Het windklimaat voor verblijf in stedelijk gebied: Een aanzet tot normering

\ .

~

Maart 1987

L

I

I

!

I

r-I

1

"

I

I

-j

j

I

I

j

-I

,

J,

?

",'

T

U

Delft

Technische Universiteit Delft

Het windklimaat Voor verblijf

in stedelijk gebied

Een aanzet tot normering

M, Tacken

()E3[?ÇJ

nstit

uut

vom

.

Stedebouw, Planologie. en

Architectuur I

,

.

HET WINDKLIMAATVOOR VERBLIJF

IN STEDELIJK GEBIED

I

EEN AANZET TOT NORMERING

I

t, 1

•

Bibliotheek TU Delft

"

'"

"' ""'

C

1764034

d

M. Tacken

HET lolINDICLIMAAT VOOR VERBLIJF

IN STEDELIJK GEBIED een aanzet tot normering

Uitgegeven en gedistribueerd door: Delftse Universitaire Pers

Stevinweg 1

2628 CN DELFT

telefoon (015) 783254

In opdracht van:

Onderzoeksinstituut voor Stedebouw, Planologie en Architectuur Berlageweg 1 2628 CR Delft telefoon: (015) 781088 Rapport nr. 2 maart 1987

GIP-GEGEVENS KONINKLIJKE BIBLIOTHEEK, DEN HAAG

Tacken, M.H.H.K.

Het windklimaat voor verblijf in stedelijk gebied, een

aanzet tot normering

I

M.R.R.K. Tacken. - Delft : Delftse

Universitaire Pers. - 111. - (Rapport

I

Onderzoeksinstituut voor Stedebouw, Planologie en

Architectuur (O.S.P.A.) j nr. 2)

Uitg. in opdracht van: Onderzoeksinstituut voor Stedebouw,

Planologie en Architectuur (O.S.P.A.), Faculteit der

Bouwkunde, Technische Universiteit Delft. - Met lito opg.

- Met samenvatting in het Engels. ISBN 90-6275-350-7

SISO 555.3 UDC 551.55:711.4 NUGI 655

Trefw.: wind j steden

Copyright: c 1987 by Research Institute of Urban Planning and Architecture (OSPA)

All rights reserved. No part of this book may be reproduced in

any form, by print, microfilm of any other means without

INHOUDSOPGAVE PAG.

SAMENV ATTING ABSTRACT VOORWOORD

INLEIDING ... 13

2 LITERATUURVERKENNING OVER KLIMAATBELEVING •••••••••••••• 15

2.1 Behaaglijkheid ••••••••••••••••••••••••••••••••.•••••••• 15

2.1.1 Luchttemperatuur en stralingswarmte •••••.••••••• 17 2.1.2 Luchtvochtigheid ••••••••••••.••••••••••.••••.••• 18 2.1.3 Windsnelheid •••••••••••••••••••••••••••••••••••• 18 2.1.4 Warmteweerstand van kleding ••••••••••••••••••••• 19 2.1.5 Aard van de activiteiten •••••••••••••••••••••••• 20

2.2 Dynamische effecten van wind ••••••••••••••••••••••••••• 22

2.2.1 Enkele onderzoeksbevindingen •••••••••••••••••••• 22 2.2.2 Recente ontwikkelingen rond de formulering van

criteria voor een acceptabel windklimaat in

ste-delijke verblijfsgebieden ••••••••••••••••••••••• 23

2.3 Conclusies voor de aanpak van het onderzoek op basis

van de literatuurverkenning ••••••••••••••••••••••••••••• 26

3 PROBLEE·MSTELLING ••••••••• , ••••••••••••••••••••••••••••• 27

3.1 De hoofdvragen van het onderzoek ••••••••••••••••••••••• 27

3.2 De onderzoeksopzet .•.•....••••...•••.•••....•••.•.. 28

4. HET VERLOOP VAN HET ONDERZOEK •••••••••••••••••••••••••• 31

4.1 De registratie van het windklimaat ••••••••••••••••••••• 31

4.2 De registratie van de persoonlijke beleving •••••••••••• 32

4.3 De waarnemingen .•••...•.•..•....•.••••...••••• 33

4.4 De waarnemingen in een wijkwinkelcentrum in Katwijk •••• 36

5 DE RESULTATEN VAN HET ONDERZOEK •••••••••••••••••••••••• 37

5.1 De betekenis en onderlinge samenhang van scores •••••••• 37

5.2 De beleving van het windklimaat •••••••••••••••••••••••• 41

5.2.1 Conclusies uit de tabellen •••••••••••••••••••••• 44

5.3 De relatieve betekenis van enkele kenmerken in een

model . . . • . . . . • . . . . • . . . 45

Me

_+ _

.. ___ .... _

..

_.!!L.'_. __ ... I1 __

1".'."'BtW • •

7 CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN ••••••••••••••••.••••••••••• 55 7.1 Conclusies •••••••••••.•••••••••••••••••••••..•••••••••• 55 7.2 Aanbevelingen voor verder onderzoek ••••••••••••••.••••• 57

LITERATUUR BIJLAGEN Bij lage 1 Bijlage 2 Bij lage 3 . . . • . ... . . • . . . • . . . • . . • 59

Locatie Hoornesplein in Katwijk •••••••••••••••••• B1 Vragenlijst windhinderonderzoek •••••.•.•••••••••• B7 Codeboek \Hndhinderonderzoek, expo Bouwkunde dak. B8

SAMENVATTING

Het windklimaat voor verblijf in stedelijk gebied, een aanzet tot normering.

Door de aard van de bebouwing ontstaat er in stedelijk gebied een ander windklimaat dan in het vrije veld. Hoge gebouwen versterken de wind op de begane grond, terwijl ges~oten gevel-wanden juist bijdragen tot het ontstaan van beschutte gebieden in de stad.

De aard van de bebouwing heeft dus invloed op het windklimaat en door een zorgvuldige planning in de ontwerpfase kan in be-langrijke mate worden bijgedragen aan het ontstaan van een goed verblijfsklimaat bij entrees van woongebouwen, op kinderspeel-plaatsen of op terrassen van balkons. De centrale vraag is dan: bij welke windsnelheden in relatie met andere klimaatvariabelen is er een goed verblijfsklimaat te verwachten?

Di t probleem is aangepakt door in een proef opzet mensen in verschillende weersomstandigheden aan de wind bloot te stellen. Daarbij is naast het windklimaat ook de beleving van de proef-personen geregistreerd. Deze metingen hebben inzicht geboden in de combinaties van windsnelheid, temperatuur en zonnestraling, waarbij de proef personen de si tuatie nog als een behaaglij k verblijfsklimaat ervaren.

Uit de waarnemingen blijkt duidelijk, dat de grens voor een acceptabele windsnelheid in verblijfsgebieden dichter bij de 1 meter per seconde ligt dan bij de 5 à 6 meter per seconde die men veelal hanteert. Deze laatste norm is vooral gebaseerd op allerlei dynamische effecten op het gedrag. Er is tevens een relatie gelegd met het heersende windklimaat in Nederland om een indicatie te geven van het aantal verblijfsuren) dat een gunstige combinatie van zon, wind en temperatuur heeft. Boven-dien maakt dit het mogelijk om de winst in uren aan te geven die men kan boeken door met bouwkundige maatregelen de wind-snelheid te reduceren.

ABSTRACT

The wind climate for staying in urban areas, an attempt at standardization.

In urban areas the built environment generates a wind climate that is different from the open space. High rise buildings

enforce the wind at ground level. Closed facades create

sheltered areas.

The wind climate is influenced by the type of built envi ron-ment. Careful designing of buildings can therefore contribute to the creation of a comfortable climate to stay on children' s playgrounds, on terraces and balconies or near entrances of residential buildings.

The principal question is then: at which velocities in combina-tion with other climate variables can we expect a comfortable climate in urban areas?

This problem is tackled by confronting people in an experimen-tal situation with different wind velocities in combination with other weather characteristics. Climate variables were recorded and respondents were interviewed on their perception of the wind climate. This approach resulted in a set of combi-nations of wind velocity, temperature and solar radiation which people perceive as conditions for a comfortable stay in outdoor urban spaces.

From this research it was concluded that an acceptable wind

velocity for urban out door accommodations is about 1

mis.

This

value is very much lower than the standard of ten used in

planning and design, i.c. 5 à 6

mis.

This standard is mainly

based on various dynamic impacts of wind on human behaviour. By relating our results to the prevailing wind climate in the Netherlands, we estimated the number of hours with a favourable combination of wind, sun shine, and temperature.In addition, it is possible to indicate the gain in number of those hours, to be attained by means of architectural measures in order to reduce wind velocity.

