Büro Karlsruhe: An der Roßweid 3, 76229 Karlsruhe, Tel.: +49 (0) 721 / 6 25 10 - 0, E-Mail: [email protected]Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Immissionsschutz, Klima, Aerodynamik, Umweltsoftware Mohrenstraße 14, D - 01445 Radebeul Telefon: +49 (0) 351 / 8 39 14 - 0 E-Mail: [email protected]URL: www.lohmeyer.de Auftraggeber: DSK Deutsche Stadt- und Grundstücksentwicklungsgesellschaft mbH Glinkastraße 28 10117 Berlin Dr. rer. nat. I. Düring Dipl.-Geogr. T. Hoffmann August 2008 Projekt 70477-08-01 Berichtsumfang 21 Seiten Dipl.-Met. A. Moldenhauer ENTWICKLUNGSMASSNAHME “HAUPTSTADT BERLIN - PARLAMENTS- UND REGIERUNGSVIERTEL“ BETRACHTUNG DER BODENNAHEN WINDVERHÄLTNISSE ZU DEN BEBAUUNGSPLANENTWÜRFEN II-201 DA UND II-201 DB ,,HUMBOLDTHAFEN’’
Auftraggeber: DSK Deutsche Stadt- und Grundstücksentwicklungsgesellschaft mbH Glinkastraße 28
10117 Berlin
Dr. rer. nat. I. Düring Dipl.-Geogr. T. Hoffmann
August 2008 Projekt 70477-08-01
Berichtsumfang 21 Seiten
Dipl.-Met. A. Moldenhauer
ENTWICKLUNGSMASSNAHME “HAUPTSTADT BERLIN -
PARLAMENTS- UND REGIERUNGSVIERTEL“
BETRACHTUNG DER BODENNAHEN
WINDVERHÄLTNISSE ZU DEN BEBAUUNGSPLANENTWÜRFEN II-201 DA
UND II-201 DB ,,HUMBOLDTHAFEN’’
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Entwicklungsmaßnahme „Hauptstadt Berlin Parlaments- und Regierungsviertel“ Windverhältnisse zu den B-Planentwürfen II-201 DA und II-201 DB „Humboldthafen“ 70477-08-01.doc
Die Tabellen und Abbildungen sind kapitelweise durchnummeriert.
Literaturstellen sind im Text durch Name und Jahreszahl zitiert. Im Kapitel Literatur findet sich dann die genaue Angabe der Literaturstelle.
Es werden Dezimalpunkte (= wissenschaftliche Darstellung) verwendet, keine Dezimalkom-mas. Eine Abtrennung von Tausendern erfolgt durch Leerzeichen.
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1 ZUSAMMENFASSUNG
Die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung Berlin führt gegenwärtig die Bebauungsplanver-fahren II-201 da und II-201 db „Humboldthafen“ durch.
Die Humboldthafenumbauung wird im Norden durch die Invalidenstraße, im Westen durch das Friedrich-List-Ufer, im Süden durch die Hugo-Preuß-Brücke und die angrenzenden Ufer-straßen sowie im Osten durch das Alexanderufer begrenzt, wobei lediglich das Alexander-ufer zum Geltungsbereich des B-Plans II-201 d gehört und eine Anliegerstraße ist.
Für die B-Planverfahren war ein Luftschadstoffgutachten für das Prognosejahr 2015 zu erstellen. Hierbei waren mittels Feinscreening die relevanten Luftschadstoffimmissionen zu ermitteln und zu bewerten. Durch die Feinscreeningberechnungen lagen mikroskalige 3 dimensionale Windfelder unter expliziter Gebäudeberücksichtigung vor. Diese sollten in Hinblick auf die bodennahen Durchlüftungsverhältnisse ausgewertet werden. Diese Untersu-chung wird hiermit vorgelegt.
Die Windfeldberechnungen erfolgten mit dem 3dimensionalen Strömungs- und Ausbrei-tungsmodell MISKAM. Die Einflüsse der Gebäude wurden damit explizit berücksichtigt. Mit den Windfeldberechnungen wurden unter Berücksichtigung einer lokalrepräsentativen Windstatistik von Berlin die mittleren jährlichen Windgeschwindigkeiten in 10 m über Grund und in Bodennähe berechnet. Zusätzlich wurden die örtlich differenzierten Windrichtungs- und -geschwindigkeitsverteilungen bei westlichen Windrichtungen (Hauptwindrichtung) und bei südöstlichen Windrichtungen (häufige Windrichtung bei Schwachwindlagen) visualisiert.
