Råhetsklassning

Den friktion som en viss marktyp ger upphov till är resultatet av den råhet marken har. För att få fram en korrektionsfaktor över det gällande området viktas inflytandena av en viss markyta med hänsyn till dess råhet, hur långt bort den ligger och hur stor utsträckning den har. Summan av alla markråheter uppströms 20 mil bort blir 1,0. Markytan måste klassas gradvist uppströms så långt bort (20 mil) att råheten inte påverkar de lokala vindförhållandena vid bestämningen av den lokala vindhastigheten. Den jämviktskvot, råhetsfaktor r, som fås fram vid viktningen är kvoten mellan lokal hastighet och bashastigheten (genomsnittlig hastighet vid 10 m över havet).1_{Markråheten är indelad i fyra}

klasser där varje klass har en jämviktskvot, tabell 7.3.2

Klass Jämviktskvot Markyta

0 1,00 Vattenyta om minst 1 km i djupled

1 0,68 Öppen yta med högst enstaka träd eller hus, t ex områden med mycket stora fält eller flygfält.

2 0,54 Omväxlande öppet och slutet landskap, t ex omväxlande öppen åker och trädplanteringar och byggnader.

3 0,40 Slutet landskap, t ex skogs- och bebyggelseområden.

Klass 0, 1 och 3 är relativt väldefinierade och lätta att känna igen ute i naturen. Övriga ytor, alltså de med växlande öppenhet, blir klass 2. Vid råhetsklassningen av de olika sektorerna (N, NO, O…) är det enklast att lägga en transparent mall med de olika vindsektorerna.3

Områden som hamnar nära gränserna mellan de olika sektorerna bortses p g a risken att hamna i fel sektor. Det görs ingen skillnad på om hindret ligger mer åt ena sidan än åt den andra sidan inom en sektor.4_{Inte sällan kommer flera olika råhetsklasser in i samma sektor}

och då får ett medelvärde av jämviktskvoterna räknas fram. T ex lika mycket vatten (klass 1) som skog (klass 3) ger klass 1, därför att medelvärdet är (0,4 + 1,0)/2 = 0,7. Vid förhållandet 75 % skog och 25 % vatten blir medelvärdet 0,75 · 0,4 + 0,25 · 1,0 = 0,55 och ska därmed ses som klass 2.5

Den referenspunkt som ska väljas, ska vara den punkt som är mest utsatt inom området. Därför börjar man klassa området runt referenspunkten som klass 1 samt minst 1 km bort.

1 Se bilaga G 2 Glaumann; Westerberg, 1988, s. 85 3 Se bilaga H 4 Glaumann; Westerberg, 1988, s. 89 5 a.a., s. 91

7.5.2 Topografi

Om platsen som ska undersökas, ligger på en sluttning eller ett krön kommer vinden att förstärkas eller försvagas. Vid sådana terränger måste en terrängfaktor t tas fram, tabell 7.4. Först bestäms krönets höjd över omgivningen i olika riktningar och sedan bestäms t m h a diagram. Ligger referenspunkten i en dalgång eller på en sluttning bestäms först t vid toppen av krönet varefter en fördelning enligt bilaga I av faktorn i olika riktningar kan förväntas.

7.5.3 Byggnadshöjd

På liknande sätt som topografin bestäms, bestäms byggnadernas inverkan på vindförhållandena. Höjden alt antal våningar över omgivningen uppskattas och ur diagram bestäms hushöjdsfaktorn H, figur 7.5. Om det förekommer skog eller annan bebyggelse uppströms inom ett avstånd på ca 20 gånger uppströmshindrens höjd (500 m) ska endast byggnadshöjder över hindrens vakhöjd medräknas. Vakhöjden kan uppskattas till ungefär 1,5 hinderhöjd.1

Se bilaga J för tillvägagångssätt och räkneexempel.

