CFD og strømningsteknikk

CFD og strømningsteknikk

Hva er CFD?

Vi bruker CFD (Computational Fluid Dynamics) til å undersøke hvordan luft, varme, røyk og gasser beveger seg i bygg, tunneler og utendørsområder. Simuleringene gir detaljert innsikt i forhold som kan være vanskelige å vurdere med tradisjonelle beregningsmetoder.

Ved å lage en 3D modell av geometrien og de aktuelle forholdene kan vi beregne blant annet luftbevegelser, temperaturer, trykk og konsentrasjoner i hele analyseområdet.

Resultatene gjør det mulig å avdekke utfordringer tidlig, sammenligne alternative tiltak og dokumentere at løsningen fungerer som ønsket. Slik får vi et bedre grunnlag for prosjektering, optimalisering og valg av løsning.

Dette kan vi hjelpe med

Problemforståelse

Vi definerer hva analysen skal svare på, hvilke scenarioer som er relevante og hvilke krav eller vurderingskriterier som gjelder.

Simulering og kvalitetssikring

Geometri, randbetingelser og fysikk modelleres slik at analysen gir et realistisk bilde av strømningen.

Tolkning og anbefaling

Resultatene oversettes til konkrete råd: hva fungerer, hvor ligger risikoen, og eventuelle avbøtende tiltak.

Typiske spørsmål CFD kan svare på

  • Hvor vil det oppstå høye hastigheter, trekk, turbulens eller resirkulasjon?
  • Gir ventilasjonsløsningen ønsket luftfordeling og komfort i hele området?
  • Hvordan sprer røyk, støv, gass, lukt eller varme seg ved ulike scenarioer?

Arkitektur og byutvikling

Bygningers form, høyde og plassering påvirker hvordan vinden beveger seg på gateplan og i uteoppholdsarealer. Med CFD kan vi undersøke vindforholdene tidlig og sammenligne ulike utforminger.

Analysene gir et visuelt og faglig grunnlag for plassering av innganger, ganglinjer, lekearealer, serveringsområder, balkonger og takterrasser. Ved behov vurderer vi også effekten av skjermer, vegetasjon, terreng og endringer i bygningsvolum.

Dette kan vi hjelpe med

Vindkomfort

Kartlegging av vindforhold på gateplan, ved innganger og i uteoppholdsarealer.

Utforming

Sammenligning av bygningsvolum, åpninger, plassering og alternative planløsninger.

Tiltak

Vurdering av skjermer, vegetasjon og andre vindreduserende tiltak.

Typiske spørsmål CFD kan svare på

  • Blir det for mye vind ved inngangen eller på uteplassen?
  • Hvor bør oppholdsområder plasseres?
  • Vil ny bebyggelse endre vindforholdene for naboene?
  • Hvilke tiltak gir best forbedring?

Miljø og forurensning

Spredning og uttynning av forurensning fra trafikk, tunnelportaler, vedfyring eller industri påvirkes av lokal topografi, værforhold og omkringliggende bebyggelse.

CFD benyttes til å beregne hvordan støv, eksos, lukt og andre utslipp beveger seg. Dette gir grunnlag for riktig plassering av luftinntak, avkast, ventilasjonstårn og følsomme uteområder, og for å vurdere tiltak som kan bedre den lokale luftkvaliteten.

Dette kan vi hjelpe med

Luftkvalitet

Beregning og visualisering av lokale konsentrasjoner fra én eller flere utslippskilder.

Spredning

Analyse av hvordan vind, temperatur, topografi og bygg påvirker fortynning og transport.

Plassering og tiltak

Vurdering av luftinntak, avkast, ventilasjonstårn, skjerming og andre avbøtende tiltak.

Typiske spørsmål CFD kan svare på

  • Kan forurenset luft trekkes inn i byggets luftinntak?
  • Hvor fort fortynnes utslippet under ugunstige værforhold?
  • Påvirkes boliger eller utearealer av utslippskilden?
  • Hvor bør avkast eller ventilasjonstårn plasseres?

Inneklima og komfort

Et rom kan ha riktig gjennomsnittstemperatur og likevel oppleves som for varmt, kaldt eller trekkfullt. Den termiske komforten påvirkes blant annet av lokale variasjoner i lufttemperatur, strålingstemperatur og lufthastighet. Med CFD kartlegger vi forholdene der mennesker faktisk oppholder seg, og avdekker områder med risiko for termisk ubehag.

