Stedenbouwfysisch comfort

Windhinder

De eisen aan windhinder en windgevaar (paragraaf 3.2) dienen om een verantwoord windklimaat in de gebouwde omgeving te bereiken.

Het windklimaat wordt meestal bepaald door niet één enkel gebouw, maar door het samenstel van gebouwen: door een gebouw tezamen met de omringende gebouwen, waarbij ook de obstakels in de wijdere omgeving nog (enige) invloed hebben.

Er zijn geen "nationale" wettelijke eisen of publiekrechtelijke normen inzake windhinder of windgevaar. Wel hebben sommige lokale overheden eisen gesteld aan het windklimaat, veelal als onderdeel van een hoog-bouw-effect rapportage.

Windklimaatonderzoek

In de NEN 8100 ‘Windhinder en windgevaar in de gebouwde omgeving’ wordt onder andere aangegeven in welke situaties een windklimaatonderzoek noodzakelijk geacht wordt. Dit beslismodel is in Tabel 10 weergegeven.

Hoogte en ligging van het bouwplan

Noodzaak van toetsing (windtunnel of CFD)

Beschut* liggende gebouwen tot een hoogte van 15 m.

geen nader onderzoek noodzakelijk

Beschut* liggende gebouwen met een hoogte van 15 tot 30 m.

Onbeschut liggende gebouwen tot een hoogte van 30 m.

de hulp van een windhinderdeskundige is noodzakelijk om te beoordelen of er wel of geen onderzoek noodzakelijk is

Gebouwen met een hoogte vanaf 30 m.

nader onderzoek noodzakelijk

Tabel 10 : Beslismodel NEN 8100.

Om te beoordelen of een bouwwerk beschut ligt, dienen alle obstakels (boomkruinen en gebouwen) in een straal van 300 m rondom het bouwwerk beschouwd te worden. Wanneer deze 20% van de totale oppervlakte beslaan, het bouwwerk niet meer dan 50% boven de gemiddelde hoogte van de obstakels uitsteekt en de afstand tussen het bouwwerk en de obstakels niet groter is dan 10 x de gemiddelde hoogte van de obstakels, ligt het bouwwerk ‘beschut'.

Indien een windklimaatonderzoek noodzakelijk geacht wordt, biedt de NEN 8100 de mogelijkheid om eisen aan windhinder (= ‘comfort’) en windgevaar (zie paragraaf 3.2) te formuleren. Er worden kwaliteitsklassen onderscheiden, waarbinnen de windhindergevoeligheid afhankelijk is van de activiteit die maatgevend wordt geacht voor elk gebied, zie hieronder.

Criteria voor windhinder

Het criterium voor de beoordeling van windhinder is uit de volgende onderdelen opgebouwd:

Een drempelsnelheid ter beoordeling van windhinder.
De drempelsnelheid bedraagt 5 m/s.

Een overschrijdingskans van deze drempelsnelheid.
Hoe vaker de drempelsnelheid van 5 m/s overschreden wordt, hoe slechter het windklimaat ervaren zal worden. Aan de kans dat de drempelsnelheid van 5 m/s overschreden wordt zijn 5 kwaliteits-klassen (A tot en met E) gekoppeld. Het beste windcomfort wordt gevonden in klasse A. Klasse E staat voor het laagste kwaliteitsniveau.

Windhindergevoeligheid van de activiteit die men op een locatie onderneemt.
Bij de criteria ten aanzien van windhinder wordt rekening gehouden met de activiteit die maatgevend of kenmerkend voor een gebied wordt geacht. Een gebied kan gezien worden als een duidelijk afgebakend deel van de openbare ruimte: ‘plein’ of ‘trottoir’, maar ook als een nader aan te wijzen zone voor een entree (entreegebied). Afhankelijk van de windhindergevoeligheid van die activiteit wordt een overschrijding van de drempelsnelheid geaccepteerd.
Er worden bij de beoordeling van windhinder drie ‘activiteiten’ onderscheiden:
- Doorlopen: Niet / nauwelijks windhindergevoelig, bijvoorbeeld: parkeerterrein, trottoir.
- Slenteren: Wel windhindergevoelig, bijvoorbeeld: entree, park, winkelstraat.
- Langdurig zitten: Meest windhindergevoelig, bijvoorbeeld: terras, bankje in park.