2 LITERATUURVERKENNING OVER KLIMAATBELEVING

Voor het beantwoorden van de vraag naar de verblijfskwaliteit

van buitenruimten moeten eerst de condities, die medebepalend

zijn voor een behaaglijk of aangenaam verblijf worden

uitge-werkt. In eerste instantie is hierbij nog van ondergeschikt

belang of dit gedrag binnen of buiten plaatsvindt.

Deze condities hebben in grote lijn betrekking op twee soorten effecten, die beide leiden tot een bepaalde beleving.

De effecten op de warmtehuishouding van het lichaam. In dit verband spreekt men bij voorkeur over behaaglijkheid

De dynamische effecten: winddruk, windkracht en de mate van

turbulentie beinvloeden bepaalde gedragingen. Illustratief is hiervoor bv. het hanteren van een krant bij vlagerige wind.

Deze effecten zullen wij hier uitwerken.

2.1. Behaaglijkheid

Behaaglijkheid .wordt door Liese (1970) in navolging van Rubner

omschreven als een zeker evenwicht in de warmtehuishouding van het lichaam, waarbij het niet (meer) tot zweten noch tot een bijstelling van de stofwisseling komt. Vergelijkbaar met deze omschrijving is die van Hagenau(l970): Behaaglijkheid is de toestand, waarbij men zijn tevredenheid met de warmte in de

omgeving uitdrukt: d.w.z. men zou noch de voorkeur geven aan

een warmere noch aan een koudere omgeving. Hij voegt hieraan toe, dat dit voor de groep meestal betekent, dat men een oplos-sing nastreeft, waarbij het grootst mogelijk percentage mensen het behaaglijk vindt.

Centraal staat kennelijk de temperatuur, als wij het over be-haaglijk hebben. Dat komt uit deze omschrijvingen naar voren, maar dat wordt ook door diverse auteurs onderstreept. Het dui-delijkst door Adolph en MOlnar(1946), die stellen dat de ther-mometer het meest geschikt is, als men slechts één instrument wil gebruiken om de omgevingsinvloed aan te geven.

In dit opzicht betekent het een soort tussenstap om te werken met het begrip effectieve temperatuur (ET). Hierin worden

com-binaties van temperatuur en luchtvochtigheid aangegeven, die

eenzelfde warmtebeleving oproepen. Door de ASHRAE (American So-ciety of Heating Refrigerating and Airconditioning Engineers) zijn tabellen ontwikkeld, waarin combinaties van temperatuur en luchtvochtigheid zijn aangegeven bij welke ET mensen zich be-haaglijk voelen. Deze ET is later ui tgewerkt tot de Standard

Effective Temperature (SET)(Markus & Morris) , waarbij de

omge-ving, kleding en activiteit zijn gestandaardiseerd Dat resul-teerde in een grote reeks grafieken.

Een ervan (figuur 1) presenteren wij hier, omdat deze bruikbaar is voor ons project. Het betreft de behaaglijkheid bij gewone

kantoorkleding en zittend bezig zij n. Tussen de 180 _{en 30}0

vindt 70% van de mensen het behaaglijk en tussen 210 _{en 27}0

geldt dit voor 80%.

O

Zone of comfort ror

' . 70 ~. of population

Clothing: 0 cic

Air velocity : Q. 1 ms'

Activity: t,O met Relative humidity (%) • Zone of comfort for 80 % of populatien

SET DISC -w ?, 5

&

:0 ~ !-+-;.;;IH-'r~/'f--:-+':-;-rl J ~ -5 0 5 IQ IS 20 2S 30 35 40

Ambient or operative temperature I. or 10 ('C)

Figuur 1: De behaaglijkheid bij een rustige bezigheid in

relatie Et temperatuur, relatieve vochtigheid en een windsnelheid van 0.1 mIs.

Kennelijk is een aantal voorwaarden van belang voor een aange-naam verblijf in een bepaald klimaat. Hagenau noemt:

luchttemperatuur stralingswarmt e windsnelheid • luchtvochtigheid

naast deze omgevingskenmerken noemt hij: • de warmteweerstand van de kleding • de aard van de activiteiten

Deze condities zullen wij nu achtereenvolgens behandelen, voor-zover deze relevant zijn voor een behaaglijk verblijf in de buitenruimte.

'"

'"

1

-2.1.1 Luchttemperatuur en stralingswarmte

Beide dragen bij tot de omgevingswarmte. Een onderscheid is voor ons onderzoek relevant voor zover de stralingswarmte af-komstig is van de zonnestraling.

Al bij het eerste punt blijkt, dat het erg moeilijk is om over de afzonderlijke kenmerken te spreken. De beleving van warmte is afhankelijk van de luchtvochtigheid en het koelingseffect van de wind. Waar nodig zullen wij dan ook deze relaties aange-ven.

Loewer (1972) geeft een opsomming van de richtlijnen die een aantal auteurs vooral voor het binnenklimaat aanhouden. Iampie-tro e.a. noemen als benedengrens

+/-

180 C. Bij lagere tempera-turen wordt een behaaglijk klimaat moeilijk te bereiken. Hall-green noemt 210

C bij een windsnelheid van 0,2 mis als de wind van voren komt. Fanger geeft een aantal combinaties van tempe-ratuur en windsnelheid voor het behaaglijk binnen zitten:

Temperatuur 26 ° C 27° 28° 29° Windsnelheid 0,1 mis 0,2 0,5 1,5

Poulton noemt 210 - 220 en een luchtvochtigheid van 40-50% voorwaarde voor een maximaal comfort.

Grandjean (1966)stelt, dat tussen 230 en 240 C het klimaat een on-geveer even vaak als te warm en als aangenaam wordt ervaren. Mc.Cormick (1970)schrijft dat men normaal gekleed comfortabel moet kunnen zitten bij een relatieve vochtigheid van 50% en een

temperatuur van 210 C.

Bij 180 tot 220 wordt volgens Liese aan de voorwaarden voor een behaaglijk klimaat voldaan. Boven 240

heeft men bij schoolkin-deren een verminderde concentratie geconstateerd. Temperaturen van 300 _{à 31}0 _{leiden algemeen tot een drastische vermindering} van de spankracht. Liese (1970) acht eveneens het temperatuur-effect het meest doorslaggevend.

Conclusie

Als wij dit overzicht samenvatten, dan luidt onze conclusie, dat een behaaglijk verblijf mogelijk is bij temperaturen tussen

+1- 180 en 300 C. Hierbij is ISO duidelijk een ondergrens. Om-dat echter de straling van de zon effect heeft op de beleving van de buitentemperatuur. lijkt ons de keuze verantwoord om voorlopig voor het onderzoek een temperatuur van '16° C bij zon-nig weer als benedengrens voor de waarnemingen te hanteren, voor zover het project gericht is op het verblijf in de buiten-ruimte. Anders wordt het bij het gebruik van stedelijke voor-zieningen als winkelcentra, voetpaden e.d. Hier geldt die bene-dengrens veel minder sterk.

2.1.2. Luchtvochtigheid

Uit het gebruik van de effectieve temperatuur (ET) blijkt al, dat de luchtvochtigheid een belangrijke conditie is voor de be-leving van het klimaat. We geven nu weer eerst een overzicht van de belangrijkste opmerkingen. Poulton (1970) stelt dat een

ET van 210 _{à 22}0 _{C en een luchtvochtigheid van 40 - 50%}

voor-waarden vormen voor een maximaal comfort.

Grandjean (1966) merkt op dat de relatieve vochtigheid het

tem-peratuurgevoel nauwelijks verandert als de temperatuur bijna optimaal is: bv.:

24,80 C bij een 30% relatieve vochtigheid

24,20 C bij een 85% relatieve vochtigheid

Reeds in 1946 schreven Adolph en Molnar (1946), dat o.a. de

vochtigheid een ondergeschikte rol speelt. Ook Liese stelt, dat de luchtvochtigheid bij een behaaglijke temperatuur niet van betekenis is.

Vanuit onze oriëntatie in de literatuur lijkt het inderdaad

ac-ceptabel om aan de luchtvochtigheid een zeer ondergeschikte

be-tekenis toe te kennen, zolang de temperatuur als behaaglijk

wordt ervaren. Het belangrijkste is immers, dat de warmtehuis-houding in het lichaam op peil blijft. Wanneer de buitentempe-ratuur de lichaamstempebuitentempe-ratuur benadert, dan is het zeer belang-rijk dat de mens door middel van transpireren enig koeleffect

kan oproepen. Als deze verdamping echter niet mogelijk is door

de hoge luchtvochtigheid, dan kunnen er problemen ontstaan.