1

Glaumann; Westerberg, 1988, s. 93

8. Effekter av vindplanering

Vinden kyler både människor och hus. När vindhastigheten ökar byts luften ut snabbare intill husen och ökar därmed värmeförlusten. Vinden påverkar även oss människor ur en social aspekt. Blåsiga torg, parker och andra uppehållsytor bidrar till att människor inte vill stanna upp och ta sig tid till att mötas. Den sociala aspekten är minst lika viktig att tänka på eftersom människor i dagens samhälle tillbringar allt mindre tid utomhus.

8.1 Energianvändning

Vinden påverkar inte bara oss människor utan också våra hus. Energianvändningen i husen kan i vissa fall öka då vindhastigheten runt huset tilltar. Ökningen av energianvändningen, orsakad av vinden, sker på två olika sätt:

• Då vindhastigheten tilltar kommer husets ventilation successivt att öka, vilket då resulterar i ofrivillig ventilation och därmed ökad energianvändning.

Om ett otätt hus utsätts för hård blåst kommer det även att uppstå komfortproblem, bl a i form av förödande drag.

• Konvektionen från husets yttersidor ökar med vindens tilltagande och huset förlorar då värme. Vid hård vind kan konvektionen öka upp till 5-10 gånger än vid lugnt väder. Hos ett välisolerat hus kommer dock detta inte att vara ett problem. 1

Vid vindhastigheter <3m/s är vindens påverkan på energihushållningen, då främst den ofrivilliga ventilationen, försumbar. Vid vindhastigheter >3m/s ökar däremot energi- användningen snabbt.2 _{Den totala energiförlusten varierar med byggnadens ventilations-}

system och otäthet. Hur otätheten påverkar kan utläsas i figur 8.1.3

1 Björkholtz; Erat, 1983, s. 99 2 Holmér; Lindquist, 1980, s. 45 3 Nylund, 1979, s. 44-47

Fig. 8.1 Jämförelse av tre olika otäthetsscenarier (f. v.) 1,0; 3,0; 5,0 vid vindriktningen rakt framifrån och balanserad FT-ventilation.

Den urbana värmeöeffekten bidrar till en högre temperatur. Tillsammans med vindhastighetsreduktionen som råder inne i staden kommer den sammanlagda effekten där att ge en minskning av energianvändningen för uppvärmning än i stadens utkanter. En förtätning av bebyggelsen kan, i vanliga fall, medföra att energianvändningen minskar men en förtätning av ovan beskrivna område skulle emellertid inte ge ytterligare märkbara minskningar av den användning som beror på vinden och lufttemperaturen. Däremot en förtätning av de yttre stadsområdena såsom större, glest bebyggda områden eller öppna ytor liksom inom industriområden kan förväntas ge en minskning av energianvändningen genom en minskad vindhastighet i kombination med en ökad luft- och yttertemperatur.1

Storleken på den ökade energianvändningen under eldningssäsongen är beroende av husets geografiska läge i Sverige, terrängen, orientering på tomten o s v. Följande tre studier visar på olikheten av energianvändningen till följd av olika förhärskande vindriktningar.

• För att visa på vindhastighetens och vindriktningens roll i energianvändningen för uppvärmning, genomfördes under 1980-talet en studie i Malmö. Tabell 8.1 visar ventilationsförlusterna, kWh, för ett hypotetiskt småhus (400 m³) fritt beläget på Bulltofta-fältet, där det har utsatts för fria vindar (standardförhållandet på 10 m höjd). Ur tabellen framgår att ostliga vindar är mycket energikrävande, främst under vinter och vårvintern. De ostliga vindarna får störst utslag, eftersom den ostlig riktning har relativt hög frekvens under vinter/vår-perioden.2

Jan Mars Nov Summa

N 161 135 90 386 NÖ 233 146 108 487 Ö 236 349 209 794 SÖ 210 214 158 582 S 172 99 124 395 SV 253 151 150 554 V 243 191 144 578 NV 107 175 61 343 Summa 1615 1460 1044