Vi vurderer komfort ved hjelp av PMV (Predicted Mean Vote) og PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied). PMV beskriver hvordan inneklimaet forventes å oppleves på en skala fra kaldt til varmt, mens PPD angir hvor stor andel personer som forventes å være misfornøyd med de termiske forholdene. Analysene kan brukes til å optimalisere blant annet plassering og utforming av tilluft, avtrekk, varmekilder og kjøling.

Dette kan vi hjelpe med

Luftfordeling

Analyse av tilluft, avtrekk og soner med trekk eller stillestående luft.

Termisk komfort

Vurdering av forventet komfortopplevelse (PMV) og andel misfornøyde (PPD) i oppholdssoner.

Optimalisering

Sammenligning av ventilasjonsprinsipper, plassering og drift.

Typiske spørsmål CFD kan svare på

  • Når tilluften frem til hele oppholdssonen?
  • Oppstår det trekk ved arbeidsplasser, sitteplasser eller innganger?
  • Blir temperaturforskjellen for stor mellom gulv og tak?
  • Kan komforten forbedres uten å øke luftmengden?

Tunnel og anlegg

I tunnelprosjekter bruker vi CFD til å analysere luftbevegelser og spredning av forurensning når ramper, sjakter, tverrforbindelser eller samvirke mellom tunnelløp skaper komplekse strømningsforhold. Analysene supplerer tradisjonelle ventilasjonsberegninger og gir grunnlag for robuste og driftssikre løsninger.

Vi analyserer blant annet anleggsventilasjon, luftkvalitet, portalutslipp og trykkforhold. Beregningene kan også brukes til å optimalisere plassering, kapasitet og styring av vifter, slik at ventilasjonen fungerer effektivt under både driving og permanent drift.

Dette kan vi hjelpe med

Ventilasjon under utbygging

Lufttilførsel, maskinutslipp og utlufting vurderes for skiftende drivefaser.

Spredning til omgivelsene

Vi beregner hvordan forurenset luft fra tunnelportaler og ventilasjonstårn spres til omkringliggende områder og bebyggelse. Analysene brukes til å vurdere eksponering og behov for tiltak.

Optimalisering av ventilasjonsanlegget

Vi vurderer hensiktsmessig plassering, antall og kapasitet på ventilatorer. Målet er å oppnå nødvendig luftutskiftning med færre ventilatorer og lavere energiforbruk.

Typiske spørsmål CFD kan svare på

  • Får alle arbeidsområder nok friskluft i hver drivefase?
  • Hvordan fordeles lufta i kryss, ramper og sjakter?
  • Kan energiforbruket reduseres uten å svekke luftkvaliteten?

Brann og sikkerhet

CFD gir et detaljert bilde av hvordan røyk, varme og giftige gasser utvikler seg ved brann. Analysene brukes til å vurdere rømningsforhold, ventilasjonsstrategi og effekten av tekniske tiltak i tunneler og underjordiske stasjoner.

Resultatene kan vise temperatur, sikt, røyklag og konsentrasjoner gjennom hele brannforløpet. Ulike brannplasseringer, ventilasjonsprinsipper, vind- og temperaturforhold kan sammenlignes for å dokumentere at valgt løsning gir tilstrekkelig sikkerhet.

Dette kan vi hjelpe med

Røykspredning

Beregning av røykbevegelse, røyklag, temperatur, sikt og kritiske soner.

Ventilasjonsstrategi

Simulering av avtrekk, impulsventilasjon, trykksetting og naturlige drivkrefter.

Rømning og innsats

Vurdering av tilgjengelig rømningstid og forhold for rednings- og slokkemannskap.

Typiske spørsmål CFD kan svare på

  • Hvor lang tid tar det før det kommer røyk i rømningsveier og kritiske soner?
  • Kan røyk spre seg til andre rom, løp eller stasjonsområder?
  • Hvor effektivt fanger røykavtrekket brannrøyken?
  • Hvordan påvirkes resultatet av brannplassering, vind og temperatur?

Referanseprosjekter

E39 Rogfast Nye Majorstuen stasjon Se alle prosjekter
Bilde av Christopher Hoel Nilsen

Christopher Hoel Nilsen
sivilingeniør
Tlf: +47 91 24 62 33
E-post: chn@ingenia.no

Gå til profil