Maar voor temperaturen onder de 300 _{C zal de luchtvochtigheid}

slechts een ondergeschikte rol spelen en dus zal di t in ons

klimaat ·minder. relevant zijn.

2.1.3. Windsnelheid

Met dit kenmerk van het omgevingsklimaat komen wij bij het

ei-genlijke onderwerp van ons onderzoek. Wij geven eerst een

over-zicht van de bevindingen van elders verricht onderzoek. Hierbij is het goed om te bedenken, dat dit onderzoek vooral gericht was op het binnenklimaat.

Liese beschrijft iets uitgebreider de effecten van wind.

De twee fysiologische effecten zijn: het temperatuurverschil en

het huiduitdrogingseffect. Bij een temperatuur van 300 C blijkt

de wind geen verwarmende noch koelende werking te hebben op de

huidtemperatuur. Bij temperaturen van 18 à 190 _{C kan de wind}

meer effect hebben, omdat de warmtehuishouding dan nauwelijks

meer uit zichzelf in evenwicht kan blijven (Liese, 1970).

In de eerdergenoemde ASHRAE tabellen wordt rekening gehouden met de windsnelheid. Voor diverse windsnelheden zijn er tabel-len, waarin is aangegeven welke ET een behaaglijk klimaat biedt. Mc Cormick (1970) acht deze tabellen redelijk bruikbaar voor lage en matige temperaturen.

Green (1963) geeft aan dat het effect van zonneschijn op de

dit warmte-effect echter gereduceerd tot 10 C. Zonnebaden is

dan ook volgens hem in de zomer aangenaam bij een temperatuur

van 200 en een windsnelheid van +1- 0,1

mis.

Bij iets

toenemen-de wind moet deze temperatuur al gauw zo'n 260 C zijn. Loewer

(1972) constateert, dat men 0,2

mis

voor zittende mensen in een

binnenruimte meestal te hoog vindt. Bij staand of iets meer

in-spannend bezig zijn is 0,5 mis nog draaglijk. Hij verwijst nog

naar Hallgreen, die 0,2 mis bij 210 _{C - als de wind van voren}

komt- nog acceptabel vindt. Windsnelheden van 0,07 mis of lager

zou men niet meer waarnemen. Bij onde rzoek in een collegezaal

merkte 90% een luchtcirculatie van 0,3 mis nog op.

Poulton (1970) stelt op grond van onderzoek, dat de ET met 10 à

20 C daalt, als de luchtbeweging toeneemt van 0,2 mis tot

mis. Rond de 2,5 mis daalt de ET met 3 tot 5 graden.

Bij Grandjean (1966) lezen wij dat in de meeste Europese landen

zittende personen een luchtstroming van meer dan 0,2 mis als

onaangename tocht ervaren. Hij adviseert om deze grens aan te

houden. Evenals Loewer stelt hij, dat daarentegen bij staande

arbeid en vooral bij lichamelijk inspannende bezigheden

belang-rijk hogere luchtstromingen - tot ongeveer 0,5 mis - zonder

hinder worden verdragen. Ook Liese (l970)stelt nadrukkelijk,

dat luchtcirculatie in verblijfzones geen probleem is, zolang

deze onder de 0,2 mis blijft. Vooral 's zomers is er naar boven

wel enige tolerantie.

Om een algemene indruk te geven van het effect van de

windsnel-heid op de behaaglijkwindsnel-heidsbeleving wordt meerdere malen de

vol-gende figuur van Penwarden (1975) (figuur 2) gepresenteerd.

Vooral bij de hoge windsnelheden zijn de effecten op de

bele-ving erg groot.

Conclusie

Uit de beschikbare literatuur valt voor de windsnelheid in

ver-blij f s ruimten als richt lij n af te leiden dat 0,2 misen

maxi-maal 0,5 mis de bovengrens vormen. Als wij dit vergelijken met

de norm van 5 à 6 mis die nu veelal vanui t het onde rzoek naa r

de dynamische effecten wordt aangehouden dan is het duidelijk

dat er wat meer duidelijkheid moet komen over de effecten van

windsnelheden tussen 0,5 mis en' 5 mis in buitenruimten. Voor

verblijf in buitenruimten zal men zijn kleding meer aanpassen

aan het heersende klimaat en dat schept meer ruimte voor de

normstelling ten aanzien van de windsnelheden.

2.1.4 Warmt:eweerstand van kleding

Met de warmteweerstand van de kleding snijden wij een moeilijk onderwerp aan. Uiteraard is de beschermi ng van kleding van

be-lang voor de warmtehuishouding van het lichaam. Zo lezen wij

bij Green (1967) bij voorbeeld dat licht gekleed wandelen de

lichaamstemperatuur met +1- 70 C doet stijgen, terwijl door een

trui extra de temperatuur ongeveer 140 C stijgt.

Een verdere uitdieping van deze effecten zou echter voor di t onderzoek te ver gaan. Wij gaan ervan uit, dat de mensen zich adaequaat kleden voor het buitenklimaat en de bezigheden die

19

ê

"

~ ;; a; ~ !

.

..

« 2

zij daar willen verrichten. Als het te koud of te guur is voor

een langer verblijf in de woonomgeving, dan is dat niet alleen

op te lossen door meer kleding aan te trekken. Bovendien mogen

wij verwachten dat het gewenst gedrag dan niet meer aangenaam

wordt gevonden. 30 (bI $hade p

i

<

O~~~~ __ ~~~~~ __ ~~ -80~~~~~3~~4--~5--L6--L7--8L-~~10 o 2 3 4 5 6 7 8 9 ~

Wind speed (mis) WInd speed (m/sl

Figuur 2: Voorbeelden van behaaglijkheidscondities voor

rus-tig wandelen

Bron: Peowarden & Wise, 1975

2.1.5 Aard van de activiteiten

Hier is al vaker de conditie vermeld, dat bepaalde effecten

op-treden bij zittende mensen, bij wandelen, enz. Uiteraard is de

aard van de activiteit van belang. Meer energieverslindende ac-tiviteiten leveren door hun verbranding extra warmte op, die door de lichamelijke warmtehuishouding moet worden verwerkt. Hagenau (1970) illustreert dit door bijgaand overzicht:

I

I

bezigheid totale warmteproduktie

voor een volwassen man

met 1,8m 2 lichaamsopper-vlakte in Kcal/h. volledige rus t rust (zittend) autorijden 72 100 144 155 200 300 404 500 650 typen (snel) lichte arbeid middelzware arbeid trap-aflopen zware arbeid zeer zware arbeid

trap-oplopen 1220

Liese (1970) maakt een onderscheid tussen: Schonklima :

Reizklima :

Lastklima:

Indifferenz-.

klima:

het 'Bett-, Ruheraum- und Liegehallenklima'. een bewust gekozen afwijking van het behaaglijk klimaat, omdat men dat als stimulerend ervaart, bv. het zich blootstellen aan het klimaat van het hooggebergte of het bakken in de zon.

een zodanig klimaat, dat maatregelen getroffen moeten worden om op den duur de warmtehuishou-ding in de hand te houden: bv. speciale klewarmtehuishou-ding

bij werk in hoogovens. .

het alledaagse klimaat voor het persoonlijke, maatschappelijke of het beroepsleven. bv. kli-maat in woning of kantoor. Hierbij is gestreefd naar een optimale oplossing.

Als wij ons bezighouden met het aangenaam verblijven in de

woonomgevi ng dan zal onze aandacht vooral ge richt zij n op het

'Indifferenzklima'. Soms zal het Reizklima aandacht moeten

krijgen, maar dan uitsluitend in een zekere afwijking naar de hogere temperaturen.

Onze aandacht zal vooral gericht zij n op de rustige activi tei-ten, waarbij de eisen aan het klimaat gezien de geringe warmte-productie van het eigen lichaam het hoogste zijn:

• toezicht houden op spelende kinderen buiten zitten en eventueel lezen e.d. buiten zitten of staan praten

wandelen

winkelen, rustig etalages bekijken, praatje maken

Dergelijke activiteiten moeten met enige regelmaat mogelijk zijn in de woonomgeving.

2.2 Dynamische effecten van wind

2.2.1 Enkele onderzoeksbevindingen

Tot nu toe z~Jn de dynamische effecten niet betrokken bij het

formuleren van de condities voor een aangenaam klimaat. Het accent lag sterk op de zeer lage windstromingen, die vooral voor een aangenaam verblijf in binnenruimten gelden. Nu ver-schuift de aandacht wat meer naar de bovengrens: de sterke stromingen die in ons klimaat in de buitenruimten voorkomen en die bovendien wat minder constant zijn. Naast een meestal koe-lend effect kan de wind ook effecten hebben op de uitvoerbaar-heid van gewenst gedrag. Zo kan wat hardere wind met onregel-matige vlagen het lezen van een krant of boek veel minder aan-genaam maken.

