Extreme Engineering - Fase 2 - Analyseboek by Robert Fransen

ANALYSE & CONCEPTBOEK

HET DRIJVENDE APPARTEMENTENCOMPLEX

DE WALVIS Extreme Engineering blok 14

Begeleider: E.F. van Battum Groep: EE 1-C Auteurs: Remko de Boer Robert Fransen Sander van Hilst Willem Kok Sander Pooters

216182 219419 218695 505621 230226

Colofon Hogeschool van Amsterdam Domein Techniek Weesperzijde 190 1097 DZ Amsterdam

November 2008 2

INHOUDSOPGAVE INLEIDING

5.0 DUURZAAMHEID

5.1 Duurzaam bouwen

1.0 LIGGING & ORIENTATIE

5.2 Duurzame energie

1.1 Keuze locatie en afbakening

5.3 Windvormen

1.2 Het IJmeer

5.4 Windbelasting op ontwerp

1.3 Verkeersontsluitingen

5.5 Concepten windenergie

1.4 Bebouwing

5.6 Energieprincipe stempels

1.5 Cruciale zichtlijnen

1.6 Windrichtingen en zonstand

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN

1.7 Voor –en nadelen opties

6.1 Drijvende Appartementencomplex

6.2 Functionele eisen

2.0 TYPOLOGIE

6.3 Bebouwing op hoofdlijnen

2.1 Autarkische gebouwen

6.4 Ruimtelijke eisen

2.2 (Aero)dynamische gebouwen

en technische eisen 6.5 Ruimtelijke –en

3.0 VORMSTUDIE

7.0 CONCEPT & VISIE

3.1 Vormstudie

7.1 Conceptschetsen

3.2 Aerodynamica

7.2 Definitief concept

3.3 Weersinvloeden

7.3 Visie De Walvis

3.4 Geveloppervlak

7.4 Vlekkenplan concept

7.5 Indeling omschrijving

4.0 DRIJFLICHAAM

7.6 Energieconcepten

4.1 Drijflichaam

7.7 Brandveiligheid & geluid

4.2 Flexbase drijflichaam

7.8 Constructie concept

4.3 Drijvende Bouwsteen

4.4 Keuze Drijflichaam

4.5 Golfbrekers

Appartementencomplex De Walvis

INLEIDING Voor u ligt het rapport ‘Het drijvende appartementencomplex “De Walvis” ‘van de minor Extreme Engineering blok 14. Dit analyse c.q. conceptboek bevat alle onderdelen en onderzoeken om een drijvende, semi-autarkische autarkische, aerodynamisch appartementencomplex te realiseren. Dit boekwerk is dan ook een voorzet op stedenbouwkundig –en architectonisch niveau om een Voorlopig Ontwerp te realiseren. Voor achtergrondinformatie omtrent de projectopdracht verwijst de projectgroep u door naar het Plan van Aanpak. Gelijk lezen? Waar kunt wat vinden? Even een korte toelichting op de structuur van dit rapport. Hoofdstuk 1.0, Ligging en oriëntatie Vanuit de eerste fase van de Minor wordt ingegaan om de keuze van het plangebied in het IJmeer. Hier wordt voornamelijk gekeken naar windrichting, zonstand en infrastructuur. Hoofdstuk 2.0, Typologie In dit hoofdstuk wordt gekeken naar autarkische woningen en aerodynamische gebouwen. Hoofdstuk 3.0, Vormstudie Hierin wordt onderzocht welke vormen het best gebruikt kunnen worden voor een te ontwikkelen drijvend appartementengebouw. Voornamelijk wordt gekeken naar de windbelasting. Hoofdstuk 4.0. Drijflichaam In dit hoofdstuk wordt een keuze gemaakt tussen de twee voorgeschreven drijflichamen vanuit de projectopdracht.. Hoofdstuk 5.0, Duurzaamheid Welke mogelijkheden zijn er op het gebied van duurzame energie en duurzaam bouwen? Hoofdstuk 6.0, Programma van Eisen Hierin worden alle eisen omschreven omtrent het ontwikkelen van een woning. Deze worden uitgelicht op stedenbouwkundig –en bouwtechnisch niveau. Hoofdstuk 7.0, Concept & Visie In dit hoofdstuk worden alle facetten uit het programma van eisen omgezet in een concept welke voldoet aan alle gestelde randvoorwaarden. Hierin wordt ook de visie uitgelicht, dit is een kleine gedachtegang hoe de projectgroep tegen het ontwerp aankijkt.