• Enligt rapporten Klimat, bebyggelseplanering, energibehov; Regional och lokala variationer, exemplet Ängelholms kommun, framgår att vindriktningarna omkring NV och S står för de största energiförlusterna. Vidare konstateras att ökningen är speciellt stor då vindriktningarna som innebär anblåsning ungefärlig vinkelrätt mot byggnadens långsidor.3

• Enligt en studie över energihushållning i Kråkhult (Borås kommun) ökar energianvändningen med ca 8 % då husen är placerade i ett vindutsatt läge jämfört med ett mera skyddat läge. Ökningen av energianvändningen beror på den ökade ofrivilliga ventilationen som är mer okontrollerbar i vindutsatta lägen.4

1

Mattsson; Lindqvist; Bärring, 1986, s. 3-4

2

Mattsson; Lindqvist; Bärring, 1986, s.90-91

3

Taesler, 1989, s. 65

4

Holmér; Lindquist, 1980, s. 64

Fig. 8.2 Damer i blåst.

8.2 Komfort

Människor uppfattar vindens kylande effekt på olika sätt, men generellt visar det sig att människor som bor på en blåsig plats inte är mindre känsliga för vinden än de som bor på en mindre blåsig plats. Detta visar på att man kan använda sig av samma planeringskriterier oavsett var man befinner sig.

Hur besvärande en vind kommer att vara beror helt på hur vinden upplevs, figur 8.1. Människan upplever vindens kylande effekt på ett komplext sätt. Förutom klädseln är de viktigaste yttre faktorerna vindens hastighet, luftens fuktighet samt den rådande temperaturen.1 _Samverkan

av dessa olika klimatparametrar är ofta av väsentlig betydelse för hur en plats upplevs. Är det t ex -10°C och vindstilla en vinterdag kommer inte kylan att upplevas speciellt besvärande. Om det däremot blåser 10 m/s då det är -10°C kommer oskyddade kroppsdelar snabbt att förfrysa.2

Vindens avkylande effekt på huden kan delas in i följande grupper:

• Kylig vind. Huden har en temperatur på mellan 6-10°C

• Mycket kylig vind. Hudens temperatur mellan 1-6°C

• Isande kylig vind. Huden har en temperatur <1°C (andra gradens frostskada)3

Vindens avkylande effekt ökar med sjunkande lufttemperatur. Därav är alltså vindavkylningen större på vintern än på sommaren vid samma vindhastighet, även med hänsyn till en tjockare vinterklädsel.4

En vindhastighet på några sekundmeter jämfört med vindstilla kan göra att det känns 5-10°C kallare. Blir en plats för varm är det skugga som behövs och inte vind. För att en bra komfort på en plats ska uppnås, måste planerandet utgå ifrån vilken aktivitet som ska utföras på platsen.5 _{Redan en luftrörelse på 2 cm/s ger kroppen en svag avkylning. Luftrörelsen}

uppfattas ungefär som ett drag inomhus. Beaufort-skalan ger en anvisning om hur vindens verkliga styrka påverkar oss människor. Vid en medelvindhastighet över 3-5 m/s börjar vindkraften märkas på kroppen. Framkomligheten för äldre och rörelsehindrade försvåras då särskilt. Vid en medelhastighet på 10 m/s är det svårt att hålla balansen.

1 Björkholtz; Erat, 1983, s. 99 2 Holmér; Lindquist, 1980, s. 25 3 Björkholtz; Erat, 1983, s. 99-102 4 Glaumann; Westerberg, 1988, s. 81 5 Eliasson; Svensson, 1999, s. 28

En medelvindhastighet på 5 m/s nämns ofta som en gräns för när vinden upplevs som besvärande. Hur besvärande en vind är beror dels på personen i sig och hur byig vinden är. Ett läområdes maxhastighet är ofta 3-4 gånger så stor som medelhastigheten, p g a vindens byiga karaktär. Det innebär att gränsen 5 m/s för besvärande vindar uppnås redan vid en medelhastighet på ca 2 m/s.1

För att uppnå en attraktiv uteplats kan vindrosor kopplas ihop med planeringsåtgärder, där det återges hur platser påverkas när vinden kommer upp i en viss hastighetsnivå.2_{Tabell 8.2.}

Medianhast. på 2 m nivå, m/s Blåsighet vid viss riktning Planeringsåtgärd > 5,5 Mycket blåsigt

Bebyggelsen och marken bör planeras för att ge utemiljön skydd. En vindtunnelstudie kan vara befogad.