Ergänzend zu den Betrachtungen der mittleren jährlichen Windgeschwindigkeiten und der Windverhältnisse bei Einzelsituationen wurde eine erste qualitative Einschätzung des Wind-komfort durchgeführt. Es sei darauf hingewiesen, dass für Fragestellungen des Windkom-forts maßgeblich Windkanaluntersuchungen anhand der konkreten Gebäudekonfigura-tionen zu Einsatz kommen sollten. Da diese in dieser frühen Planungsphase noch nicht vorliegen, wurden im Sinne einer ersten qualitativen Einschätzung die mit MISKAM berech-neten Windfelder ausgewertet.
Ergebnisse
Die höchsten bodennahen (1.5 m über Grund) jahresmittleren Windgeschwindigkeiten im B-Plangebiet liegen zwischen Spree und Humboldthafen, zwischen dem Hochhaus und der Westfassade des MK H2A, an der Nordfassade von MK H2B sowie an der Nordostspitze des
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MK H4 vor. Hier sind jahresmittlere Windgeschwindigkeiten von ca. 1 m/s anzutreffen. Im Bereich der geplanten Schiffsanlegestelle im Humboldthafen sind durch die vorhandene (z. B. Bahnhofsgebäude) und durch die geplante kompakte Bebauung, insbesondere die Eckbebauung MK H2A und MK H2B, die Windgeschwindigkeiten sehr stark herabgesetzt. Hier sind geringe mittlere Windgeschwindigkeiten von kleiner 0.4 m/s berechnet worden. Höhere als diese Windgeschwindigkeiten liegen zwischen MK H5 und MK H4 und zwischen MK H5 und MK H6 vor.
Die Auswertung der Windrichtungen und -geschwindigkeiten bei Hauptwindrichtung (West) zeigte, dass im Bereich der weitgehend frei anströmbaren Flächen, wie Spree bzw. nördliche Ausfahrt Humboldthafen, sich diese Windrichtung auch durchsetzen kann. Insgesamt ist erwartungsgemäß das Windfeld aber durch die Einflüsse der Bebauung geprägt. Im Bereich der geplanten Schiffsanlegestelle zwischen MK H2A und MK H2B bildet sich ein so ge-nannter Leewirbel aus, der bodennah zu einer Rückströmung bei niedrigen Windgeschwin-digkeiten führt. Vergleichsweise niedrige Windgeschwindigkeiten sind auch an der Westfas-sade von MK H5, der Südfassade MK H3 und erwartungsgemäß in den Innenhöfen der Ge-bäude des B-Plangebietes zu erwarten. Höhere Windgeschwindigkeiten sind in dieser Wind-situation an der West- und Nordfassade von MK H2A, MK H1 sowie im südlichen Bereich der Festfassade von MK H6 berechnet worden.
Südostwinde sind typische Winde bei Schwachwindwetterlagen. Auch hier sind über den Wasserflächen und zwischen Hochhaus und MK H2A die höchsten Windgeschwindigkeiten zu erwarten. Im Bereich der geplanten Schiffsanlegestelle richtet sich das Strömungsfeld nach Nord aus mit der anschließenden Umströmung von MK H2A und MK H2B.
Die Ergebnisse der ersten Abschätzung mit den entsprechenden Einschränkungen der Nut-zungsmöglichkeiten für den Planzustand in Bodennähe zeigten, dass für fast das gesamte Betrachtungsgebiet die Windverhältnisse der Kategorie „keine Windprobleme“ zugeordnet werden können. Insbesondere in der direkten Umgebung des Hochhauses zeichnen sich an den Stirnseiten Bereiche mit erhöhten Böigkeiten ab. Davon sind im B-Plangebiet Bereiche westlich des MK H2A (überwiegend Verkehrsflächen) betroffen. Dort wäre entsprechend der Windkomfort-Kriterien dennoch die Schaffung von „Warte und Sitzbereichen’’ möglich.
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2 AUFGABENSTELLUNG
Die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung Berlin führt gegenwärtig die Bebauungsplanver-fahren II-201 da und II-201 db ,,Humboldthafen’’ durch.
