Ausbreitung von Fallböen innerhalb dichtebesiedelter Städte

Zusammenfassung
Konvektive Fallböen, also starke Fallwinde, führen zu Windverhältnissen in Bodennähe, die
stark von denen in einer atmosphärischen Grenzschicht abweichen. Die Wechselwirkung
einer solchen Strömung mit einer komplexen Bebauungsstruktur wurde bisher nicht untersucht
und ist ein Ziel des aktuellen Forschungsprojektes ConWinG. Hierzu wurden experimentelle
Laboruntersuchungen durchgeführt, bei denen die durch einen Luftstrahl simulierte
Fallböe auf eine idealisierte Modellstadt trifft. Untersucht wurden die Auswirkungen der Bebauungsdichte
auf die Geschwindigkeiten innerhalb der Straßenschluchten. Die Geschwindigkeiten
wurden mithilfe eines 2D LDA-Systems gemessen. Des Weiteren wurde die Druckverteilung
an einzelnen Gebäuden innerhalb der Blockstruktur gemessen, um Windlasten zu
bestimmen.
Die maximal erreichten Geschwindigkeiten innerhalb der Straßenschluchten sind unabhängig
von der Bebauungsdichte λD. Die Strecke, über die diese hohen Geschwindigkeiten konserviert
werden, nimmt jedoch mit abnehmender Bebauungsdichte ab. Die Windlasten sind
im Zentrum der Fallböe hoch, an den Fassaden- und Dachflächen wird dort ein cp-Wert von
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etwa 1,0 erreicht. Aufgrund der Instationarität der Böe kann es zu kurzzeitigen Spitzenwerten
kommen, die die stationären Werte um bis zu 25 % übersteigen.