4,0-5,5 Blåsigt Uppehålls- och kommunikationsytor bör förläggas i lä och förses med närskydd. 2,5-4,0 Lite blåsigt

Uppehållsytor ute, såsom uteplatser och balkonger i exponerade lägen, behöver vindskydd.

<2,5 Inte blåsigt

Blåsten utgör inget problem men uteplatser kan i vissa fall ändå behöva vindskydd för att vara attraktivt.

Ett riktvärde som kan sättas i miljöer utomhus där man under en längre tid ska vistas stillasittande är att medianvinden inte bör överstiga 1,5 m/s. Torg, busshållplatser och andra platser där man befinner sig mer kortvarigt bör median vinden vara under 3 m/s. Gång- och cykelvägar bör ha en medianvind som inte överstiger 5 m/s.3_{Tabell 8.3}

1 Glaumann; Westerberg, 1988, s. 75, 79 2 a.a., s. 23 3 Klimator, 2003, s. 2 Alternativa gränsvärden Utemiljö

Tidsandel av året (%) som ves=5 m/s inte får överskridas

Årsmedian av vessom inte

får överskidas (m/s) Gång och cykelvägar – risk för

personskador 50 5

Ytor för kortare uppehåll, t ex torg , busshållplatser – gräns för acceptabla förhållanden

20 3

Ytor för längre uppehåll stillasittande, t ex uteplatser, lekplatser – gräms för önskvärda förhållanden

0,5 1,5

Tabell 8.2 Komfortkriterier.

Fig. 8.4 Vikten av god fysisk miljö enligt Gehl. Fig. 8.3 Vindkraft på en människa är större vid vind framifrån.

Vindkomforten utomhus bestäms även till stor del av vindens tryckkraft på kroppen. Vindtrycket blir allt tydligare då vindstyrkan ökar och framförallt vid byig vind, eftersom vindkraften ökar med kvadraten på vindhastigheten. Figur 8.3. En ökning av vindhastigheten från 10 till 15 m/s ger en vindstöt som är fem gånger så stor som ökningen från 0 till 5 m/s. Då vindkraften ökar snabbt med vindhastigheten är byigheten kring hus speciell svår, och ibland även farlig, vid blåsig väderlek. Många vindkriterier grundas i huvudsak på vindens tryckkraft och risken för olyckor orsakade av förhöjda vindstyrkor.1

8.3 Social betydelse

Stadslivets vardagsrutiner innefattar väldigt lite tid utomhus. Dessutom är tiden utomhus ytterligare begränsad till säsong och väder en stor del av året, speciellt här i Norden.2 _{Vi behöver}

mötesplatser i våra städer för att skapa en levande och hållbar stad där vi kan känna tillhörighet. För att en plats ska bli viktig för det sociala livet krävs det att människor saktar ner, stannar till och väljer att interagera med sin omgivning. Enligt den danska arkitekten och professorn Jan Gehl finns det tre olika typer av aktiviteter, nödvändiga, valfria och sociala. Figur 8.4.

De nödvändiga handlar, precis som det låter, om saker som vi mer eller mindre tvingas göra som t ex ta oss till jobb eller skola, handla eller rasta hunden. Den här typen av aktiviteter påverkas i mycket liten grad av den yttre miljön till skillnad från de valfria aktiviteterna. De sistnämnda innefattar sådana göromål som vi själva väljer att utföra för att vi har lust till det, så som att ta en promenad i fint väder, ha en picknick i parken och liknande. I dessa fall

1

Glaumann; Westerberg, 1988, s. 74

2

påverkar utemiljön i allra högsta grad. Trivs man inte skyndar man sig gärna hem eller undviker denna typ av aktiviteter helt och hållet.