Appartementencomplex De Walvis

1.0 LIGGING & ORIﾃ起TATIE

1.0 LIGGING & ORIËNTATIE 1.1 Keuze locatie en afbakening

1.2 Het IJmeer

Onze keuze gaat uit naar het IJmeer. Amsterdam wil weer topstad worden! Vroeger was Amsterdam een begrip voor vele toeristen en zakenmensen. Het appartementencomplex moet niet alleen uitkomsten bieden voor bewoners maar ook voor toeristen en zakenmensen. De verkeersintensiteit rondom Amsterdam is zeer hoog. Het nieuwe ontwerp biedt niet alleen parkeergelegenheid maar ook een goede doorstroom. Hierdoor wordt de verkeersintensiteit aanzienlijk verkleind. Almere en Amsterdam zijn bezig met grootschalige woningbouw. Ze bouwen als het ware naar elkaar toe. Het appartementencomplex is eigenlijk een (sociale) brug (mobiliteit) tussen Amsterdam en Almere (dubbelstadconcept). Fort Pampus wordt door vele als bedreiging gezien maar voor de projectgroep als een kans! Het zal op architectonische wijze meegenomen worden in het plan.

Het IJmeer is gelegen tussen Amsterdam en Almere. Een appartementcomplex creëren in dit gebied heeft zijn voorvoor en nadelen: Voordelen: • De Randstad wilt de concurrentie aangaan met andere wereldsteden. Hiervoor zullen de kenniseconomie, het woningtekort en de bereikbaarheid verbeterd moeten worden. Een appartementencomplex biedt hiervoor mogelijkheden. • Het plan biedt de mogelijkheid om de bestaande mobiliteitsproblemen in de deze regio te verbeteren door middel van een nieuwe snelweg. Op dit moment worden deze steden met elkaar verbonden door de A6, op deze weg zijn vaak problemen zoals files. • Het IJmeer zorgt voor een dubbelconcept tussen Amsterdam en Almere, het verbindt deze twee steden. Dit is een toekomstig plan van de twee steden. • Het appartementencomplex biedt een aanvullende oplossing voor het woningtekort in deze regio en de sterke groei van Almere. Almere wil rond 2030 een toename hebben van 60.000 woningen. • Er bestaan al eerdere plannen voor dit gebied, de Rijkswaterstaat wilt Almere en Amsterdam met elkaar verbinden dwars door het IJmeer via IJburg en Almere Pampus. • Almere heeft plannen om woonwijken te creëren met het IJmeer als centraal punt. • Het verbinden van Almere, Amsterdam en Schiphol door middel van openbaar vervoer (Noord (Noord-Zuid lijn en Zuidas). • Fort Pampus.

Het gebied betrekt vooral Amsterdam en Almere omdat dit de twee steden zijn die de projectgroep wil ‘verbinden’. Het gebied dat de groep gaat analyseren is hieronder aangegeven. In de horizontale richting bevat het circa 22 km, in de verticale richting circa 13 km. Binnen dit gebied zijn er een aantal onderwerpen geanalyseerd: • de topografie, ligging van het gebied • de bebouwing (wonen, werken etc.) • de verkeersontsluiting • de scheepsvaart (routes, diepte IJmeer etc.) • (uit) zicht bestaande bebouwing ±22 km

Nadelen: • Het IJmeer is een belangrijk rustgebied voor vogels, hier zal rekening mee gehouden moeten worden. • De scheepsvaart kan een belemmering vormen. • Ligt tussen bebouwing (Amsterdam en Almere), hier zal men rekening mee moeten houden in het ontwerp. • Kans op uitzichtbelemmering voor de bestaande bouw, denk aan IJburg. • Door het realiseren van een drijvende appartementencomplex kan de uitbreiding van IJburg in het geding komen door te weinig vrije ruimte. • Eventuele overlast van de vliegroute over het IJmeer vanuit Schiphol. • Fort Pampus ± 13 km