Als wij bij Penwarden en Wise (1975) zien, dat er bij een

mati-ge wind (Beaufortschaal 4, op 1,75 m hoogte: 4,0 - 5,8 mIs)

stof opwaait, evenals zand en papier en dat haren in de war waaien, dan kunnen wij ons indenken dat ook bepaalde activitei-ten met minder plezier verricht kunnen worden. Melbourne (1978) benadrukt sterk het effect van de turbulentie. Zijn inziens moet er terdege rekening worden gehouden met vlagen, vooral

windvlagen van korte duur (2 - 3s). De snelheid van dergelijke

vlagen drukt hij uit in de formule:

u u

+

3,5 IJ

û

=

vlaagsnelheid

u gemiddelde snelheid

IJ

=

standaardafwijking

Meer in onze direkte interessesfeer ligt een Engels onderzoek van Hunt, Poulton en Mumfort (1976). Zij hebben in de windtun-nel proefpersonen een aantal handelingen laten verrichten. Hun

conclusie is, dat - rekening houdend met de turbulentie -

wind-snelheden van meer dan 6 mIs een zodanig effect hebben op de

activiteiten dat het onaangenaam wordt. Deze windsnelheid bere-kenen zij met de volgende formule:

Us u ( 1

+

3. turbulentie-intensiteit)

Us geschatte equivalente constante windsnelheid

u

=

gemiddelde windsnelheid

Deze formule wijkt niet veel af van de door Melbourne gekozen formule. Beiden erkennen een extra sterk effect van de turbu-lentie door deze met een factor 3 à 3,5 te vergroten.

Deze effecten van windvlagen zullen wij in ons onderzoek be-trekken. Wij richten ons primair op een langer verblijf in de woonomgeving. Dan zullen ook de dynamische effecten hun invloed doen gelden.

2.2.2 Recente ontwikkelingen rond de formulering van

crite-ria voor een acceptabel windklimaat in stedelijke ver-blij f sgebieden

Het accent heeft steeds zeer sterk gelegen op doe dynamische

ef-fecten. In 1980 geeft Feis de stand van zaken nog eens weer waarbij hij stelt dat bij adhoc-onderzoekingen aan modellen een

snelheidsgrens van 5 mis wordt aangehouden voor westelijk

Ne-derland en 3 mis voor oos telij k Nede rland. Hij ve rwij s t daarbij

naar de specifieke effecten van turbulenties vooral in gebouwde gebieden op het gedrag. Concluderend stelt hij dat voor

winkel-centra, recreatieterreinen, perrons, speelplaatsen,

plantsoe-nen, parken enz. waar een behaaglijk windklimaat wordt

ver-wacht, de genoemde waarden gedurende minder dan 10% van de tijd overschreden mogen worden.

In een onderzoek door TNO in Rotterdam bij Europoint (1980)

wordt uitgegaan van een behaaglijkheidsgrens van 5 mis en een

gevarengrens van 12 mis het gaat hierbij om uurgemiddelde

snel-heden op hoofdhoogte (1.75 m).

Lawson (1980) heeft de problematiek samengevat. Hij benadrukt

het belang van de tij dsperiode waarover de snelheid wordt ge-middeld. De mate waarin een bepaalde windsnelheid aanvaardbaar wordt gevonden, hangt af van de bezigheid. Lawson defineert een situatie met een acceptabel windklimaat als een situatie die geen commentaar uitlokt over de winderigheid.

Een veel gebruikte maat is de

equivalente constante windsnelheid

u O+k)

waarbij de turbulentie (k) neerkomt op de standaard afwijking. De waarde van k varieert tussen de onderzoeken van 0 tot 4.

Lawson presenteert vooral de Bristol-methode. Basis voor het ontwerpen in deze methode is de kans van 1:50 dat een over 3 s gemiddelde windsnelheid in een bepaald jaar net niet voorkomt. Voor het vaststellen van deze grenzen gaat het uiteraard om situaties die gevaar opleveren.

Naast deze methode waarbij de criteria gebaseerd zijn op de

overschrijdingskans van bepaalde vastgestelde windsnelheden,

wordt een methode gehanteerd, die een verhouding aangeeft tus-sen de windsnelheid in de concrete bebouwde situatie en de on-bebouwde situatie.

In 1979 wordt door Murakami e.a. (1979) op een congres te Fort Collins een paper gepresenteerd over de windeffecten op voet-gangers. Zij baseren hun bevindingen op 3 verschillende benade-ringen:

looptests in de windtunnel looptests bij hoogbouw

observaties van voetgangers bij hoogbouw.

Ook bij dit onderzoek ligt het accent op de dynamische effec-ten. Er wordt veel aandacht gegeven aan de periode waarover wordt gemiddeld.

Er blijkt enig effect op het lopen te nJn bij een windsnelheid van

SmIs,

die zich gemiddeld tijdens een periode van 3 seconden heeft voorgedaan. Samenvattend staan de resulta'ten in figuur 3.

IOO~~~---~---~~---~r---' % Foocstep 1rregular1tl •• - - male ••••• hul. Crue 1 no ,U,cc Gnd. 2 all\Or 1rr'plarh, ot (oouup.

$ t,) Cr.de) footac..p. lrnplar

• Criteria in Part

m

• Criteria in Part'" n

I

• Melbourne and Ji)iibert (1)

)?ih

...

d on gus ÎÎp.od

I

• Gandemer

I

(5) /u

t.fon t$~i

I

Dl.co.fon

•

and Pe~rden (4)

e.rade 4 vdkinc Ua. In,cI,

1I'teaubr

Crue S body blow dd .... ' .

or to 1 • .., • .,d

Th, U.Us ot .atec,

I

DA"I'1'

Figuur 3: Samenvatting van de effecten van wind vanuit diverse onderzoekingen

In een Amerikaanse studie (Cohen et al, 1977) worden normen ge-geven voor het windklimaat. Zij baseren zich daarbij op be-staande informatie. Daarbij wordt nadrukkelijk de kanttekening gemaakt, dat er sprake is van uurgemiddelden en dat vlagen daar duidelijk bovenuit gaan.

Zij geven dan aan dat 0 - Smis. een ideaal klimaat oplevert

voor een optimaal plezier in de openlucht, het buitenshuis eten

of het lezen in een krant. Bij 5,8 - 8,6

mis.

is enige

beschut-ting nodig. Toch kiezen zij voor hun verdere onderzoek voor re-latieve maatstaven waarbij een verhoudingsgetal tussen de situ-atie zonder en met bebouwing of de situsitu-atie vó6r verandering en na verandering. Het risico hierbij is weer dat de relatie met de positieve waardering van de situatie ontbreekt.

Een interessante bevinding in de marge van dit onderzoek is,

dat men ervaren heeft, dat de gemeten windsnelheid vaak veel lager is dan men op grond van de eigen waarneming had vermoed. Zij hebben dan ook ervaren, dat voetgangers bij een gemiddelde

windsnelheid van 2,7 - 3,6

mis

.

een aanzienlijk ongemak ervaren

door de windvlagen die dan som zelfs snelheden bereiken van

bijna 14

mis.

Verder concluderen zij dat de temperatuur een

be-langrijk effect heeft op de te hanteren behaaglijkheidscrite-ria.

In een meer recent onderzoek (Bosselmann et al. 1984) wordt de

situatie ten aanzien van zon en wind en de beleving ervan in open ruimten en op trottoirs beschreven. Het accent lag hierbij op de reductie van de wind in stedelijk gebied door allerlei maatregelen. Hierbij is men uitgegaan van de temperatuursrege-ling van de mens die gerelateerd is aan een bepaalde huidtempe-ratuur. Men is daarbij uitgekomen op een norm van ongeveer 3

mis

voor de gemiddelde windsnelheid voor zitgebieden in de

openlucht. Deze snelheid mag niet meer dan 10 % van de tijd

worden overschreden. Wanneer de bestaande si tuatie daar dan

bovenuit komt moet er door bebouwing iets gebeuren om extra

beschutting te realiseren.

Zij geven aan dat er een aanzienlijk effect kan uitgaan van wind en zon op het aangenaam verblijven in de openlucht. Wind-stil weer en temperaturen van 21-26° geven voetgangers in nor-male kantoorkleding een gevoel van behaaglijkheid. Wanneer de wind opsteekt of de temperatuur wat lager is, dan zal de zon dit moeten compenseren.