Afhankelijk van de activiteit wordt aangegeven of het lokale windklimaat, bij een bepaalde overschrijding van de drempelsnelheid (= kwaliteitsklasse) als goed, matig of slecht voor de activiteit beoordeeld wordt, zoals aangegeven in Tabel 11

Prestatieniveaus:

Kwaliteitsklasse

A

B

C

D

E

Kans dat de drempelsnelheid

(5 m/s) overschreden wordt

[% van aantal uren per jaar]

< 2,5 %

2,5 - 5 %

5 - 10 %

10 - 20 %

> 20 %

Activiteiten

Doorlopen (niet windhinder gevoelig)

Goed

Goed

Goed

Matig

Slecht

Slenteren (wel windhinder gevoelig)

Goed

Goed

Matig

Slecht

Slecht

Langdurig zitten (meest windhinder gevoelig)

Goed

Matig

Slecht

Slecht

Slecht

Tabel 11 : Beoordeling van het windklimaat.

Bepalingsmethode:

NEN 8100 (2006) nl: “Windhinder en windgevaar in de gebouwde omgeving”

Aanvulling(en):

Noodzakelijkheid van windonderzoek: beslismodel

Om snel en eenvoudig de noodzaak van toetsing van een bouwplan ten aanzien van windhinder in te schatten is in de NEN 8100 een beslismodel opgezet. Dit beslismodel is vooral van toepassing indien het ambitieniveau niet zo hoog is: kwaliteitsklasse C of D. Wordt een zeer goed windklimaat nagestreefd (kwaliteitsklasse A of B) dan kan ook voor een bouwplan, waar op grond van het beslismodel volgens de NEN 8100 geen onderzoek noodzakelijk is, een onderzoek naar het windklimaat nodig zijn om de maatregelen te bepalen die nodig zijn om dat hoge ambitieniveau te bereiken.

Windhinder wordt in de norm beoordeeld voor gezonde en vitale mensen. Als een gebouw bedoeld is voor kleine kinderen, invaliden en bejaarden, zou men strengere normen moeten hanteren dan NEN 8100 hanteert.

Geadviseerd wordt om bij een hoog ambitieniveau een windhinderdeskundige een (kwalitatief) vooronderzoek te laten uitvoeren, waarbij nagegaan dient te worden of er een noodzaak is van toetsing van de bouwplannen door een (kwantitatief) windtunnel- of CFD-onderzoek.

Windgevaar

Met windgevaar worden zodanig hoge windsnelheden bedoeld dat mensen ernstige problemen ondervinden tijdens het lopen. Bejaarden, mindervaliden en kinderen lopen een risico te vallen.

Criteria voor windgevaar

Voor windgevaar wordt een drempelsnelheid van 15 m/s (uurgemiddelde windsnelheid) aangehouden.

Prestatieniveaus:

Kans dat de drempelsnelheid
(15 m/s) overschreden wordt
[% van aantal uren per jaar]

< 0,05%

0,05 - 0,3 %

> 0,3 %

Kwalificatie

geen gevaar,

voldoet

beperkt risico

gevaarlijk

Tabel 12 : Criteria voor windgevaar volgens NEN 8100.

Bepalingsmethode:

NEN 8100: “Windhinder en windgevaar in de gebouwde omgeving”.

Aanvulling(en):

Een ‘beperkt risico’ is slechts acceptabel bij niet windhindergevoelig gebruik, te weten de activiteit ‘doorlopen’ of voor plekken waar geen activiteit zal plaatsvinden (geen entrees, loop- of fietsroutes). Voor de activiteiten slenteren en langdurig zitten is een beperkt risico op gevaar niet acceptabel. Alle situaties met een overschrijdingskans groter dan 0,3 % van de tijd zijn evident gevaarlijk en behoren te allen tijde te worden vermeden; het publiek mag hier niet aan worden blootgesteld.