Die Humboldthafenumbauung wird im Norden durch die Invalidenstraße, im Westen durch das Friedrich-List-Ufer, im Süden durch die Hugo-Preuß-Brücke und die angrenzenden Ufer-straßen sowie im Osten durch das Alexanderufer begrenzt, wobei lediglich das Alexander-ufer zum Geltungsbereich des B-Plans II-201 d gehört und eine Anliegerstraße ist.
Für die B-Planverfahren war ein Luftschadstoffgutachten für das Prognosejahr 2015 zu erstellen. Hierbei waren mittels Feinscreening die relevanten Luftschadstoffimmissionen zu ermitteln und zu bewerten. Durch die Feinscreeningberechnungen lagen mikroskalige 3 dimensionale Windfelder unter expliziter Gebäudeberücksichtigung vor. Diese sollten in Hinblick auf die bodennahen Durchlüftungsverhältnisse im Plangebiet ausgewertet werden.
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3 VORGEHENSWEISE
Um für den direkten Bereich der B-Plangebiete räumlich (horizontal und vertikal) differen-zierte Aussagen zu den Windverhältnissen im Planfall unter expliziter Berücksichtigung der Einzelgebäude zu erhalten, wurden mikroskalige Modellberechnungen durchgeführt.
Diese erfolgen mit dem Strömungs- und Ausbreitungsmodell MISKAM in Version 5.02 (Eich-horn, 2007). MISKAM gehört zu den prognostischen Modellen vom Eulertyp. Es besteht aus zwei Teilen, einem Strömungsteil für die Modellierung der Umströmungsverhältnisse der Gebäude und einem Ausbreitungsteil zur Berechnung des Immissionsfeldes. MISKAM iteriert jeweils solange, bis das Strömungs- bzw. Konzentrationsfeld quasi stationär ist. Bei den Berechnungen wurden die Hinweise aus Eichhorn (2005) sowie der VDI-Richtlinie für prog-nostische Modelle beachtet (VDI 3783/9, 2005). Die Einhaltung des Kriteriums von Richtlinie VDI 3783/9 wurde anhand von Sensitivitätsrechnungen für die Göttinger Straße in Hannover für ein Rechengebiet nachgewiesen, dass zusätzlich zum Untersuchungsgebiet einen Um-kreis von ca. 400 m berücksichtigt. Das Rechengebiet ist somit deutlich größer als die Fläche des Untersuchungsgebietes.
Das Rechengebiet (siehe im Vorgriff Abb. 4.1) wurden mit einem nichtäquidistanten Netz überzogen, dessen horizontale Auflösung zwischen 2 m im Zentrum des Untersuchungsge-bietes und ca. 15 m am Gebietsrand variiert.
Die Höhe des Rechengebietes beträgt 500 m. Die Abb. 3.1 zeigt die Gebäudekonfiguration im Rechengebiet.
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Abb. 3.1: Blick in das MISKAM-Rechengebiet in Richtung Nord mit den berücksichtigten Ge-
bäuden. Die Gebäude der B-Plangebiete sind blau eingefärbt.
Es wurden 18 Strömungsrechnungen für die Windrichtungen 20o bis 360o für den Plan-fall 2015 durchgeführt. Dabei wurde jeweils neutrale thermische Schichtung der Atmosphäre angenommen. Im Rahmen der Modellvalidierung hat sich gezeigt, dass die mit MISKAM berechneten Immissionsfelder in sehr guter Näherung mit der Windgeschwindigkeit skalier-bar sind. Untersuchungen haben ferner gezeigt, dass in dicht bebautem Gelände aufgrund der hohen städtischen Rauigkeit genug mechanische Turbulenz erzeugt wird, sodass nähe-rungsweise von einer neutralen Schichtung im Untersuchungsgebiet ausgegangen werden kann (unabhängig von der großräumigen thermischen Schichtung). Aus diesem Grund wurde mit neutraler Schichtung gerechnet.