Op grond van waarnemingen in 4 situaties met behulp van maquet-tes en modellen voor de lichamelijke reacties formuleren de on-derzoekers enkele conclusies die vooral gericht zij n op het windklimaat. Zij hebben ervaren dat bij zonnig weer veel mensen

zich in het klimaat van San Fransisco prettig voele~ De

zon-nestraling en de temperatuur blijken belangrijke factoren bij de beleving van het klimaat.

Het voorgaande maakt duidelijk, dat bij een gemiddelde

wind-snelheid gedurende 3 seconden van 5

mis

enig dynamisch effect

merkbaar wordt vooral bij het lopen.De vraag die voor ons res-teert blijft: welke effecten hebben windsnelheden - lager dan 5

mis

gemiddeld over 3 s. - op de behaaglijkheid?

2.3. Conclusies voor de aanpak van het onderzoek op basis van de literatuurverkenning

Een behaaglijk verblijf is mogelijk tussen 180 _{en 30}0 _{C, en tot 16}0 _{mits de}

Voor temperaturen onder 300 _espeelt

ondergeschikte rol.

bij een temperatuur zon schij n t.

luchtvochtigheid een Voor een aangenaam verblijf in binnenruimten wordt een wind-snelheid van 0,2 - 0,5 mis als maximum genoemd. Hoe zit dit met bui tenruimt en?

De kleding laten wij buiten beschouwing. Wij gaan ervan uit, dat mensen zich adequaat kleden.

De aard van de activiteiten is van belang voor de lichame-lijke warmtehuishouding. Wij richten ons vooral op rustige

activiteiten die we~n~g bijdragen tot verhoging van de

lichaamstemperatuur, zodat de buitentemperatuur belangrijk

is.

Vanuit de dynamische effecten gezien zijn de windsnelheden,

die lager zijn dan 5 à 6 mIs, acceptabel. Hierbij moet wel rekening worden gehouden met een extra-effect door de turbu-lentie.

De effecten van windsnelheden tussen 0,5 en 5 mIs op de

3 PROBLEEMSTELLING

3.1. De hoofdvragen van het onde"rzoek

Het project is weer te geven in de volgende vragen:

met welke methoden kan het windklimaat en de beleving ervan het beste worden geregistreerd? Hierbij gaat het om de ont-wikkeling van meetapparatuur en om een vragenlijst voor het meten van de beleving;

bij we lke gemiddelde winds nelheid en bij welke turbulentie is er nog sprake van een goed verblijfsklimaat in stedelijk gebied?

welke andere klimaatfactoren (temperatuur, zon e.d) beïn-vloeden de beleving van het verblijven in de buitenlucht? hoeveel dagen per jaar zal de weerssituatie zo zijn, dat het buiten goed toeven is?

Enkele begrippen vragen om een nadere verduidelijking.

Het verblijfsklimaat verwijst naar de beleving van een aan-tal situatiekenmerken voor zover deze in combinatie al of niet gunstige voorwaarden bieden voor een langer verblijf in die situatie. Bij het begrip "verblijven" denken wij aan mogelijkheden voor een zeer rustig gedrag, dat zal bestaan uit activiteiten als buiten zitten, zonnebaden, staan pra-ten, winkels kijken, toezicht houden bij spelende kinderen in een zandbak e.d ••

Het windklimaat wordt bepaald door een samenstel van variabelen, die in allerlei combinaties de weersomstandigheden -vooral gericht op wind - beschrijven. Het gaat dan om:

Gemiddelde windsnelheid: dit betreft het gemiddelde over een bepaalde meetperiode van alle per seconde vastgelegde waar-nemingen.

Turbulentie verwijst naar de variatie die er optreedt in de snelheid en de richting van de wind.

1. De variatie in snelheid wordt op 2 manieren weergegeven: - de turbulentie-intensiteit: de standaardafwijking

gedeeld door de gemiddelde snelheid. Dit is een gebruikelijke maat. Hierdoor treedt een standaardisatie van deze afwijking op, waardoor de effekten wegvallen van de - in absolute cijfers - grotere schommelingen bij hogere snelheden. Wij hebben echter in de analyses toch gebruik gemaakt van de gemiddelde afwijking zonder deze te relateren aan de gemiddelde snelheid, omdat voor ons juist deze grote schommelingen in snelheid relevant zijn;

de vlaagfaktor. De windvlagen zijn een aanduiding van de wind gedurende kortere perioden. Wij hebben bij onze metingen hiervoor de keuze laten vallen op de 3-seconden-vlaag, omdat deze in veel ander onderzoek eveneens gehanteerd is.

2. De turbulentie heeft ook betrekking op de variatie die optreedt in de windrichting. Deze wordt over alle per sec. vastgelegde hoeken met behulp van het directional

mean (Gaile & Burt, 1980) berekend.

Aanvankelijk had de registratie-apparatuur beperkte mogelijkhe-den voor de verwerking van de turbulentie qua richting. Als tussenoplossing hebben wij voor 1983 zowel de gemiddelde hoek als de 8 hoeken die gedurende de meetperiode het meeste zij n voorgekomen geregistreerd. Deze laatste zij n samengevoegd in

klassen van 5°. Vanaf 1984 is deze richting in graden

vastgelegd, zodat later de variatie kan worden berekend.

De temperatuur wordt in graden Celsius uitgedrukt.

De zonnestraling wordt vastgelegd als de gemiddelde straling

in VI/ m2.

Bij de uitwerking van de probleemstelling in een bepaalde on-derzoeksopzet zijn wij uitgegaan van een eenvoudig theoretisch model. Er is sprake van een aantal stimuli vanuit de omgeving,

windkenmerken, buitentemperatuur en zonnestraling en enkele

responsreacties door de proefpersonen: een beleving van de

situatie, de wens om langer buiten te blijven zitten, en het eventueel aantrekken van extra kleding. Vanuit dit gedragsmodel is het onderzoek verder uitgewerkt.

3.2. De onderzoeksopzet

Deze probleemstelling vraagt om een enigszins gecontroleerde proefopzet. Gezien het grote aantal variabelen dat nodig is om het windklimaat te beschrij ven hebben wij gekozen voor een op-zet waarbij enkele andere kenmerken die te maken hebben met de meetlokatie niet variëren.

Tegelijkertij d hebben wij geprobeerd om in een concrete situ-atie met windhinderproblemen het onderzoek op te starten. Wij

rapporteren hier eerst over de meer experimentele opzet. In

bijlage 1 presenteren wij onze bevindingen in een wijkwinkel-centrum in Katwijk.

Het dakterras van het Bouwkundegebouw van de Technische Univer-siteit te Delft is als locatie voor deze proefopstelling geko-zen, omdat bij een geschikt windklimaat daar snel met de me-tingen kan worden begonnen. Voor deze geschiktheid van het klimaat hebben wij de volgende randvoorwaarden gehanteerd: - geen regen

- niet te extreme temperatuur.

De keuze van de temperatuur blijkt dan al een eerste probleem. De ondergrens is duidelijk gepasseerd als men met vest of jas extra over de gewone kantoorkleding niet buiten wil zitten. Om voor ieder een gelijke start te hebben is aan iedereen gevraagd om in de gewone werkkleding naar buiten te gaan. Dan kan men eventueel onmiddellijk extra kleding aantrekken. Dit laatste wordt dan geregistreerd.

o

sa...ARavETER

V

PROEFPER~

0

0

0

tvEET APP ARA TI...l.R

Figuur 4 Schema van de proefopstelling op het dakterras

De proef opzet houdt verder in dat op het dak vlakbij een wind-snelheidsmeter en een windrichtingmeter (zie figuur 4) twee stoelen worden geplaatst waarop de proefpersonen gedurende 20 minuten plaatsnemen. Hen wordt verzocht om enige lectuur mee te nemen. De proefpersonen wordt verzocht in ieder geval niet over het experiment en over het weer te praten. Op deze manier kan zo goed mogelijk worden gecontroleerd op de omgevingsfactor en de activiteit. Na afloop van de meetsessie wordt aan de proef-personen een korte vragenlijst voorgelegd, waarin naast enkele persoonsgegevens vooral wordt gevraagd naar de beleving van het windklimaat.

Onderdeel van de proefopzet is, dat dezelfde persoon herhaalde-lijk bij steeds wisselende omstandigheden aan het experiment deelneemt. Als proefpersonen werden personeelsleden en studen-ten van de TU Delft genomen. Hierbij werd gestreefd naar een vertegenwoordiging van alle leeftijdcategorieën en een redelij-ke deelname door vrouwen.