Algemene informatie: • Diepte: 2,80 meter t.o.v. Waterpeil • Beroepsvaart-/CEMT-klasse: IV, Hernekanaalschip, Eenbaksduwstel • Recreatievaartklasse: AZM • Aansluitende vaartwegen: IJ, Gooimeer, Markermeer

Appartementencomplex De Walvis

1.0 LIGGING & ORIËNTATIE 1.3 Verkeersontsluiting met Fort Pampus als Centraal punt

Legenda

Centraal punt (Fort Pampus)

Knooppunt ‘toekomstige’ autoweg

Toekomstige bebouwing IJburg en Almere Pampus

‘Toekomstige’ autoweg Bestaande autowegen Scheepvaartroute Knooppunt ‘toekomstige’ stations Incl. parkeervoorziening ‘Toekomstige’ OV-lijn

Optie toekomstige’ appartementencomplex

Vliegverkeer

Appartementencomplex De Walvis

1.0 LIGGING & ORIËNTATIE 1.4 Bebouwing Legenda

Opties appartementencomplex

Woongebieden

Toekomstig woongebied

APPARTEMENTENCOMPLEX

Cruciale zichtlijn

Zichtlijnen woongebied

Uitbreiding IJburg

APPARTEMENTENCOMPLEX In Almere worden in 2010 t/m 2030 ±60.000 woningen bijgebouwd aan de rand van het IJmeer. IJburg heeft zijn woningen kunnen verkopen door het feit dat de woningen aan het IJmeer grenzen. Ook IJburg gaat nog verder uitbouwen op het IJmeer. IJburg en de toekomstige wijk in Almere hebben dus cruciale zichtlijnen. De uitdaging is dan ook, hoe houdt men deze lijnen intact? De omliggende bebouwingen hebben hier minder last van zoals geïllustreerd. Wellicht is de term ‘last’ een foute term. Het appartementencomplex wordt wellicht wel een echte eyecatcher, een echt architectonisch en bouwkundig hoogtepunt.

Appartementencomplex De Walvis

1.0 LIGGING & ORIËNTATIE 1.5 Cruciale zichtlijnen optie 1 Legenda

Centraal punt (Fort Pampus) Woongebieden

Toekomstig woongebied

Cruciale zicht- en doorkijklijnen

Optie toekomstige’ appartementencomplex

Appartementencomplex De Walvis

1.0 LIGGING & ORIËNTATIE Cruciale zichtlijnen optie 2 Legenda

Centraal punt (Fort Pampus) Woongebieden

Toekomstig woongebied

Cruciale zicht- en doorkijklijnen

Optie toekomstige’ appartementencomplex

Appartementencomplex De Walvis

1.0 LIGGING & ORIﾃ起TATIE 1.6 Windrichtingen en zonstand

15 m/s Extreem

WESTELIJKE WINDRICHTING Windroos van het IJmeer

25 m/s Extreem

ZON 25 m/s Extreem Zonbanen per jaargetijden

Appartementencomplex De Walvis

1.0 LIGGING & ORIﾃ起TATIE 1.7 Voor- en nadelen opties Optie 1 Voordelen

Conclusie en aanbeveling

Optie 2 Nadelen

Voordelen

Nadelen

Ligt reeds in de lijn van de toekomstige OV-lijn

Grenst aan IJburg en Almere Pampus

Grenst aan IJburg en Muiden

Ligt niet in de lijn van de toekomstige OV-lijn

Grenst aan IJburg en Almere Pampus

Vanwege ligging meer last van wind en golfslag

Vanwege ligging minder last van wind en golfslag

De pont van Muiden naar fort Pampus ondervindt hinder

Zichtlijnen blijven intact

Vliegverkeer gaat over het IJmeer

Zichtlijnen blijven intact

Grenst aan IJburg en Muiden

Ontsluiting naar toekomstige autoweg mogelijk

Verbindt Amsterdam en Almere Pampus in mindere mate met elkaar.