Unter Verwendung der gemessenen Häufigkeiten der Windrichtungs- und Windgeschwin-digkeitsverteilungen in Berlin werden Jahreswerte der mittleren Windgeschwindigkeit für jede Box im Rechengitter berechnet. Die Ausgabe erfolgte für zwei ausgewählte Höhen über Grund: Eine Höhe von ca. 1.5 m über Grund, repräsentativ für den Aufenthaltsbereich des Menschen im Freien und eine mit ca. 10 m über Grund in Anlehnung an die Messhöhen verfügbarer Windmessdaten.
Zusätzlich wurden die örtlich differenzierten Windrichtungs- und -geschwindigkeitsverteilun-gen bei westlichen Windrichtungen (Hauptwindrichtung) und bei südöstlichen Windrichtun-gen (häufige Windrichtung bei Schwachwindlagen) visualisiert.
Damit ist eine differenzierte Darstellung der jahresmittleren Windgeschwindigkeiten und ein Vergleich mit Messdaten in Berlin möglich.
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4 EINGANGSDATEN
4.1 Bebauung
Das Untersuchungsgebiet liegt im Berliner Stadtbezirk Mitte, im Nahbereich des Berliner Hauptbahnhofs. Die Humboldthafenumbauung wird im Norden durch die Invalidenstraße, im Westen durch das Friedrich-List-Ufer, im Süden durch die Hugo-Preuß-Brücke und die an-grenzenden Uferstraßen sowie im Osten durch das Alexanderufer begrenzt, wobei lediglich das Alexanderufer zum Geltungsbereich des B-Plans II-201 d gehört und eine Anliegerstraße ist.
Die Lage des Untersuchungsgebietes ist in Abb. 4.1 aufgezeigt. Im Plangebiet selbst sind überwiegend Mischnutzungen (Gewerbe, Hotels, Büros mit gelegentlichen Wohnungen) und Hauptverkehrsstraßen gelegen. Das Gelände ist eben.
Zur Bearbeitung der Aufgabe wurden vom Ingenieurbüro Lahmeyer (2008) die Lagepläne im Mai 2008 in digitaler Form zur Verfügung gestellt. Die Gebäude außerhalb des B-Plange-bietes wurde aus dem digitalen Stadtmodell Berlin übernommen und mit Katasterdaten ab-geglichen. Die geplanten Luftgeschosse sind entsprechend Planungsstand Mai 2008 be-rücksichtigt.
Die Bebauung im Untersuchungsgebiet wurde als digitales Gebäudemodell aufbereitet. Im betrachteten Planfall wurden die bis zum 10.05.2007 vom Bezirk oder Senat festgesetzten Bebauungsplanungen berücksichtigt.
Die detailliert berücksichtigte Gebäudekonfiguration für die MISKAM-Berechnungen ist in Abschnitt 3 aufgeführt.
4.2 Meteorologische Daten
Für die Beurteilung der berechneten Windverhältnisse und der Einflüsse durch die geplante Bebauung ist die Kenntnis der lokalen Windverhältnisse von Bedeutung.
Hierzu wurden die meteorologischen Daten der Station Berlin-Grunewald verwendet, die als Zeitreihen für die Jahre 1997 bis 2002 vorlagen. Daraus wurde eine für das in diesem Gut-achten gewählte Vorgehen erforderliche AKS unter Verwendung aller zur Verfügung ge-stellten Jahre erstellt, die in Abb. 4.2 dargestellt ist. Die Windmessung erfolgt dort in 25 m
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Höhe aufgrund der hohen Umgebungsrauigkeit. Die gemessenen Windgeschwindigkeiten entsprechen daher denen in 10 m Höhe bei freier Anströmung (effektive Anemometerhöhe = 10 m). Die häufigsten Windrichtungen liegen bei West bis Südwest. Die mittlere Windge-schwindigkeit beträgt 2.5 m/s.
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Abb. 4.2: Ausbreitungsklassenstatistik erzeugt aus den Zeitreihen an der Station Berlin-Grunewald von 1997 bis 2002; Quelle: SenStadt Berlin (2004)
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5 ERGEBNISSE DER WINDFELDBERECHNUNGEN
Mit dem Modell MISKAM wurden für den Planzustand Windfelder (mittlere Windgeschwindig-keit und Turbulenz) in 20-Grad-Schritten mit einer vorgegebenen Einheitswindgeschwindig-keit und unter Berücksichtigung des städtischen Umfeldes berechnet. Die Ergebnisse der einzelnen Windfeldberechnungen wurden mit der gemessenen und für Berlin repräsentativen Windstatistik verknüpft und daraus der Jahresmittelwert der Windgeschwindigkeit in jeder Rechenbox berechnet. Diese Ergebnisse werden für ca. 10 m über Grund und in Bodennähe erzeugt. Abb. 5.1 zeigt die mittlere jährliche Windgeschwindigkeit für die Höhenschicht 10 m über Grund im Planfall; die berechneten Angaben (in m/s) sind einer Farbskala zugeordnet. Die Farbskala wurde so gewählt, dass sowohl die maximal als auch die minimal berechneten mittleren Windgeschwindigkeiten einer Höhenschicht enthalten sind.