4 HET VERLOOP VAN HET ONDERZOEK

Voor het onderzoek z~Jn twee sets kenmerken van belang. Naast

de eerder opgesomde gegevens over het windklimaat moet er

in-formatie worden vastgelegd over de proefpersonen en hun

bele-ving van het gedurende 20 minuten blootgesteld zij n aan het

windklimaat.

4.1 De registratie van het windklimaat

In de rapportage wordt uitgegaan van de meetgegevens over de

gehele periode van 1983 - 1986. Dit vraagt op een aantal punten

om aanpassingen, omdat de apparatuur gedurende de meetperiode is uitgebreid en nauwkeuriger registreerde.

In de achterliggende periode is geleidelijk aan apparatuur

ont-wikkeld die de windgegevens vastlegt en bewerkt, zodat tij dens

de meetsessies enkele samenvattende maten kunnen worden

uit-gelezen. Deze microprocessor registreerde in 1983:

windsnelheid per sec. van 2 windsnelheidsmeters en de

gemid-delde waarde over de meetperiode;

gemiddelde windrichting waarin de richting, waaruit de wind het meeste heeft gewaaid, als resulterende vector komt. Ter nuancering wordt dit aangevuld met de 8 meest voorkomende

hoeken, waarbij de 3600

zijn ingedeeld in klassen van 50

;

maximale windsnelheid in vlagen van 1 sec. en van 3 sec. (de ingestelde vlaagduur) gedurende de meetperiode.

Afzonderlijk wordt de buitentemperatuur vastgelegd. Hiervoor

wordt de temperatuur in de schaduw op het einde van de sessie

genoteerd.

Met behulp van een solarime ter wordt de zonnestraling in het

platte vlak tijdens de proef geregistreerd. Uit de 20tale

hoe-veelheid straling gedurende de hele sessie in Wim wordt de

gemiddelde straling berekend. De dichtheid van de bewolking

wordt apart vastgelegd.

In 1984 is de meetapparatuur gewij zigd. Door het inbouwen van

een massageheugen - een bubble memory - was het mogelijk om

alle per seconde opgenomen meetgegevens tijdens de gehele ses-sie vast te leggen. Deze werden na afloop uitgelezen in een microcomputer en bewerkt.

Dat leverde enkele belangrijke voordelen:

de gemiddeld~ windsnelheid kon worden berekend met daarbij een maat voor de turbulentie-intensiteit;

de windrichting kon nu beter worden gemeten. Niet alleen werd de gemiddelde richting berekend maar ook de variantie daarin en de standaard-afwijking als een maat voor de

rich-tingsvariantie. Bovendien kon de gemiddelde richting nog

worden gewogen met de snelheid van de wind in de diverse richtingen;

de zonnestraling werd per seconde vastgelegd in W/m2. Hier-uit kon per sessie een gemiddelde zonnestraling worden bere -kend. Wij hebben met behulp van de solarimeter de instraling in het horizontale vlak geregistreerd om vergelijking met KNMI-gegevens mogelijk te maken.

Op deze wijze is vanaf 1984 het windklimaat geregistreerd.

4.2 De registratie van de persoonlijke beleving

De beleving van het windklimaat wordt vooral geregistreerd door middel van een vragenlijst. Daarnaast wordt waargenomen of de proefpersonen de gehele meetperiode buiten blijven en of zij extra kleding aantrekken.

De belangrijkste gegevens uit de vragenlijst (zie bij lage 2) bevatten informatie over de beleving van het windklimaat. Op drie manieren wordt geprobeerd om zicht te krijgen op de bele-ving van het windklimaat:

1. De beleving van het windklimaat is gemeten met een Likert-schaal. 9 woordparen met 7 antwoordcategorieën zijn voorge-legd:

1 2 3 4 5 6 7

warm koud

winds til tochtig

behaaglijk onbehaaglij k prettig onpretting

*

droog vochtig behaaglij ke onbehaaglijke temperatuur temperatuur

*

helder somber

*

beschut onbeschut kalm winderig 1 2 3 4 5 6 7

Deze scores per item worden gesommeerd en de gemiddelde uit-komst geeft de eindscore. Bij een analyse op de betrouwbaar-heid van de schaal (op de gegevens van 1983 en 1984) blijkt de betrouwbaarheidscoëfficient (Cronbach's a ) hoger te worden als enkele items worden weggelaten. Ook inhoudelijk blijken deze items: droog, helder en beschut meer beschrij-vend dan waarderend te zijn. Daarom hebben we besloten deze weg te laten, hoewel de a -waarde daardoor slechts in ge-ringe mate toenam. Zonder deze items vinden we a

=

0,89. 2. De beschrij ving van de weerssi tuatie doordat de

proefperso-nen uit 16 woorden juist die 3 woorden moeten kiezen, die de situatie het beste typeren.

koel frisj es

koud behaaglijk

warm heet

windstil kalm briesje

vlagerig zonnig drukkend kil zacht zuchtje wind winderig heiig

3. Om los te komen van de beide voorafgaande metingen in be-paalde begri ppen wordt gevraagd of de proef pe rsoon lange r buiten zou willen blijven zitten. Dit geeft extra controle op de interpretatie van de beide voorafgaande metingen. Deze informatie is op formulieren genoteerd (zie bijlage 3). De kleding bij het begin van het experiment wordt genoteerd en de hoeveelheid tijd die verstrijkt voordat extra kleding wordt aangetrokken.

De persoonsgegevens worden door de proefpersonen zelf na afloop van de sessie ingevuld:

leef tij d geslacht.

Verder vult de onderzoeker een code in die het mogelijk maakt om dezelfde proefpersonen later weer terug te vinden.

4.3 De waarnemingen

Hoewel het in 1983 een goede zomer was, is het aantal metingen beperkt gebleven. Daarbij speelden de volgende factoren een

rol:

- niet altijd waren op de werkbare dagen medewerkers voor re-gistratie of proefpersonen beschikbaar;

- er waren veel dagen waarop het weer erg goed was, zodat er geen enkele twijfel over bestond dat het buiten goed toeven was en soms zelfs wat te heet.

Het is een omissie dat hiervan in 1983 geen aantekening is ge-maakt. Dit is in 1984 wel gebeurd.

In de perioden 31 mei tot 21 juni 1983 zijn 80 waarnemingen verricht met 69 mannelijke proefpersonen en 11 vrouwelijke, waarbij sommige proefpersonen meerdere malen hebben meegedaan. De buitentemperatuur variëerde van 14° C tot 26° C. De wind-snelheidsgemiddelden lagen tussen 0,6 mis tot 11,7 mis. Over het algemeen werd er vooral gemeten bij zonnig wee r. In ruim 80% van de waarnemingen was het niet of nauwelijks bewolkt. Oe meesten (85%) gingen in blouse of shirt naar buiten. Onge-veer 40% van hen trok na enige tijd (ongeOnge-veer 60% van hen bin-nen 5 minuten) extra kleding aan.

Deze schets geeft een indruk van de omstandigheden waarin de waarnemingen in 1983 zijn gedaan.

De zomer van 1984 blonk niet bepaald uit door mooi zomerweer. Daardoor kwamen de waarnemingen moeizaam. op gang. Er is toch zoveel mogelijk gemeten. Door ook bij slecht weer te registre-ren kon wat duidelijker aan de lage kant van de schaal een be-grenzing worden gevonden.

In totaal zijn er 80 metingen van het windklimaat geweest. Van 18 juni tlm 13 augustus werden in 44 sessies 84 waarnemingen van de beleving van 23 proefpersonen geregistreerd. Tijdens 36 meetsessies was er geen enkele proefpersoon. Slechts bij 4 ses-sies waren er geen proefpersonen omdat het weer zonder meer goed was. De overige metingen zonder proefpersonen werden ver-richt bij temperaturen van 18° of lager. De temperatuur was ge-middeld: 16°. Bij 17° en lager en windsnelheden van 0.5 mis of

meer vond niemand het goed genoeg om buiten te zitten, zelfs niet bij een behoorlijk sterke zonnestraling. Dit is in ieder geval een eerste belangrijke conclusie van dat meet jaar.

Bij de overige 44 meetsessies werd 84 keer van proefpersonen de beleving geregistreerd, waarvan slechts 8 vrouwen.

De buitentemperatuur was gemiddeld 20° en varieerde van 17 tot

27° en de windsnelheid varieerde van 0.4 mis tot 10,0 mis. Op

het dak van het gebouw is de wind nogal vlagerig. Dat blijkt uit de vlaagfactor: de verhouding tussen de maximale 3 secon-denvlaag en de gemiddelde snelheid. Deze factor varieert tussen

2,1 en 5,8. Het gemiddelde ligt rond de 3. Dat betekent dus dat

er maximale 3-secondenvlagen zijn van 3x de gemiddelde snel-heid. Dit is echter een verhouding die in stedelijk gebied tus-sen de bebouwing geen uitzondering zal zijn.

