Windkräfte auf bewachsene Seilfassaden

Kurzfassung Städtische Hitzeinseln («Urban Heat Islands») kennt man in vielen Städten. Die Materialien des Ver-kehrsnetzes und der Bebauung absorbieren und speichern die Sonnenenergie tagsüber und geben die Wärme nachts an die Umwelt ab. Die Städte kühlen in Hitzeperioden nachts deshalb deutlich weniger aus. Eine Möglichkeit der Kühlung von Städten liegt in der Schaffung von grünen Naherholungszonen wie z. B. Parkanlagen, die bei der Verdunstung von Wasser Wärme aus der Umgebung beziehen. Ein Problem bei der Schaffung von neuen Parkanlagen ist der Platzbedarf für neue Projektierungen. Die Städte wachsen und verdichten sich, gewidmete Grünflächen werden weniger. Um mehr Begrünung in der Stadt zu realisieren, bietet sich die Begrünung von Gebäudeoberflächen an. Die Realisierung wirft jedoch einige Fragen auf wie z. B. jener nach dem dynamischen Umgang mit Windlasten. Um die Windlasten bei Projektionen von neuen begrünten Fassaden berechnen zu können, benötigen die Ingenieure Formbeiwerte von typischen Pflanzen, welche für die Begrünung eingesetzt werden. In dieser Arbeit wurden die Strömungswiderstände von fünf typischen Pflanzen der bodengebundenen Begrünungsvariante einer pflanzenbewachsenen Seilfassade gemessen und statistisch ausgewertet. Dazu wurde ein erster Prototyp eines turbulenten Windkanals angefertigt, der die Böen der natürlichen Luftströmung durch Wind simuliert. Sind die Strömungsschleppkräfte einer Pflanze bekannt, kann der Formbeiwert bestimmt werden. Anhand eines semiprobabilistischen Bemessungskonzepts und der er-mittelten Formbeiwerte können die Windlasten auf die Rankkonstruktion an Fassaden bei neuen Pro-jektierungen nach den gültigen Normen der SIA ermittelt und die Rankkonstruktion bemessen werden. Pflanzen haben durch ihre Stiele und Blätter bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten ein enormes Ver-formungsvermögen, das in der Strömungsmechanik in der Form einer charakteristischen Länge be-stimmt werden kann. Ein erster Ansatz eines Zusammenhangs durch eine charakteristische Länge wurde anhand der Versuchsresultate und der hergeleiteten Differentialgleichung aufgestellt. Als Ziel dieses Zusammenhangs resultiert eine charakteristische Länge, durch welche die Strömungsschlepp-kräfte von bewachsenen Seilfassaden direkt bestimmt werden können, ohne aufwendige Versuche in einem turbulenten Windkanal durchführen zu müssen. Abstract Urban heat islands are known in many cities. The materials used in the transport network and build-ings absorb and