Bezonning en beschaduwing

Eisen aan beschaduwing (of bezonning) dienen om een goed ‘klimaat’ te verzekeren.

Er zijn geen wettelijke eisen of publiekrechtelijke normen inzake bezonning of beschaduwing. Wel hebben sommige lokale overheden eisen gesteld, soms als toets voor in principe ieder bouwplan, soms als onderdeel van een hoogbouw-effect rapportage. Beschaduwing wordt in een stedelijke omgeving veelal niet alleen door één enkel gebouw veroorzaakt, maar door alle gebouwen.

Door de realisatie van een gebouw kan er een reductie van de zonbestraling op een gevel van een ander gebouw of een terrein optreden. Eisen aan bezonning of beschaduwing kunnen gesteld worden om verschillende redenen:

Het vermijden van hinder door te langdurige schaduw op de gevels van omringende gebouwen.

Het vermijden van hinder door te langdurige schaduw op gebieden in de buitenlucht bestemd voor langdurig zitten.

Uit onderzoeken blijkt dat 91 tot 95% van bewoners graag zon in de woning heeft. Daarbij bestaat een duidelijk verschil in waardering van de periode dat "zoninstraling" gewenst is, afhankelijk van de bestemming van het vertrek dat aan de gevel is gesitueerd. Zo is de behoefte aan zoninstraling in de woonkamer en de keuken beduidend groter dan voor een slaapkamer.

Voor utiliteitsgebouwen is er geen duidelijke wens voor bezonning. Eerder wordt bezonning van een gevel van bijvoorbeeld een kantoorgebouw als onwenselijk ervaren.

Er zijn geen wettelijke eisen, wel is er een redelijk algemeen geaccepteerd ambitieniveau dat aansluit bij de zogenaamde ‘lichte TNO-norm’.

Prestatieniveaus:

Beschaduwing (door kantoorpanden) voor bezonning van gevels van woningen:

Als richtlijn kan aangehouden worden dat gedurende ten minste 8 maanden per jaar (19 februari tot 21 oktober) ten minste 2 uur per dag bezonning van het midden van de gevel van een woning op 1,5 m boven maaiveld mogelijk moet zijn. Daarbij wordt de mogelijke bezonningsduur bij een zonshoogte van minder dan 10° niet meegerekend.

Bij het beoordelen van de bezonningssituatie dient de bestaande (huidige) situatie als referentie te worden beschouwd. De nieuwe situatie mag niet verslechteren ten opzichte van de bestaande situatie met een grens zoals genoemd in de lichte TNO-norm. Indien de bestaande situatie reeds niet aan deze norm voldoet, dan is deze norm voor de nieuwe situatie niet van toepassing.

Bepalingsmethode:

Lichte TNO-norm voor bezonningsonderzoek i.c.m. zonsimulatie programma.

Aanvulling(en):

Er zijn gemeenten die een sommatie van de bezonningsduur van verschillende gevels toestaan voor vertrekken in een woning die daglichtopeningen in verschillende gevels hebben.

Reflectie van (zon-) licht op de gevels van een gebouw

Eisen aan de reflectiecoëfficiënt van een gebouw dienen om hinder door reflectie van (zon-) licht tegen de gevels van een gebouw te voorkomen.

Er zijn geen wettelijke eisen of publiekrechtelijke normen voor de reflectie van licht door gebouwen. Wel zijn er in het verleden projecten gerealiseerd die tot een zodanige hinder hebben geleid dat er juridische procedures over zijn gevoerd.

