O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eW ind technologiecement 2007 1 79In de GCW-2001 [1] wordt voor debepaling van de windbelasting uit-gegaan van een recht, verticaalscherm met een maximale hoogtevan 5 m. Andere schermvormenen -hoogtes zijn niet met de GCW-2001 uit te rekenen. Ook anderenormen zoals de NEN 6702 [2] ofhet in aantocht zijnde Europeseequivalent, de EN 1991-1-4 [3], bie-den geen soelaas. Omdat scher-men tegenwoordig steeds hogerworden en ook qua vorm steedsvaker afwijken van een recht verti-caal scherm, heeft Rijkswaterstaatbesloten windtunnelonderzoek telaten uitvoeren naar afwijkendeschermtypen, zoals hellendeschermen (foto 1) en schermenvoorzien van een T-top (fig. 2).Een T-top is een type schermtopdat bovenop een (bestaand)scherm kan worden bevestigd. Detoevoeging op het scherm is eenhorizontaal element van 2 mbreed, dat symmetrisch op hetscherm wordt geplaatst. Hierdoorverbetert het akoestisch effect zon-der dat het scherm hoger wordt.De toevoeging verandert de vormvan het scherm in een T. Dit heefttot gevolg dat ook de belastingenveranderen, die door het schermmoeten worden opgenomen.O p z e t w i n d t u n n e l -o n d e r z o e kHet windtunnelonderzoek heeftals doel vormfactoren af te leidenvoor afwijkende schermtypen.Voor het windtunnelonderzoekzijn zeven schermtypen geselec-teerd (fig. 3a), waarvan twee verti-cale rechte schermen als referen-tie en vijf afwijkende vormen:1. verticaal scherm, 5 m hoog;2. verticaal scherm, 8 m hoog;3. verticaal scherm, 5 m hoogmet T-top;4. verticaal scherm, 8 m hoogmet T-top;5. hellend scherm met hoek van80?;6. verticaal scherm met T-toponder hoek van 10?;7. hellend scherm met hoek van80? met T-top.De modellen van de schermenzijn gemaakt van kunststof op eenschaal 1:100. Deze modellen zijnvoorzien van drukmeetpunten,waarmee de druk op het schermdoor de wind op verschillendeplaatsen wordt geanalyseerd. EN1991-1-4 heeft als leidraad gefun-geerd voor de plaatsing van dedrukmeetpunten. Deze normgeeft aan dat een verticale wandopgedeeld kan worden in vierzones. Zone A ligt hierbij aan deNieuwe (wind)vormfactorenvoor geluidsschermenir. C.A. van Bentum en dr.ir. C.P.W. Geurts, TNO Bouw en Ondergrondir. L.E.M. van Ooststroom, RijkswaterstaatEen van de meest bepalende belastingen op een geluidsscherm is de windbe-lasting. Omdat schermen tegenwoordig steeds hoger worden en ook quavorm steeds vaker afwijken van een recht verticaal scherm, is windtunnelon-derzoek uitgevoerd naar afwijkende schermtypen. De resultaten zullen wor-den opgenomen in de herziene normen.1 Hellend scherm langs deA272 |T-top constructieO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eW indtechnologie80 cement 2007 1rand en zone D het meest in hetmidden (fig. 3b). In het middenvan een zone is steeds een lijnmet drukmeetpunten aange-bracht. Daarbij zijn op het rechtegedeelte steeds acht drukmeet-punten geplaatst en op de T-topzeven (fig. 3c).De vormfactoren zijn afgeleidvoor onbebouwd gebied, wat demeest ongunstige windbelastingoplevert. De factoren zijn daaromook toepasbaar voor bebouwdgebied. Er is daarom gekozen vooreen ruwheidslengte van 0,03 m opvolle schaal. De metingen zijngedaan voor de volle windroos,zonder windrichtingsafhankelijk-heid, in 24 stappen van 15?. Dedrukmetingen en de analyse ervanzijn uitgevoerd conform CURAanbeveling 103.R e s u l t a t e nEen recht verticaal scherm datbelast wordt door de wind, heeft temaken met twee effecten. In hetmidden van het scherm wordt debelasting bepaald door de winddie loodrecht op het schermblaast. Dit levert een overdruk aande loefzijde van het scherm eneen onderdruk aan de lijzijde. Aande randen van het scherm levertschuin aanstromende wind dehoogste windbelasting op. Bijschuin aanstromende wind ont-staat aan de loefzijde een overdrukdie ongeveer gelijk is aan die inhet midden van het scherm. Descherpe hoeken van het schermveroorzaken echter een separatievan de stroming. Aan de lijzijdeontstaat hierdoor een grote onder-druk. Hoe dichter bij de rand, hoehoger dit loslatingseffect is en hoehoger de onderdruk.Het toevoegen van een T-top geefthogere overdrukken op hetscherm aan de loefzijde, maardaartegenover iets lagere onder-drukken aan de lijzijde. De groottevan de windbelasting op de T-topzelf wordt gedomineerd door deonderdruk aan de bovenzijde vande T-top.De windbelasting