De aktiviteter som har andra människors närvaro som en förutsättning kallas sociala. Exempel på detta är barn som leker på lekplatsen eller att stanna till på gatan och prata med någon. Det finns också passiva former av sociala aktiviteter som skulle kunna vara att sitta på en bänk och betrakta andra människor. Omgivningen behöver inte nödvändigtvis påverka denna typen av aktiviteter eftersom många av dem delvis upp-kommer genom slump, men dåligt planerade vistelseytor har en inverkan på hur länge vi väljer att stanna till och prata eller hur ofta vi tar med barnen till lekplatsen.1

I vårt moderna samhälle spenderar vi idag allt mindre tid utomhus. Statistiska Centralbyrån genomförde 1990/91 en dagboksundersökning hos människor mellan 20-64 år. Resultatet av undersökningen visade att vi spenderade ungefär 45 min utomhus på vardagarna och 1 h på helgerna. Detta motsvarar 97 % resp 95 % av tiden. Tiden för utevistelse inkluderar trädgårdsarbete, gå ut med hunden, promenader, förflyttning till fots eller cykel och att vänta på bussen.2

Detta faktum ställer allt högre krav på vistelsemiljön och i dessa sammanhang blir komforten viktig. När temperaturen stiger över 10°C spenderar vi gärna lite extra tid ute.3 _{Detta gäller}

endast under vindstilla förhållanden och innebär att om vi, i de nordligare länderna, vill kunna utnyttja sommarhalvårets behagliga klimat bör planera vistelsemiljön för det.

Gehl går så långt att han menar att utesäsongen i Danmark kan förlängas med två månader om strukturen följer traditionell, tät småhusbebyggelse istället för glesare villakvarter eller spridda höghus. Han anser också att den täta, låga bebyggelsen ger upphov till dubbelt så många acceptabla utevistelsetimmar jämfört med den spridda och höga.4

Ett vanligt fenomen i många moderna städer är att parker och grönytor får ge vika för bebyggelse, trafikleder eller liknande. Detta har förståligt nog stor påverkan på miljön inte minst ur ett ekologiskt perspektiv men det påverkar också vårt sociala liv. Grönområdena har stor betydelse för hur vi upplever staden och hur vi väljer att utnyttja den. Välplanerade grönytor som uppfyller alla våra behov, inte minst de komfortmässiga, hjälper på flera sätt till att skapa en hållbar och levande stad.5

1 Gehl, 2003, s 7-11 2 Westerberg, 2004, s 2 3 Gehl, 2003, s 167 4 a.a., s 169 5 Troedson, 1999 s 78-79

9. Diskussion

Alla människor kan knyta an till en blåsig plats, och också många gånger ange vad som orsakar de kraftiga vindarna på platsen. Men varför tillämpas inte denna grundkunskap hos dem som planerar byggandet, utfärdar situationsplaner, ritar husen o s v?

9.1 Landskap

Grundförutsättningarna för en god vindmiljö bestäms till stor del av landskapet, och man måste därför planera därefter. Vid kusten blåser det generellt mer än i inlandet, och en vanlig ursäkt för att inte behöva planera för detta, är att i en kuststad får man helt enkelt acceptera att det blåser mer och att det är detta som ger staden dess karaktär.1_{Detta kanske}

var sant förr i tiden då kustsamhällen oftast var rena fiskebyar eller industriområden och det behövdes därför inte planeras för en social utevistelse. I dagens samhälle däremot blir kustnära tomter allt mer eftertraktade och ibland även en nödvändighet då städerna växer. Kravet på komfortabel utemiljö och sociala mötesplatser borde därför vara hög.