Die Farbgebung richtet sich nach den für das Stadtgebiet von Berlin typischen Windgeschwindigkeiten. Mit der dunkelblauen Farbe wird die auf größeren innerstädtischen Freiflächen gemessene mittlere Windgeschwindigkeit dargestellt. Niedrigere Windgeschwin-digkeiten werden durch hellblaue und weiße Farbtöne symbolisiert. Die geringsten Windge-schwindigkeiten sind in der Farbskala mit dunkelroter Farbe belegt. Die berücksichtigte Be-bauung ist in den Abbildungen in hellgrauer Farbe zu erkennen.
Die in Abb. 5.1 dargestellten Ergebnisse in ca. 10 m über Grund zeigen die Beeinflussungen der Windgeschwindigkeiten durch die Gebäude im Untersuchungsgebiet. Über der südlich an das Plangebiet anschließenden Freifläche werden mittlere jährliche Windgeschwindig-keiten bis ca. 1.7 m/s berechnet. Im Nahbereich von Gebäuden, insbesondere dicht stehen-der Blockbebauung und durch Gebäude gebildeten Hofbereichen sind geringe mittlere Windgeschwindigkeiten vorherrschend, die zum Teil bis deutlich unter 0.5 m/s reichen.
In breiten Straßenräumen bzw. auf Freiflächen, die längs zur Hauptwindrichtung liegen, z. B. Invalidenstraße und Teile der Spree, sind jahresmittlere Windgeschwindigkeiten um 1 m/s anzutreffen.
Die jahresmittleren Windgeschwindigkeiten im Aufenthaltsbereich der Menschen (1.5 m über Grund) sind in der Abb. 5.2 für das B-Plangebiet und dessen unmittelbares Umfeld darge-stellt.
Die höchsten jahresmittleren Windgeschwindigkeiten im B-Plangebiet liegen zwischen Spree und Humboldthafen, zwischen dem Hochhaus und der Westfassade des MK H2A, an der
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Nordfassade von MK H2B sowie an der Nordostspitze des MK H4 vor. Hier sind jahresmitt-lere Windgeschwindigkeiten von ca. 1m/s anzutreffen.
Im Bereich der geplanten Schiffsanlegestelle im Humboldthafen sind durch die vorhandene (z. B. Bahnhofsgebäude) und durch die geplante kompakte Bebauung, insbesondere die Eckbebauung MK H2A und MK H2B, die Windgeschwindigkeiten sehr stark herabgesetzt. Hier sind geringe mittlere Windgeschwindigkeiten von kleiner 0.4 m/s berechnet worden. Höhere als diese Windgeschwindigkeiten liegen zwischen MK H5 und MK H4 und zwischen MK H5 und MK H6 vor.
Für zwei Einzelsituationen sind die bodennahen Windverhältnisse in den Abb. 5.3 und 5.4 dargestellt. Hinweis: Zur Übersichtlichkeit wurden in diesen Abbildungen die Werte nur jeder dritten Gitterbox visualisiert.
In der Abb. 5.3 sind die Windrichtungen und -geschwindigkeiten bei Hauptwindrichtung (West) aufgezeigt. Im Bereich der weitgehend frei anströmbaren Flächen, wie Spree bzw. nördliche Ausfahrt Humboldthafen, kann sich diese Windrichtung auch durchsetzen. Insge-samt ist erwartungsgemäß das Windfeld aber durch die Einflüsse der Bebauung geprägt. Im Bereich der geplanten Schiffsanlegestelle zwischen MK H2A und MK H2B bildet sich ein so genannter Leewirbel aus, der bodennah zu einer Rückströmung bei niedrigen Windge-schwindigkeiten führt. Vergleichsweise niedrige Windgeschwindigkeiten (durch sehr kurze bzw. fehlende Pfeile charakterisiert) sind auch an der Westfassade von MK H5, der Südfas-sade MK H3 und erwartungsgemäß in den Innenhöfen der Gebäude des B-Plangebietes zu erwarten.
