevoie, vicino al quartiere di La Défense, nell'ambito dell'implementazione di un sistema eolico per la produzione elettrica dell'edificio.
Lo scopo: studiare fin dalla progettazione l'impatto aeraulico di un nuovo edificio sul suo ambiente e sul comfort dei cittadini, al fine di ottimizzarlo e limitarne l'impatto.
La morfologia degli edifici ha un impatto diretto sulle caratteristiche del flusso, quindi sul comfort del vento dei pedoni. Poiché l'area di studio presenta un'elevata concentrazione di edifici al m², è essenziale tenerne conto per comprendere i fenomeni indotti.
L'essenziale — Studio CFD condotto fin dalla progettazione di un edificio a Courbevoie, ai margini di La Défense: modellazione 3D del quartiere su un raggio di 400 m, venti dominanti Nord-Ovest e Sud-Ovest a 5 m/s, e ottimizzazione dell'architettura (tetti-terrazza a gradoni) per mantenere le velocità dell'aria sotto i 2 m/s al piede dell'edificio e mettere in sicurezza il comfort di pedoni e terrazze.
Il comfort del vento si riferisce alla sensazione di benessere delle persone esposte a condizioni ventose. Si tratta di trovare il giusto equilibrio tra una ventilazione naturale efficace e velocità del vento controllate, per un ambiente esterno piacevole e sicuro. Lo studio consiste nell'analizzare la velocità, la direzione del vento e l'influenza degli edifici circostanti sul flusso d'aria, al fine di progettare spazi esterni e interni realmente adatti agli utenti.
Questa analisi è cruciale nelle zone urbane dense come La Défense a Courbevoie, dove le strutture edificate hanno un impatto diretto sul flusso d'aria. Grazie alle simulazioni CFD, analizziamo il comportamento del vento sul futuro sito per ottimizzare gli spazi e garantire il benessere degli utenti.
Valutazione del disagio percepito dai pedoni in funzione della velocità e della frequenza del vento ad altezza d'uomo. Uno spazio è giudicato confortevole quando le sovravelocità restano rare e moderate; oltre certe soglie, camminare, stare in piedi o usare una terrazza diventano sgradevoli, se non pericolosi.
Negli studi numerici di comfort del vento, è cruciale definire con precisione le condizioni al contorno. La modellazione 3D deve imperativamente tenere conto degli edifici circostanti, che creano zone di turbolenza, protezione o accelerazione. L'integrazione dei veri dati meteorologici locali (variazioni stagionali, regimi dominanti) è essenziale per risultati affidabili.
Il profilo di velocità in prossimità del suolo è descritto dallo strato limite atmosferico, suddiviso in tre sottostrati: lo strato esterno (~1 km, vento geostrofico), lo strato limite di superficie (10-100 m, forte gradiente) e il sottostrato rugoso (alcuni metri, influenzato dagli ostacoli). Tra loro, la velocità varia secondo un profilo logaritmico — il taglio verticale del vento.
Strato d'aria prossimo al suolo in cui la velocità del vento è frenata dalla rugosità del terreno e dagli ostacoli. Si scompone in sottostrati e segue un profilo di velocità logaritmico con l'altitudine — un parametro determinante per imporre condizioni al contorno realistiche nella simulazione CFD.
Nelle zone fortemente urbanizzate, l'effetto Venturi svolge un ruolo importante: la presenza di edifici riduce la sezione di passaggio del vento, il che accelera il suo flusso. Queste zone a velocità più elevate vanno considerate per il comfort e la sicurezza degli utenti: individuando le zone esposte a velocità elevate, si adottano le misure appropriate per proteggere persone e beni. Integrata fin dalla progettazione, l'analisi dei venti permette anche di concepire strutture resistenti ai carichi eolici e di stabilire norme di costruzione adatte al sito, garanzia di durabilità e resilienza degli impianti.
Quando edifici ravvicinati riducono la sezione di passaggio del vento, l'aria accelera per conservare la sua portata. In ambiente urbano denso, questo restringimento crea zone di sovravelocità a livello dei pedoni — determinanti per il comfort come per la sicurezza.
Per qualsiasi simulazione CFD applicata a un progetto architettonico, è cruciale comprendere il clima del sito. Qui, lo studio meteorologico ha rivelato venti dominanti di Nord-Ovest e di Sud-Ovest, a una velocità costante stimata in 5 m/s (≈ 18 km/h) — un dato dalle implicazioni importanti sul comportamento del vento attorno agli edifici.