Criteria voor de reflectiecoëfficiënt van de gevels van gebouwen:

In Tabel 13 is een classificatie voor de buitenlichtreflectie van gevels opgenomen. De eisen gelden aan de buitenlichtreflectiecoëfficiënt van elk materiaal dat is toegepast als gevelafwerking aan de buitenzijde van het gebouw, er mag geen toetsing aan een gemiddelde lichtreflectiecoëfficiënt plaatsvinden. Voor beglazingen dient de buitenlichtreflectie RLext bepaald te zijn volgens EN 410. Klasse D mag in een goed ontwerp niet worden toegepast. De 3 kwaliteitsniveaus betreffen zodoende klasse A t/m C.

Prestatieniveaus:

Waardeoordeel

Buitenlichtreflectie [%]

Klasse A

Goed

RLext ≤ 15%

Klasse B

Verantwoord

15 ˂ RLext ≤ 20%

Klasse C

Matig

20 ˂ RLext ≤ 30%

Klasse D

Slecht

RLext > 30%

Tabel 13 : Klasse-indeling en waardering van buitenlichtreflectie.

Opmerkingen:

Klasse A is te zien als een basisniveau voor de kwaliteit ten aanzien van de buitenlichtreflectie, waarbij het oordeel goed is. In deze klasse valt het grootste deel van de gebruikelijke beglazing, inbegrepen de (licht-) zonwerende beglazingen.

Klasse B omvat beperkt reflecterende gevelafwerkingen, waaronder de beglazingen die als ‘licht reflecterend’ beschouwd mogen worden.

Klasse C omvat de reflecterende gevelafwerkingen, waaronder de beglazingen die als ‘reflecterend’ beschouwd moeten worden. Bij gebouwen die voorzien zijn van gevelafwerkingen die in klasse C vallen kan hinder door lichtreflectie optreden.

Er zijn vele typen beglazing die een buitenlichtreflectie van minder dan 15% hebben: het gewone blanke floatglas (zowel enkel als dubbelglas), HR++-beglazing en meerdere typen zonwerende beglazing. Ook in de zonwerende beglazingen zijn meerdere glastypen van verschillende fabrikanten leverbaar met een buitenlichtreflectie van minder dan 15% en een absolute zontoetredingsfactor (ZTA-waarde) van niet meer dan 30%.

De buitenlichtreflectie heeft enkel betrekking op de directe (spiegelende) reflectie. Een lichte en mat afgewerkte gevel heeft een buitenlichtreflectie die groter zal zijn dan 30%, maar zal niet leiden tot hinderlijke reflectie.

Buitenluchtkwaliteit

Slechte luchtkwaliteit is ongewenst als buitenruimten actief worden benut en gebruikers daar een fysieke inspanning leveren.

In de Wet Milieubeheer (Wm) zijn grenswaarden op basis van blootstellingsduur en uit oogpunt van volksgezondheid vastgelegd. In Nederland is regelgeving omtrent luchtkwaliteit vastgelegd in de Wet milieubeheer en de Regeling beoordeling luchtkwaliteit (Rbl).

Hoe de luchtkwaliteit kan worden gemeten en berekend is aangegeven in de Rbl. Volgens de Regeling en de Wet zijn er geen beperkingen om te bouwen/wonen wanneer de concentraties van de maatgevende stoffen stikstofdioxide (NO2), fijn stof (ook wel PM10: kleine stofdeeltjes, doorsnee tot 10 micrometer) en zwevende deeltjes (ook wel PM2.5 vanaf 2015) onder de grenswaarden blijven. In het geval van voorzieningen voor gevoelige groepen zoals kinderen, bejaarden en zieken zal extra onderzoek moeten uitwijzen dat er geen sprake is van een (dreigende) overschrijding van de grenswaarden.

De Nederlandse (Europese) grenswaarden uit het oogpunt van gezondheid voor fijn stof (jaargemiddelde concentratie) liggen beduidend hoger dan de grenswaarden voorgesteld door de WHO (World Health Organisation). Voor de veel kleinere fracties fijn stof (<PM1) en het voor de gezondheid veel schadelijker ultrafijn stof (PM0,1) gelden vanuit de Nederlandse wetgever geen eisen. Ultrafijn stof is een actueel onderwerp in het maatschappelijk debat en van hedendaags wetenschappelijk onderzoek.