Gedurende 1985 en 1986 hebben er aanvullende metingen plaatsge-vonden. Er is niet meer gestreefd naar het systematisch regis-treren van zoveel mogelijk dagen, maar er is getracht om de lacunes aan te vullen. Er is dus vooral gemeten op tijdstippen waarop de combinatie van windsnelheid en temperatuur in de be-schikbare databestanden ondervertegenwoordigd was. Dit leverde

in 1985 20 waarnemingen op en in 1986 nog 28. Hierdoor kwam het

totaal aantal reacties van proefpersonen op 212. Vooral het laatste jaar is bij wat lagere temperaturen gemeten om de lacu-ne in de waarlacu-neming aan te vullen.

In tabel 1 is een overzicht gepresenteerd van al·le meetsessies getypeerd naar de temperatuur en de windsnelheid. Sessies waar-bij geen proefpersonen waren zij n hierwaar-bij als 1 persoon geteld, terwij 1 bij de meeste andere sessies 2 proefpersonen betrokken waren.

Bij het opzetten van het project zijn wij uitgegaan van een aantal veronderstellingen zoals:

a. de buitentemperatuur is een soort randvoorwaarde voor het bui ten-zij n, maar daarbij is het van groot belang in hoe-verre de zonnestraling voldoende warmte levert;

b. de turbulentie als variatie zowel in snelheid als in

rich-ting is een factor die de beleving belnvloedt:

c. de beleving van het windklimaat, op 3 manieren gemeten, is te beschouwen als de afhankelijke variabele, die onder in-vloed van de situatiekenmerken en de persoonskenmerken ver-andert.

Er is op het dak slechts gemeten in een situatie met vrij veel turbulentie. Dit komt tot uiting in de verhouding tussen de ma-ximale vlaag en de gemiddelde windsnelheid van ongeveer 2.8: 1. Deze verhouding zal in stedelijke gebieden vrij normaal zij n. Dit verklaart ook de ervaring van de onderzoekers, dat de gere-gistreerde gemiddelde windsnelheid erg laag bleek uit te vallen in vergelijking met de gevoelde of ervaren windsnelheid.

De turbulentie is een moeilijke variabele. In de beschrij ving van het windklimaat is het gebruikelijk om de turbulentie aan te geven met de variatiecoëfficiënt: de standaardafwijking ge-deeld door de gemiddelde snelheid. Door deze standaardisatie verdwijnt het overheersende effekt van de grotere absolute af

-*p I . , ! I ! 'Y_' I I f L.4!' ! I . I ! ! " , ! I" ..

Tabel 1: Het aantal meetsessies IEt en zonder proefpersonen naar temperatuur en windsnelheid

".tingen zond". protfp.rson.n nur telp'rituur ,n windsnelheid

until! windsnelhtid in kl uien TOTAAl.

utinqen

<0,5 1/, O,S-I,S 1,5-2,5 2,5-3,5 3,5-4,5 4,5-5,5 7,5-8,S

lis lis lis lis lis I/S

tft,,,.ltuur 13 I I 2 14 2 I 1 4 15 1 4 5 1 1 12 16 I 1 1 1 1 1 6 17 1 2 1 4 18 1 I 2 19 I I 20 I I 2 21 1 1 22 1 1 23 I I TOTAAL I 8 10 8 4 4 I 36

",tl.".

"t pr .. 4p ... on .ur I..,trol..., on .i.dln,lh,id

l ..

·hl .ind,.,lh,1d i. tlultn TOTAAl.

ptrIO.'.

<0,5

I"

0,5-1,5 1,5-2,5 2,5-1,5 1,5~,5 4,5-5,5 5,5-6,6 6,5-7,5 )9,5

I"

I"

I"

I"

I/',

I"

I"

I"

I..,trll .... 13 2 4 6 14 2 2 4 15 4 8 12 16 6 2 2 10 17 6 2 4 4 2 18 18 5 I 6 2 21 19 8 4 5 4 2 2 2 27 20 14 12 2 5 2 2 17 21 15 1 6 24 22 9 15 1 2 29 23 2 2 2 6 24 4 4 8 25 2 2 26 4

,

27 2 2 TOTAAl 77 U 34 11 10

,

2 2 2 210 3S

wijking bij hogere snelheden. Bij de beleving van het windkli-maat lijkt dit echter geen juiste keuze. De meeste vlagerigheid treedt op bij lagere snelheden, maar daarbij zij n deze kleine -absolute - afwijkingen voor de beleving niet zo merkbaar. Voor ons doel is het daarom beter om in de analyse de standaardaf-wijking te gebruiken.

4.4. De waarnemingen in een wijkwioltelcentrum in Katwijk

In 1983 hebben wij een aantal waarnemingen gedaan in een wijkwinkelcentrum in Katwijk. Met behulp van een camera hebtlen wij daarbij het loopgedrag van de bezoekers vastgelegd. De analyse van de beelden in relatie met de gegevens van het windklimaat is goed verlopen. De bruikbaarheid van de gekozen methode is hiermee voldoende aangetoond. Het aantal waarnemingen en het aantal bezoekers bleek echter te gering te zijn om bij het grote aantal klimaatvariabelen tot conclusies te komen. Hierbij speelt ook de aard van het winkelcentrum een rol: mensen doen er ook bij slechter weer hun noodzakelijke boodschappen. Een meer volledige rapportage van dit onderdeel van het project is beschreven in bijlage 1.

Î

I

I

5 DE RESULTATEN VAN HET ONDERZOEK

5~1. De betekenis en onderlinge samenhang van scores

In de analyses is voor de beleving van het windklimaat steeds de verkorte versie van de Likertschaal gebruikt.

De afgeslankte schaal levert over de gehele meetperiode een ge-middelde score op van 4,2 voor de beleving van het windklimaat, waarbij 1 de meest positieve reactie geeft en 7 de meest nega-tieve. In de gehele verdere analyse zijn de metingen zonder proefpersonen beschouwd als metingen met één proefpersoon die uiterst negatief scoort op de Likertschaal (score 7) en die niet langer buiten wil blijven.

Wanneer wij de score op deze klimaatschaal bekijken voor dege-nen die langer buiten zouden willen zi.tten en degedege-nen die dat niet willen, dan levert dat de volgende cijfers (tabel 2) op: Tabel 2: De beleving van het klimaat voor proefpersonen die al

of niet langer buiten zouden willen blijven gemiddelde klimaat

beleving

N

langer buiten 2,9 113

niet langer buiten 5,4 135

Totaal 4,2 248

Bij deze variabele ontstaat er conform onze verwachting dat mensen die het behaaglijk vinden langer buiten willen blijven, een duidelijk onderscheid in de beleving van het klimaat. Dat bevestigt dat deze schaal inhoudelijk de veronderstelde bele-ving meet.

Een nadere analyse van deze twee kenmerken levert ons belang rijke informatie voor de verdere analyse.

In figuur 5 wordt de relatie tussen de twee benaderingen in beeld gebracht. Deze geeft aan hoeveel procent van de proef-personen bij een bepaalde waardering van het windklimaat nog langer buiten zouden willen blijven. Bij een positieve beleving

«

3,5) wil vrijwel iedereen langer buiten blijven, bij een negatieve beleving (>4) wil vrijwel niemand meer. Met behulp van deze analyse kunnen wij de grens voor een positieve bele-ving bij 4 ,0 leggen, wanneer de score een meer negatieve laag krijgt (>4) dan wil een meerderheid van de proefpersonen in die omstandigheden niet langer buiten blijven zitten. Deze consta-tering is van groot belang voor de beoordeling van de situaties bij verdere analyses.

100

langer buiten bij bepaalde waardering

rocent

klimaatwaarclering

Figuur 5: De gemiddelde vaarden van het vindk.lioaaat (1-

posi-tief en 7- negaposi-tief) en het percentage proefperso-nen, dat daarbij langer buiten vil blij ven

Naast deze beide metingen hebben wij de proefpersonen 3 begrip-pen laten kiezen uit een reeks van 16 om daarmee zo goed moge-lijk de situatie, zoals zij die op dit moment beleven, te be-schrijven. Om meer inzicht te krijgen in de lading die men deze begrippen meegeeft, is nagegaan welke begrippen men hanteert als men al of niet langer buiten wil zitten (zie tabel 3). Dan blijken enkele begrippen vrijwel uitsluitend een positieve of negatieve lading te hebben, hetgeen wijst op een waarderende betekenis, terwij 1 andere begrippen een meer verdeelde score hebben en blijkbaar vooral een beschrijvende betekenis hebben.