Scheepvaart ondervindt geen hinder

Ontsluiting naar autoweg vrijwel onmogelijk

Appartementencomplex verbindt Amsterdam en Almere Pampus (dubbelstadconcept)

Optie 2 ligt direct onder een vliegroute

Zoals de voor- en nadelenlijst illustreert komt optie 1 beter uit de gemaakte afwegingen. Optie 1 verbindt Almere met Amsterdam (dubbelstadconcept), terwijl optie 2 geen samenhang vertoont. Echter zal het ontwerp een goede aerodynamische vorm moeten hebben omdat optie 1 veel wind zal vangen. Optie 2 heeft door zijn ligging minder last van het water en de wind bij een zuid-westelijkestorm. Toch heeft optie 1 meer potentie c.q. voordelen die van invloed zijn voor de door ons gekozen opdracht. De gekozen plek is optie 1 tussen IJburg en Almere Pampus. Door de bovengenoemde redenen zal het ontwerp aerodynamisch moeten worden uitgevoerd.

Ten opzichte van optie 2 ondervindt deze minder geluidsoverlast van vliegverkeer

Appartementencomplex De Walvis

2.0 TYPOLOGIE

2.0 TYPOLOGIE 2.1 Autarkische gebouwen Voordat men autarkische woningen en hun opbouw kan begrijpen, moet men eerst ondervinden waarom er voor sommige oplossingen gekozen zijn en hoe dit is opgebouwd en uitgewerkt. Hieronder enkele principes van autarkische woningen. Verwarming en koeling van de autarkische waterwoning gebeurt met behulp van een elektrische warmtepompinstallatie, met vloerverwarming op de begane grond en convectoren op de verdieping. Het warm tapwater wordt ook met de warmtepomp bereid, waarna het wordt opgeslagen en opgewarmd in een boiler. Er is rekening gehouden met het gebruik van passieve zonne-energie en de zonering; de noordgevel is zeer gesloten en de zuidgevel zeer open. Om oververhitting van de woning in de zomer te voorkomen kan de zuidgevel met behulp van lamellen gesloten worden. De woning wordt geventileerd met een gebalanceerd systeem, tevens kan de bewoner door het openen van geveldelen direct contact hebben met de buitenlucht.

Hergebruik van water Het watercircuit van de woning is nagenoeg gesloten, afvalwater wordt met een zuiveringssysteem en een helofytenfilter gezuiverd, waarna het bruikbaar is voor alle voorzieningen, behalve het drink- en wasmachinewater. De wasmachine wordt aangestuurd met hemelwater, wat tevens als aanvulling van tekorten dient. Drinkwater kan niet zelf worden gezuiverd en zal bij een groothandel worden ingekocht.

Composteren van afval Groente, fruit en tuinafval worden samen met de menselijke afscheiding gecomposteerd. Glas, karton, papier en blik kunnen worden hergebruikt, de reststoffen (bijv. chemicaliĂŤn en textiel) worden opgehaald of weggebracht.

Duurzame elektrische energie Elektriciteit wordt opgewekt met 16 PV-panelen en een kleine windturbine. De energie wordt opgeslagen in een aantal accuâ&#x20AC;&#x2122;s die een buffer vormen voor vijf etmalen. Voor het gebruik wordt de stroom met inverters omgezet van 12V naar 230V voor wandcontactdozen en verlichting in de woning en naar 400V voor het aansturen van de warmtepomp.

Communicatie met de buitenwereld De bewoners communiceren met behulp van digitale televisie en radio, een GSM telefoon en internet via het GPRS netwerk met de buitenwereld.

Bron: http://www.ecoboot.nl/artikelen/AutarkischeWoningEdwinDeen.html.php

Appartementencomplex De Walvis

2.0 TYPOLOGIE Attika Architecten

Autarkische woning

Attika architecten onderzoekt sinds 2001 samen met Mooie Nel Architecten en Buro Park de mogelijkheden naar autarkisch wonen. Hieruit zijn een aantal ontwerpen gekomen met daarin geïntegreerd de oplossingen voor de problemen welke op vorige pagina zijn aangegeven.