In Nederland is de luchtkwaliteit slechter dan in overige Europese landen, dit komt onder andere door de hoge bevolkingsdichtheid en het compacte ruimte gebruik. Op verkeersbelaste zones binnen de Randstad worden de normen voor luchtkwaliteit overschreden.

Voor kantoorlocaties waar mensen maar een deel van de dag verblijven gelden vanuit de Wm geen eisen voor luchtkwaliteit. Volgens het blootstellingscriterium dient de luchtkwaliteit te worden beoordeeld daar waar de bevolking kan worden blootgesteld gedurende een periode die in vergelijking met de middelingstijd van de betreffende luchtkwaliteitseis significant is. Hoewel voor kantoorlocaties uurlijkse en 24-uurs grenswaarden relevant zijn, gezien de middelingstijd, worden deze grenswaarden in Nederland nagenoeg niet overschreden. Uitgezonderd zijn kantoorlocaties boven een drukke auto(snel)weg.

In veel gevallen zal het toch onwenselijk zijn kantoren te vestigen op locaties met een relatief slechte luchtkwaliteit. Werknemers kunnen bijvoorbeeld behoren tot een gevoelige groep, het kantoor heeft een baliefunctie met veel bezoekers, of de zorg van een werkgever voor het bieden van een veilige werkplek. Slechte luchtkwaliteit is ook ongewenst als buitenruimten actief worden benut en gebruikers daar een fysieke inspanning leveren.

Voor het verbeteren van de buitenluchtkwaliteit kan aangesloten worden bij de ontwerpoplossingen van de GGD, waarvan enkele specifiek van toepassing zijn voor kantoren en kantoorlocaties.

Ontwerpoplossingen zijn te onderscheiden in het nemen van bron-, overdracht- en ontvangstmaatregelen.

Bronmaatregelen zijn veelal generieke maatregelen. Denk aan strengere emissie eisen autoverkeer. Het stimuleren van andere vervoerswijzen en telewerken wordt ook gezien als bronmaatregel, evenals het beperken van parkeervoorzieningen.

Overdrachtsmaatregelen zijn maatregelen tussen bron en ontvanger, bijvoorbeeld het natreinigen van de weg.

Ontvangstmaatregelen zijn effectief daar waar mensen zich bevinden. Gedacht kan worden aan de ventilatievoorziening van gebouwen, aan geluid- en/of luchtschermen, vliesgevels (bebouwing), hogere gebouwen (dragen bij aan sterkere luchtstroming) en een ruimere opzet van weg-layout.

In de aanvullingen hieronder worden enkele ontwerpoplossingen nader toegelicht.

Prestatieniveaus:

gevoelige groep

Gebruik

buitenruimte

(fysieke inspanning)

ambitieniveau

buitenlucht-kwaliteit

buitenlucht-kwaliteit

verontreiniging

[PM10] en [NO2]

ontwerp-oplossingen

Ja

ja

A

A: < 20 µg/m3

ja

Ja

nee

A of B

B: 20 – 30 µg/m3

ja

Nee

ja

A

A: < 20 µg/m3

ja

Nee

nee

A, B of C

C: 30 – 40 µg/m3

niet nodig

Tabel 14 : Ambitieniveau voor buitenluchtkwaliteit

De tabelwaarden gelden voor gebruikers die behoren tot een gevoelige groep en/of een buitenruimte actief voor fysiek inspanning gebruiken, uitgaande van normale stedelijke omgeving (luchtkwaliteit klasse C).

Aanvulling(en):

Schermen

Geluids- en of luchtschermen hebben een positief effect op de luchtkwaliteit in de directe omgeving van de weg. De oplossing is alleen voor rijkswegen en drukke provinciale wegen denkbaar. Binnen het stedelijk gebied zijn schermen veelal ruimtelijk onmogelijk of stuiten op stedenbouwkundige bezwaren.