'", • • • • " . . . .. " . I J u .! IJ.b JI I j jI L J . ilt! ! ll h . . MfNI1.'.···,. .. ''1'

Tabel 3: De keuze van woorden gerelateerd aan het al of niet

buiten blij ven zi tten

langer blijven zitten N

gekozen ja nee woorden l. koel 4 14 18 2. frisjes 21 58 79 3. kil 0 8 8 4. koud 0 4 4 5. behaaglijk 35 2 37 6. zacht 28 9 37 7. warm 27 3 30 8. heet 2 2 4 9. zuchtje wind 37 6 43 10. windstil 3 0 3 1l. kalm briesj e 21 9 30 12. winderig 33 66 99 13. vlagerig 20 30 50 14. zonnig 81 56 137 15. heiig 26 26 52 16. drukkend 1 3 4 Totaal 339 296 635

Bij nadere analyse blijkt dat negatieve begrippen als koel,

koud, frisjes bij 24° C en hoger niet meer worden gebruikt. Bij

14° C blijkt men echter zowel het woord frisjes als behaaglijk te gebruiken, waarbij de zonnestraling doorslaggevend is.

De temperatuur is niet de enige indicator voor de effecten van

de omgeving op de warmtehuishouding. De zonnestraling* blijkt

daarvoor een belangrijke factor. Dat men het bij 14° C toch

be-haaglijk kan vinden, komt door de sterke zonnestraling. Bij een

straling van 200-30P W/m 2 is de gemiddelde klimaatbeleving 4,0

en bij 700-800 W/m zelfs 3,3. Bij de metingen blijkt dat bij

nog meer zonnestraling de beleving van het klimaat weer

af-neemt: men begint het dan te warm te vinden.

De relatie tussen de temperatuur en de ingestraalde

zonne-ener-gie is met een samenhang van 0,01 zo laag dat er geen sprake is

van een (lineair) verband.

Tabel 4 geeft een overzicht van de onderlinge samenhang van de belangrijkste kenmerken voor de beschrijving van het

windkli-maat. De belangrijkste belevingsmaat: de klimaatbeleving,

*

Door een technische onvolkomenheid in de afstelling van de

apparatuur werden aanvankelijk de lagere stralingswaarden niet geregistreerd. Voor zover er waarden zijn vastgelegd is er een correctie uitgevoerd. Bij een geregistreerde waarde van 0 viel

er echter niets te corrigeren.

, i l I I

blijkt dan vooral samen te hangen met de windsnelheid, de vlaagfactor, zonnestraling en temperatuur. De mate van vlage-righeid vertoont een duidelijke samenhang met de windsnelheid. Juist bij de hoge vlaagfactor waait het af en toe harder dan in het gemiddelde tot uitdrukking wordt gebracht. (Bij een gemid-delde van 3 mis waait het bij een vlaagfactor 3,0 gedurende 3 seconden 9 mis.). Deze vlaagfactor is vrij sterk (-0,41) gekop-peld aan de snelheid. Het feit dat de klimaatbeleving veel sterker samenhangt met de vlaagfactor dan met de turbulentie lijkt erop te wijzen, dat het effect op de beleving meer samen-hangt met de hogere snelheid van vlagen dan met de mate van wisseling in snelheid. Verder blijkt de temperatuur van gl;ote betekenis voor de klimaatbeleving gevolgd door de zonnestra-ling.

Tabel 4: Correlatiematrix van de belangrijkste kenmerken van het windklimaat

wind- turbu- vlaag- sd.- zonne- tempe- kli

-snel- lentie factor rich- stra- ratuur maat

-heid ting ling bele

-ving windsnelheid

**

turbulentie .31 vlaagfactor .41 ** .40** ** ** ** sd.richting .28 .92 .33 zonnestralin .01 .15 * .09 .19* * * temperatuur .16

-

.15 .03

-

.10

-

.01 klimaatbele- .32**- .07

-

.40** - .12

-

.31**

-

.41** ving

** _of * _{mate van significantie.}

Na deze eerste beschrij ving van enkele belangrijke indicatoren voor het windklimaat en de beleving ervan, gaan wij nu in op de feitelijke relatie tussen een samenstel van kenmerken van het windklimaat en de effecten daarvan op de beleving.

Deze analyse zullen wij langs drie lijnen uitvoeren

- tabelanalyse: een weergave van de gevonden combinaties van metingen (5.2)

- een regressie-analyse om de relatieve betekenis van de ken-merken aan te geven en deze om te zetten tot een verklarings-,nodel (5.3).

5.2. De beleving van het windklimaat

De relatie tussen de gemiddelde windsnelheid en de beleving van het windklimaat (met een correlatie-coëfficient van 0,32) ver-eist een verdere uitwerking. De gemiddelde klimaatbeleving loopt van 3,2 bij een gemiddelde snelheid van 0,5-1,5

mis

tot 5,7 bij een windsnelheid van 4,5-5,5

mis.

Het valt overigens op dat de beleving van het windklimaat tus-sen man en vrouw niet verschilt (resp. 3,9 en 3,7), en deze is daarom verder buiten beschouwing gebleven.

Uit de tabellen blijkt duidelijk dat bij temperaturen van 18°C en hoger de kans groot wordt dat men het klimaat behaaglijk genoeg vindt om langer buiten te blijven zitten. Bij temperatu-ren (zoals 19 en 20°C) moet er dan wel veel straling van de zon zijn, anders vindt men het frisjes en winderig.

Bij temperaturen lager dan 18°C is het kennelijk alleen maar aangenaam bij zeer lage gemiddelde windsnelheden en veel zon. Ui t de voorgaande beschrij vi ng kunnen wij als algemene conclu-sies formuleren:

de gemiddelde windsnelheid heeft effect op de beleving van het klimaat; de straling van de zon is daarbij een

belang-rijk kenmerk;

voor de beleving is de geconstrueerde klimaatbelevingsschaal een goede maat;

het al of niet langer buiten willen zitten is een aanvulling op deze klimaatbelevingsschaal;

het geslacht van de proefpersonen maakt niet zoveel verschil voor de beleving van het windklimaat.

Allerlei kenmerken van de weerssituatie hebben door elkaar heen invloed op de beleving.

Tabel 5: De kliJBaatbeleving rekening houdend met de gemiddelde windsnelheid (in klassen) en met de

buitentempera-tuur. I,Hidd.ld. b.IIYin, KLIIIMT TOTM&. .in, ... lh.U in th .... (O,S ./1 O,S-I,S 1,S-2,S 2,S-l,S l,S-4,S 4,S-S,S ',S-6,' 6,S-7,S 7,S-8,S )',S ./1 ./1 ./1 ./1 ./1

.1,

.1,

./1

.1,

t .. , .... t .... II 7.0 l.l '.0 7.0 s.o 14 l.O 7.0 U 7.0 '.1 I' '.1 l.S 1.0 1.0 7.0 1.0 S.4 16 4.1 2.4 $.2 1.0 1.0 1.0 1.0 4.9 11 l.8

'"

$.8 6.l ". '.3 18 4.2 3.0 4.4 4.4 1.0 l.9 19 4.1 2.1 4.7 4.9 5.l 6.0 l.I 4.l 20 4.$ l.l '.2 5.0 4.4 l.2 4.2 21 '.1 I.' l.' 4.4 22 l.1 l.4 4.4 $.3 l.$ 23 l.I 4.1 4.8 1.1 24 1.4

I.'

1.6 2' 2.1 2.1 26 2.2 2.2 27 2.l 2.3 TOTM&. 4.1 3.2 s.o 6.0 '.l '.7 4.1 ". 7.0

3

.'

4.3

Tabel 6: De gemiddelde zonnestraling per windsnelheidsklasse

en temperatuurklasse, (blanco = 0

W/ml

straling)

9Hidd.ld. ,onn .. trll"g In W/02

,t,.1 ing

in W/oZ .ind ... lh.id in kil ....

(0,5 ol, 0,5-1,5 1,5-2,5 2,5-3,5 3,5-4,5 4,5-5,5 5,5-6,6 6,5-7,5 7,5-8,5 )9,5 ols

o/s lis ols ols o/s o/s ols lis

hIptrituur II 163 607 14 494 424 15 ~ 633 110 227 393 16 m 533 271 6~ 17 346 569 367 356 642 18 409 489 414 552 840 19 313 442 590 688 583 345 20 321 557 J22 m 376 641 21 374 210 m 22 278 264 S25 108 23 408 199 111 24 J94 283 " 25 732 26 311 27 641 TOTM!. 340 440 434 393 333 314 1\1 642 345 43