Höhere Windgeschwindigkeiten sind in dieser Windsituation an der West- und Nordfassade von MK H2A, MK H1 sowie im südlichen Bereich der Festfassade von MK H6 berechnet worden.
Südostwinde sind typische Winde bei Schwachwindwetterlagen. Diese bodennahen Wind-verhältnisse zeigt die Abb. 5.4. Auch hier sind über den Wasserflächen und zwischen Hoch-haus und MK H2A die höchsten Windgeschwindigkeiten zu erwarten. Im Bereich der ge-planten Schiffsanlegestelle richtet sich das Strömungsfeld nach Nord aus mit der anschlie-ßenden Umströmung von MK H2A und MK H2B.
Ergänzend zu den Betrachtungen der mittleren jährlichen Windgeschwindigkeiten und der Windverhältnisse bei Einzelsituationen wird im Folgenden eine erste qualitative Einschät-
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zung des Windkomfort betrachtet. Es sei darauf hingewiesen, dass für Fragestellungen des Windkomforts maßgeblich Windkanaluntersuchungen anhand der konkreten Gebäudekonfi-gurationen zu Einsatz kommen sollten. Da diese in dieser frühen Planungsphase noch nicht vorliegen, werden im Sinne einer ersten qualitativen Einschätzung die mit MISKAM berech-neten Windfelder ausgewertet.
Zur Veranschaulichung der Wirkung von verschiedenen Windgeschwindigkeiten, ist in der Tab. 5.1 der Zusammenhang zwischen der Windgeschwindigkeit und der Windwirkung an-hand einiger Beispiele aufgezeigt. Wie man aus der Tab. 5.1 entnimmt, sind zum Teil schon beeinträchtigende Windwirkungen ab einer Geschwindigkeit von ca. 6 m/s vorhanden.
Die in der Literatur angegebenen Windkomfortkriterien unterscheiden sich dahingehend, dass sie sich entweder auf den Stundenmittelwert der Windgeschwindigkeit u oder auf die Böenwindgeschwindigkeit û beziehen. Es sind Komfortkriterien beschrieben, die bei Über-schreitung bestimmter Windgeschwindigkeiten Einschränkungen für bestimmte Nutzungen angeben.
Windgeschwindigkeit
[m/s] Wind-stärke
Effekt
bis ca. 1.5 1 Ruhe, keine merkliche Luftströmung
ca. 1.6 - ca. 3.3 2 im Gesicht fühlbare Luftströmung
ca. 3.4 - ca. 5.4 3 Wind bewegt leichte Fahnen und lange Haare
ca. 5.5 - ca. 7.9 4 Papier fliegt auf, Frisur wird zerstört
ca. 8.0 - ca. 10.7 5 Windkraft am Körper fühlbar
ca. 10.8 - ca. 13.8 6 Regenschirme nur mit Mühe zu benutzen
ca. 13.9 - ca. 17.1 7 Schwierigkeiten beim Gehen
ca. 17.1 - ca. 20.7 8 große Schwierigkeiten, das Gleichgewicht zu halten
ca. 20.8 - ca. 24.4 9 Menschen werden vom Wind weggeblasen
Tab. 5.1: Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Wirkung des Windes nach Stie-mer (1977)
Tab. 5.2 zeigt die der vorliegenden Abschätzung zugrunde gelegten Windkomfort-Kriterien im zusammenfassenden Überblick. Als Bezugsgeschwindigkeit wurde die im Folgenden de-finierte Böengeschwindigkeit herangezogen. Teilweise existieren mehrere Kriterien zur Be-urteilung des Windkomforts. In diesen Fällen genügt bereits das Nichterfüllen einer Bedin-
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gung, um die Beurteilungsfläche der nächst höheren, also kritischeren Nutzungskategorie zuzuordnen.