Afschermende gevels

Met een vliesgevel aan een gebouw kan een tussenruimte worden gecreëerd die het gebouw afschermt van lawaai en luchtverontreiniging. Door de tussenruimte te ventileren met 'schone' lucht vanaf de luwe zijde van het gebouw, is het mogelijk om alle daaraan gelegen ruimten en de tussenruimte te voorzien van lucht die aan de eisen voor een goede luchtkwaliteit voldoet.

Buitenruimten

Voor buitenruimten geldt dat deze op milieubelaste locaties zoveel mogelijk aan de luwe zijde (minst belaste zijde) van het gebouw gesitueerd dienen te worden. Op deze wijze wordt optimaal gebruikgemaakt van de gebouwvorm.

Gebouwvorm

Een aantal stedenbouwkundige principes kunnen de luchtkwaliteit beïnvloeden. Oplossingen voor knelpunten van luchtverontreiniging hebben echter ook (ruimtelijke) nadelen. Hoe hoger gebouwen, hoe harder het op loopniveau gaat waaien. Dit leidt tot lagere concentraties luchtverontreiniging. Het effect op de verblijfswaarde van de openbare ruimte kan vanuit het oogpunt van windhinder echter minder gunstig uitpakken. Bij een stelsel van gebouwen speelt dit mogelijk nog sterker. Met (CFD ) computational fluid dynamics kunnen deze effecten gecombineerd in beeld worden gebracht.

Weg-layout en bebouwing

Bij luchtkwaliteit rondom drukke wegen is de directe fysieke omgeving van belang. Hoe breder de wegen, des te eenvoudiger verdunt luchtverontreiniging door wind. Brede wegen zijn kostbaar vanwege het ruimtebeslag. Nieuwbouw in de directe omgeving van een bestaand kantoor kan de luchtkwaliteit ter plaatse nadelig beïnvloeden doordat een gesloten straatprofiel, canyon vorming ontstaat, waardoor lucht minder gemakkelijk verdunt.

Groen

In het algemeen geldt dat bomen de luchtkwaliteit in de stad verbeteren vanwege de opname van schadelijke stoffen uit de lucht. In de directe nabijheid van een weg hebben bomen een remmend effect op de windsnelheid waardoor de luchtverontreiniging minder verdunt en de luchtkwaliteit verslechtert. Hoewel bomen schadelijke stoffen uit de lucht opnemen is dit effect kleiner dan de negatieve invloed op de windstroming.

Tunnels

Bij zeer drukke wegen is een overkapping van de weg of het ondertunnelen van de openbare ruimte een oplossing om de luchtverontreiniging lokaal op te lossen. Omdat bij de tunnelmonden de situatie slechter wordt, zijn aanvullende voorzieningen in de vorm van schermen of mechanische afzuiging noodzakelijk om te voldoen aan de wettelijke grenswaarden.

Geluidsbelasting

Hoge geluidsbelastingen hebben tot gevolg dat de buitenruimten nabij gebouwen minder benut kunnen worden. In de Wet geluidhinder zijn hierover eisen opgenomen. Het ligt buiten de scope van dit handboek om hier verder op in te gaan.

Daarnaast zal bij hoge geluidsbelastingen de geluidswering van de gevel beter moeten zijn om een goed binnenklimaat te kunnen blijven waarborgen. In paragraaf 7 wordt hier nader op ingegaan.

Definities

Buitenlichtreflectie (RLext): mate waarin een gevel licht reflecteert, bepaald volgens EN 410.

PM10 , PM2,5, PM10 en PM0,1: stofdeeltjes met een diameter kleiner dan 10 µm, 2,5 µm, 1,0 µm respectievelijk 0,1 µm.

Windhinder: ondervinden van hinder ten gevolge van wind.

Windgevaar: optreden van een zodanig hoge windsnelheid dat bij personen in ernstige mate problemen optreden bij het lopen.

Relevante normen en documenten

NEN 8100: (2006) “Windhinder en windgevaar in de gebouwde omgeving’.

Lichte TNO-norm voor bezonningsonderzoek.

Regeling beoordeling luchtkwaliteit (Rbl).