Nieuwe Eurocode voor windbelasting 2010/04.03

TC RuwbouwDe stormen van 28 februari en 14 juli 2010 onderstreepten nogmaals het belang van de windbelasting bij de dimensionering van gebouwen. Hoewel we bij 'storm' vooral denken aan omvallende bomen, mogen we niet vergeten dat er vaak ook ondergedimensioneerde daken en schouwen weggeblazen worden onder dergelijke weersomstandigheden.
De beoordelingsmethoden voor de windbelasting vormen het onderwerp van twee Belgische normen uit 1988 : de NBN B 03-002-1 voor statische belastingen en de NBN B 03-002-2 voor dynamische belastingen. In 1995 werd er een Eurocode voor wind gepubliceerd in de vorm van de voornorm NBN ENV 1991-2-4. Deze zal binnenkort definitief vervangen worden door de norm NBN EN 1991-1-4 die in 2005 gepubliceerd werd door het NBN. Alvorens deze norm van toepassing kan worden in België, dient hij aangevuld te worden door een Nationale Bijlage (ANB) die zeer binnenkort gepubliceerd zal worden. We geven in dit artikel een overzicht van de belangrijkste evoluties die doorgevoerd werden bij de overgang van de ene norm naar de andere en de keuzes die gemaakt werden bij de opstelling van de Nationale Bijlage.

Berekening windbelasting

De algemene regels voor de bepaling van de windbelasting ondergingen geen grote wijzigingen meer sinds de verschijning van de Belgische normen. De Eurocode 'Wind' werd destijds immers op deze normen gebaseerd. De windbelasting wordt standaard berekend aan de hand van een referentiedruk (piekwaarde voor de stuwdruk) die afhankelijk is van de hoogte van het gebouw en de algemene terrein- en regiovoorwaarden en die gewogen wordt volgens een drukcoëfficiënt (cp, net) of een krachtcoëfficiënt (cf) die op zijn beurt varieert volgens de afmetingen en de aard van het beschouwde element (gevel, dak, stelling, ...) en de luchtdichtheid van de wanden.

Belgische Nationale Bijlage

De Nationale Bijlage legt specifieke parameters voor België vast, zoals de referentiewindsnelheid, de turbulentiefactor (kl), de windsterkte per maand van het jaar voor tijdelijke projecten en de invloed van de voornaamste windrichting. Vooral de eerste twee paramaters zullen doorslaggevend zijn voor de berekening van de piekwaarde voor de stuwdruk.

Hoewel de intensiteit van de turbulentie (Iv) reeds in rekening gebracht werd in de voornorm, werd er bij de overgang naar de Eurocode een bijkomende parameter ingevoerd : de turbulentiefactor kl die de plaatselijke terreinruwheid in aanmerking neemt. In de Nationale Bijlage koos men ervoor om een kl-factor van 1 te hanteren voor de categorieën 0, I en II, maar om deze voor de categorieën III en IV respectievelijk af te zwakken naar 0,95 en 0,85. Door deze keuze wordt de piekwaarde die de voornorm opgaf voor de stuwdruk van deze twee laatstgenoemde categorieën, met 5 en 15 % verlaagd.

Kaart van de referentiewindsnelheden in België.

In de voornorm was de referentiewindsnelheid voor heel België vastgelegd op 26,2 m/s. In de toekomstige Nationale Bijlage wordt ons land echter opgedeeld in vier zones met referentiesnelheden tussen 23 en 26 m/s (gebaseerd op recente studies van het KMI, zie kaart). Vermits men bij de berekening van de verschillende drukken gebruikmaakt van het kwadraat van de windsnelheid, zal deze wijziging de drukwaarden uit de voornorm gevoelig verlagen (met 2 % tot 23 %, afhankelijk van de situatie).

Bij de overgang van de Belgische normen NBN B 03-002-1 en -2 naar de voornorm werden de drukwaarden met 10 tot 15 % verhoogd. De nieuwe Eurocode zal bijgevolg vaak drukwaarden opleveren die dichter bij onze oude Belgische waarden liggen. Voor gebouwen lager dan 10 m in stedelijke regio's (categorieën III en IV) houdt de nieuwe Eurocode rekening met het energieverlies van de wind tengevolge van de turbulenties. In deze gevallen zullen de drukwaarden bijgevolg gevoelig lager liggen dan voorheen.

Rekenprogramma

De Normen-Antenne 'Eurocodes' van het WTCB ontwikkelde een programma voor de berekening van de winddruk volgens de Eurocode en haar Nationale Bijlage : Wind Interactive (WInt©). Deze applicatie kan gratis gedownload worden op www.normen.be/eurocodes onder de rubriek 'normen', sectie 'rekenmodules'. Met deze applicatie kan men de winddruk berekenen op een gesloten gebouw met een plat dak, een dak met één dakschild of een zadeldak. De applicatie houdt rekening met de referentiewindsnelheden en terreincategorieën en beschikt over een eenvoudige en interactieve grafische interface. Met het oog op hun integratie in een volledig dimensioneringsproces kunnen de resultaten geëxporteerd worden naar Microsoft Excel.

Besluit

De publicatie van de Nationale Bijlage van de Eurocode 'Wind' vormt een nieuwe stap in de omzetting van de Eurocodes 0 en 1 naar referentienormen voor de berekening van alle gebouwtypes in België. Deze publicatie zal een grote verandering teweegbrengen, aangezien ze een invloed uitoefent op verschillende domeinen : berekening van gebouwen, schrijnwerk en dakdichting.


Volledig artikel


G. Zarmati, ir., en B. Parmentier, ir., afdeling 'Structuren', WTCB