Böenwindge- schwindigkeit
Überschreitungs-häufigkeit
Einschränkungen der Nutzungsmöglichkeit
Nutzungs-Kategorie
6 m/s max. 1 % keine Einschränkung, Windkomfort gut 1
6 m/s 8 m/s
max. 5 % max. 1 %
zulässig in Warte- und Sitzbereichen (z. B. Spielplätze, Straßencafés...)
2
6 m/s 10 m/s 15 m/s
max. 20 % max. 1 % max. 0.05 %
zulässig auf Flächen für kurzzeitigen Aufenthalt
3
13 m/s max. 1 % zulässig für problemloses Laufen (z. B. an Gebäudeecken)
4
18 m/s 20 m/s
max. 1 % max. 0.05 %
problematisches Laufen, Windschutz empfehlenswert
5
18 m/s > 1 % Gefahr für Fußgänger, Windschutz erforderlich
6
Tab. 5.2: Kriterien zur Beurteilung der Windverhältnisse
Bei der Beurteilung der Windsituation sind windrichtungsbezogen die Häufigkeit von Stark-winden und die ermittelten Verstärkungsfaktoren zu verknüpfen. Für die Beurteilung des Windkomforts werden für das Betrachtungsgebiet basierend auf den Windfeldberechnungen und den berechneten Turbulenzfeldern die jährlichen Überschreitungshäufigkeiten vorgege-bener Grenzgeschwindigkeiten ermittelt.
In Anlehnung an die Vorgehensweise bei Messergebnissen von Windkanalexperimenten wird die sogenannte Böengeschwindigkeit ermittelt, die sich zusammensetzt aus
û = u + 3 * σu
mit û = Böenwindgeschwindigkeit u = mittlere Windgeschwindigkeit σu = Standardabweichung der Windgeschwindigkeit.
Die mittlere Windgeschwindigkeit liegt mit den mit MISKAM berechneten Windfeldern vor; die Standardabweichung der Windgeschwindigkeit wird aus den berechneten Turbulenzfeldern parametrisiert unter Berücksichtigung von Vergleichen für Situationen, in denen sowohl
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Messungen aus dem Windkanal als auch Rechnungen mit MISKAM vorliegen. Unter Be-rücksichtigung der örtlichen Windstatistik werden so die jährlichen Überschreitungshäufig-keiten bestimmter Schwellenwerte der Windgeschwindigkeit abgeschätzt. Für Aussagen im Rahmen der Bebauungsplanung sind diese ersten orientierenden Berechnungen ausrei-chend. Wenn dann konkrete Ausgestaltungsvarianten der Gebäudekomplexe vorliegen, sollte der Windkomfort mittels Windkanalversuche detailliert werden.
Die Ergebnisse der ersten Abschätzung mit den entsprechenden Einschränkungen der Nut-zungsmöglichkeiten sind in Abb. 5.5 für den Planzustand in Bodennähe grafisch dargestellt.
Für fast das gesamte Betrachtungsgebiet sind bodennah die Windverhältnisse der Kategorie „keine Windprobleme“ zugeordnet. Insbesondere in der direkten Umgebung des Hochhauses zeichnen sich an den Stirnseiten Bereiche mit erhöhten Böigkeiten ab. Davon sind im B-Plangebiet Bereiche westlich des MK H2A (überwiegend Verkehrsflächen) betroffen. Dort wäre entsprechend der Windkomfort-Kriterien dennoch die Schaffung von „Warte und Sitz-bereichen’’ möglich.
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6 LITERATUR
Eichhorn, J. (2005): MISKAM Handbuch zu Version 5.01. Giese-Eichhorn Umweltmeteorolo-gische Software. Wackersheim.
Eichhorn, J. (2007): MISKAM Handbuch zu Version 5.02. Giese-Eichhorn Umweltmeteorolo-gische Software. Wackersheim, April 2007.
Ingenieurbüro Lahmeyer (2008): Digitale Lagepläne des Untersuchungsgebietes, Stand: Mai 2008.
SenStadt Berlin (2004): Ausbreitungsklassenstatistiken erzeugt aus den vom SenStadt Berlin gelieferten Zeitreihen der Station Berlin-Grunewald für die einzelnen Jahre 1997 bis 2002.
Stiemer, S.F. (1977): Windumströmung von Gebäuden und Gebäudeklima. In: E. Franke et
al. (Editor): Stadtklima. Stuttgart: Krämer , S. 97-111.