Kunskapen är i allmänhet god om vindar i skog, främst p g a gammal forskning kring betes- och odlingsmarker och grundar sig därför i stor del på erfarenhet. Den gamla kunskapen skulle kunna tillämpas bättre då det gäller ett nytt område som behöver fjärrskyddas.

Det är generellt svårt att säga något allmänt och sammanfattande om hur vindarna verkar inne i staden eftersom det inte går att förutsäga helt hur vindarna kommer att påverkas inne i bebyggelsen. Alla byggnader samspelar med varandra och gör varje situation unik. Därför krävs det att varje byggnad är anpassad till den direkta tomten men även till dess omgivning. Det finns dock stor kunskap om mindre bra utformningar av hus och placeringar av dessa, t ex en genomgående passage genom en byggnad eller två byggnader som mellan sig bildar en smal passage. Denna kunskap verkar dock gå i glömska eller få stå tillbaka för konstens skull. Inte sällan är solen viktigare att planera efter men i många fall skulle sol- och vindplanering kunna kombineras för att uppnå ett optimalt resultat.

9.2 Vindskydd

Kunskapen om hur man vindskyddar är relativt stor och bygger till stor del på gammal erfarenhet. Synen på vindskydd idag är, att det är en bra och beprövad åtgärd åt områden som har blivit extremt blåsiga. Resultatet av ett område som först i efterhand har vindskyddats med växtlighet kommer aldrig att bli lika gott som om växtligheten redan från början integrerats i helhetslösningen. Attityden av vindskydd som en eftergift för dålig planering är alltför vanlig och måste utvecklas. Därmed inte sagt att det inte är nödvändigt att utnyttja efteråt vid behov, men målet måste ändå vara att redan från början skapa en fullgod utemiljö.

1

Vindskydden är inte bara ett nödvändigt ont utan fyller också ett annat behov, nämligen behovet av grönytor i urban miljö. Frågan är vem som ska ansvara för miljön mellan husen? Detta ansvar kommer upp i flera diskussioner bl a då det handlar om trygghet, belysning, buskage, parkeringsgarage, trafiknärhet mm.1 _{Alla vill självklart ha en god närmiljö men}

svårigheten ligger i att få olika yrkesgrupper att samarbeta mot detta.

9.3 Verktyg

Vilken vind är det egentligen som vi utsätts för inne i bebyggelsen? Den vindstatistik som finns att tillgå, fås från mätstationer ute på flygplatser och fyrar. Dessa värden är inte helt tillämpbara direkt på staden, eftersom vinden mäts på 10 m höjd i opåverkade vindmiljöer (standardförhållanden). Fackmän, vindkonsulter, interpolerar mätvärdena, där de tar hänsyn till terräng, växtlighet och liknande som kan förstärka alt reducerar vinden innan den når staden, och de kan därför använda sig av de uppmätta värdena. Samtidigt kan naturligtvis vindstatistiken ge en fingervisning om styrka, riktning och frekvens för allmänt planerande av ett nyetablerat bostadsområde. Tillgången på vindstatistik och strömningsbilder kring byggnader är relativt stor och lätt att tolka, varför det inte krävs någon närmre kunskap för att göra en enkel vindplanering mellan tummen och pekfingret. Vid större byggnader är det mer eller mindre självklart att vindlasttesta konstruktionen. Mindre självklart är att testa vindmiljön nere på vistelsenivå eller hur byggnaden påverkar kringliggande omgivning. Varför inte dra testerna ett steg längre och samtidigt testa för utemiljön? Det samma gäller föroreningsundersökningar som inte sällan då utesluter en vindundersökning. Spridningen av föroreningar i samhället orsakas av vinden och det borde därför inte vara allt för tidskrävande att få in en vindanalys gällande bebyggelsen i detta skede. Ekonomiskt sett är merkostnaden för detta extra steg antagligen inte speciellt stor i jämförelse till hela projektbudgeten. Med hjälp av t ex CFD-teknik kan en klar helhetsbild fås till rimliga kostnader. Det handlar om vem som ska ta det övergripande ansvaret.