op een schuingeplaatst scherm is afhankelijkvan de hoek ten opzichte van dewindrichting. Bij een vooroverhel-lend scherm kan meer drukop-bouw plaatshebben aan de loefzij-de van het scherm, waardoor deoverdruk daar wat hoger is. Vooreen scherm hellend van de windaf, is het juist de onderdruk aande lijzijde van het scherm die wathoger wordt.I m p l e m e n t a t i e i n G C WHet doel van het onderzoek washet bepalen van vormfactorenvoor afwijkende schermtypen.Samen met de Bouwdienst vanRijkswaterstaat en constructeursvan drie verschillende ingenieurs-bureaus is gekeken hoe de resulta-ten van het onderzoek te vertalenzijn naar praktische waarden. Erzijn twee tabellen met vormfacto-ren opgesteld: voor het verticaledeel van het scherm (tabel 1) envoor de T-top (tabel 2). Bij hetopstellen van de tabel is zoveelmogelijk aansluiting gezocht bijEN 1991-1-4.Bij het toepassen van een T-topmoeten twee gevallen wordenbeoordeeld. Het eerste betreft hettoetsen van het maximalemoment dat wordt veroorzaaktdoor de T-top en het tweede demaximale opwaartse kracht die0 2h0,3h 4hzijaanzichtbovenaanzichtB C Dhb0 h0,15h 3h 6hmvA3 |Verschillende schermty-pen (a), zoneverdeling(b) en positie drukmeet-punten (c)abcO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eW ind technologiecement 2007 1 81Cindex;1 opwaarts Cindex;1 opwaarts Cindex;2 opwaartsCindex;2 neerwaartswindbepalen momenten op top bepalen krachten op topwindwordt uitgeoefend. In het eerstegeval is de maximale combinatievan opwaartse en neerwaartsebelasting op beide T-top helftenvan belang en voor het tweedegeval is dat de maximale totaleopwaartse belasting. Om beidegevallen af te dekken is voor debeide helften van de T-top aparteen netto vormfactor afgeleid (zietabel 2).Voor toetsing van het momentmoet Cindex;1;opwaartstezamen metCindex;2;neerwaartsworden gebruikt envoor de opwaartse kracht zijn ditCindex;1;opwaartsen Cindex;2;opwaarts(fig. 4).De krachten grijpen steeds aan inhet midden van een T-top helft.Uit het onderzoek blijkt dat denetto vormfactoren voor rechteverticale schermen overeenkomenmet de vormfactoren in EN 1991-1-4, op zone B na, waar de geme-ten waarden duidelijk hoger lig-gen. In vergelijking met deGCW-2001 zijn de netto vormfac-toren uit het onderzoek in demeeste zones lager.T o t s l o tDe hier afgeleide vormfactorenzullen worden opgenomen in denieuwe versie van de GCW. Deverwachting is dat deze halverwe-ge 2007 uitkomt. De vormfactorenzullen eveneens opgenomen wor-den in de nieuwe versie van EN1794-1 `Verkeersgeluidbeperkendeconstructies - Niet-akoestischeeigenschappen - Deel 1: Mechani-sche prestaties en stabiliteitsei-sen'. Deze nieuwe versie laat nogeven op zich wachten; gedachtmoet worden aan een termijn vantwee tot drie jaar.Het gehele rapport van dit onder-zoek kan worden gedownload van:www.innovatieprogrammageluid.nl. nL i t e r a t u u r1. CROW-publicatie 166, Richtlij-nen Geluidbeperkende Con-structies langs Wegen (GCW).CROW, Ede, 2001.2. NEN 6702:2001, Technischegrondslagen voor bouwcon-structies - TGB 1990 - Belas-tingen en vervormingen. NEN,Delft, 2001.3. EN 1991-1-4, Eurocode 1:Belastingen op constructies -Deel 1-4: Algemene belastin-gen ? Windbelasting. CEN,2005.Tabel 2 | Vormfactoren voor de T-topzone Cindex;1Cindex;2opwaarts opwaarts neerwaartsA -3,0 -2,4 0,8B -2,2 -1,6 0,4C -1,8 -1,2 0,2D -1,6 -1,0 0,1Toepassingsvoorwaarden vormfactoren? Cindex;1toepassen op de T-top helft aan de windzijde en Cindex;2toepassen op de andereT-top helft;? eenmintekengeeftaandatdebelastingomhoogwerkt,eenplustekengeeftaandatdebelastingnaarbenedenwerkt.Tabel 1 | Vormfactoren voor het verticale gedeelte van het schermzone netto vormfactor toeslagen op netto vormfactorverticaal of met de hellend scherm, hellend hellend scherm, hellend verticaal of hellendwind mee hellend scherm naar de wind toe = 10? naar de wind toe scherm met T-top = 20?A 3,4B 2,8 0,1 0,2 0,1C 1,7D 1,2Toepassingsvoorwaarden vormfactoren? devormfactorenzijnnettowaarden.Ditbetekentdatdevormfac-tordecombinatievanoverdrukaanwindopwaartsezijdeenonderdrukaanwindafwaartsezijdeinrekeningbrengt;? =hoekmetdeverticaal,eenschermisverticaalals-5?5?;? tussenhellingshoekenvan5en10?envan10en20?magrecht-lijnig worden ge?nterpoleerd;? T-topbreedtemaximaal2m(dusaanbeidezijdeneenuitkragingvan1m);? erisgeenschermhoogtebeperkingopgenomen.4 |Toepassen Cindex;1enCindex;2