Hiernaast een doorsnede van een door Attika Architecten ontworpen autarkische woning. Goed te zien is dat er gebruik wordt gemaakt van zonneenergie, opvang en opslag van water in een helofyten filter en gebruik van windenergie door middel van een windmolen. Onderin het gebouw wordt ook gebruik gemaakt van een compost toilet, zodat daaruit eigen energie gewonnen kan worden uit methaangas of wat gebruikt kan worden in de eigen tuin/kwekerij.

Aanpasbaar aan het waterniveau Hier aan de linkerkant is een door Attika ontworpen autarkische woning te zien welke aanpasbaar is aan het waterniveau. Zodra de zeespiegel stijgt kunnen de “pootjes” dus inklappen en het geheel als drijvende woning fungeren. Aan de rechterkant is daar een doorsnede van getekend.

Appartementencomplex De Walvis

Bron: http://www.attika.nl/index_studies.html

2.0 TYPOLOGIE Overschie Compressor van Monolabs Architects Hiernaast het ontwerp van de plannen van Schie 2.0. Bij deze plannen is het helaas gebleven, terwijl de grond beschikbaar was en de projectontwikkelaar toegezegd had. Provinciale Staten gooide echter roet in het eten.

Hieronder een woning in het Zeeuws-Vlaamse Hoek. De visie was om een autarkische woning te maken, maar dit is niet volledig gelukt. Enkele belangrijke punten staan wel aangegeven bij de foto.

Autarkische woning in Nieuw Zeeland Eigen windmolen voor het opwekken van energie Groene gevelomhulling, niet alleen een groen dak maar ook groene wanden Een kas, voor het kweken van eigen eten en dient tevens als warmtebuffer. Daglichttoetreding door reflectie van het water

Gebruik maken van de oriĂŤntatie en zo de zon optimaal benutten

Badkamer van deze woning heeft een eigen helofytenfilter in de badkamer zelf

Groen dak, inclusief helofytenfilter

Gevel gericht op het zuiden, voor optimaal gebruik van de lichtinval

Zonnepanelen op het dak voor opwekken van eigen energie

Wanden van leem

Bronnen: http://www.woonheuvel.nl/ - Bijna autarkisch woonhuis in Zeeuws Vlaamse Hoek.pdf http://www.tudelft.nl/live/pagina.jsp?id=9fd5d04d-de6a-45cc-aab0-231eae5cf294&lang=nl http://www.milieudefensie.nl/publicaties/magazine/2000/mei/overschie

Appartementencomplex De Walvis

2.0 TYPOLOGIE 2.2 Aerodynamische gebouwen

Traditionele, plaatselijke architectuur als inspiratie: Verschillende lagen van horizontaal geplaatste bladeren zorgen voor ventilatie en windbreking. De schermen van het museum hebben dezelfde werking, alleen bestaan ze hier uit houten delen die tevens een zonwerende functie hebben.

Een wolkenkrabber, waarvan de verdiepingen onafhankelijk van elkaar draaien, moet de nieuwe toekomst van het wonen inluiden. De eerste "Rotating Tower" zal in 2010 in Dubai staan. De wooneenheden van deze dynamische wolkenkrabber komen uit de fabriek en worden ter plaatse enkel nog aan een intern geraamte bevestigd. Windturbines tussen elke verdieping zorgen voor het energiegebruik van de bewoners en kan zelfs de buurt nog van stroom voorzien.

Moscow Rotating Skyscraper

Eerste Dynamic Tower in Dubai

Appartementencomplex De Walvis

Dr. David Fisher â&#x20AC;&#x201C; Building in Motion

2.0 TYPOLOGIE Een windturbine met verticale as, die direct een generator aandrijft, is speciaal ontwikkeld om energie uit de windstuwing op hoge gebouwen te winnen. De eerste turbine is geplaatst op de Bachflat in Tilburg.

Deze turbines werken bij verschillende windrichtingen in tegenstelling tot windturbines met een horizontale as, welke puur afhankelijk zijn als de wind er recht op af gaat of daar een klein aantal graden van afwijkt.

Een idee van Selsam, een moderne windmolen waarbij de wind een grote windturbine aandrijft welke het gebouw van een grote hoeveelheid energie kan voorzien.