Comprendere il clima del sito permette di integrare le condizioni ambientali reali, che incidono direttamente sulla progettazione, sul comfort degli utenti e sull'efficienza energetica dell'edificio.
EOLIOS ha modellato i flussi di vento nei pressi del progetto tramite un modello numerico CFD, risolvendo le equazioni della dinamica dei fluidi. La rappresentazione fedele della geometria 3D del quartiere (edifici esistenti + progetto, in un raggio di 400 m) ha permesso di ottenere risultati dettagliati. EOLIOS ha lavorato su più versioni dell'edificio per determinare l'architettura meno impattante sulla dinamica del vento, prevalentemente di origine Sud-Ovest.
Durante tutta la progettazione, il team si è concentrato su metodi per attenuare gli effetti del vento e rendere gli spazi più confortevoli. In stretta collaborazione con gli architetti, la riflessione ha riguardato l'architettura pura degli edifici e l'aggiunta di elementi architettonici: passerelle, pensiline, balconi, giardini a vegetazione persistente.
Al piede dell'edificio, tutte le velocità dell'aria sono inferiori a 2 m/s; a mezza altezza, solo alcune terrazze superano i 2 m/s. Controllare le velocità sulle terrazze è cruciale per il comfort (evitare freddo intenso, rumore, difficoltà a trattenere gli oggetti) — tramite forme architettoniche adeguate, pensiline, barriere frangivento e vegetazione.
L'edificio più imponente all'ingresso della corte a Est aumenta l'effetto maschera, spingendo il vento verso il suolo. Poiché il vento dominante è di Sud-Ovest, la risposta architettonica è stata rendere l'edificio il più aerodinamico possibile: la nuova forma, con tetti-terrazza a gradoni, migliora l'aerodinamica, diminuisce le velocità dell'aria e migliora il comfort pedonale.
Partecipando al processo di progettazione iterativo, gli ingegneri di EOLIOS hanno potuto prevedere un gran numero di scenari e gestire gli imprevisti legati a una cattiva progettazione, combinando dati meteo statistici, informazioni aerodinamiche e criteri di comfort e sicurezza al vento.
Da ricordare — rendendo l'edificio più aerodinamico (tetti-terrazza a gradoni), lo studio mantiene le velocità dell'aria sotto i 2 m/s al piede e limita le sovravelocità sulle terrazze, senza ricorrere a dispositivi correttivi pesanti.
Comfort del vento, effetto Venturi e simulazione CFD del vento in ambiente urbano denso.
Il comfort del vento riflette il benessere dei pedoni esposti alle correnti d'aria ad altezza d'uomo. Studiarlo fin dalla progettazione permette di anticipare le sovravelocità, adeguare la forma dell'edificio ed evitare correzioni costose una volta costruita l'opera. Vedi il nostro dossier criteri e mappatura del comfort dei pedoni.
La morfologia urbana governa il flusso: gli edifici vicini creano zone di protezione, turbolenza o accelerazione. Integrarli su un ampio raggio — qui 400 m — è indispensabile per riprodurre fedelmente il vento reale attorno al progetto e rendere affidabili i risultati.
Quando edifici ravvicinati riducono la sezione di passaggio del vento, l'aria accelera per conservare la sua portata. In un quartiere denso come La Défense, questo effetto crea zone di sovravelocità a livello dei pedoni, determinanti per il comfort e la sicurezza.
Rendendo l'edificio più aerodinamico rispetto al vento dominante di Sud-Ovest: la forma scelta, con tetti-terrazza a gradoni, diminuisce le velocità dell'aria. Pensiline, balconi, passerelle e vegetazione persistente completano il dispositivo, per velocità inferiori a 2 m/s al piede dell'edificio.
La CFD offre un'alternativa flessibile: testa numerose varianti architettoniche e mappa il vento in ogni punto del sito, senza modello fisico. Approfondiamo questo confronto nel nostro dossier la CFD, un'alternativa ai test in galleria del vento.
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Simulazione CFD dell'impatto del vento sul comfort dei pedoni a La Défense : modellazione 3D del quartiere su 400 m, venti dominanti NO/SO a 5 m/s, piani delle velocità per livello e ottimizzazione dell'architettura (terrazze a gradoni) per ridurre le sovravelocità al suolo e sulle terrazze.
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