Deze ‘vliegers’ zijn speciaal ontworpen om altijd te kunnen werken. De flexibele constructie zorgt ervoor dat de propellers, welke eraan bevestigt zijn, altijd op de wind staan en altijd kunnen draaien. Bovendien ziet het er ook erg futuristisch uit.

Daarnaast is er voor de gevelbekleding gebruik gemaakt van zonnepanelen zodat dit nog extra energie kan opleveren. Het rendement is vrij hoog, omdat de ‘molen’ bij een geringe hoeveelheid wind al kan draaien.

Hamilton’s Architecten in Londen bedachten dit concept van een hoge kantoortoren met aan de bovenzijde een drietal enorme windturbines.

Appartementencomplex De Walvis

2.0 TYPOLOGIE Bahrein World Trade Center

Twee horizontale WindWall-windmolens, geïnstalleerd in het Franse Equihen-Plage

Door de ligging aan de Perzische Golf en de dagelijkse wind die hier vandaan komt, kon men dit gebouw zo ontwerpen dat de wind zich een weg baant tussen de gebouwen door en zo maximaal rendement uit de windturbines haalt. De torens zijn elk 240 meter hoog en hebben elk 50 verdiepingen.

Door de trechtervorm van het gebouw wordt de wind langs de turbines geleid.

De klachten van horizonvervuiling hebben aan de basis gestaan van het ontwikkeling van deze horizontaal georiënteerde windmolens. Daar tegenover staat wel dat het rendement met een verkeerd staande windrichting erg tegenvalt.

Studenten van Hogeschool InHolland van Alkmaar hebben dit idee ook gebruikt voor ontwerp van een 60 meter hoge toren in Alkmaar, met de turbines naar het Zuidwesten gericht. De vorm van de toren is dan ook in de vorm van een trechter, zodat de wind naar binnen wordt ‘gedwongen’ om zo het hoogste rendement te kunnen behalen en het meeste energie op te kunnen wekken.

Appartementencomplex De Walvis

3.0 VORMSTUDIE

3.0 VORMSTUDIE 3.1 Vormstudie Aerodynamica Omdat het gebouw op open water komt te staan is wind van grote invloed. Een goede aerodynamica kan bijdragen aan het verminderen van de windweerstand. Op deze manier wordt de wind beter afgedragen en krijgt het appartementencomplex minder krachten te verduren. Weersinvloeden Het appartementencomplex zal bloot komen te staan aan verschillende belastingen welke allemaal een verschillende uitwerking op het gebouw zullen hebben. Er zijn verschillende belastingen welke behandeld zullen worden in dit hoofdstuk, hieronder een opsomming: Regenbelasting Sneeuwbelasting Zonbelasting

Lift

Geveloppervlak vormen t.o.v. transmissies Het ideale geveloppervlak om ongewenste transmissies tegen te gaan. Verschillende vormen naast elkaar om zo het verschil tussen de opties in procenten te laten zien.

Drag Turbulentie

3.2 Aerodynamica Bij het ontwerpen van een gebouw zal er gekeken worden naar de aerodynamica hiervan. Dit heeft te maken met hoe de wind over het gebouw stroomt en wat dit met het gebouw doet. Echter is het mogelijk om het gebouw zo aan te passen dat het zo minimaal last heeft van de windbelasting.

Lift is een voordelig effect op een gebouw maar is wel afhankelijk van de vorm hiervan. Door het gebouw aan de bovenkant een bolling te geven en naar beneden te laten aflopen wordt de wind doormiddel van de lift van het gebouw afgewaaid. Mocht dit niet gebeuren en de wind gaat na het gebouw rechtdoor dan kan er een werveling ontstaan. Hierdoor kunnen de windbelastingen zo hoog optreden dat losse materialen van het gebouw afgezogen worden.

Wat is de definitie van aerodynamica. Aerodynamica (van het Grieks aĂ¨r = lucht, dunamis = kracht) zijn stromingen van lucht en andere gassen om lichamen, objecten, door buizen, in de vrije atmosfeer, enz. Zij vormt een onderdeel van de aeromechanica. Dit is een tak van de mechanica en natuurkunde, waarin het gedrag van lucht en andere gassen wordt bestudeerd in stromingen en in rust. Om een gebouw zo min mogelijk te belasten met de windbelasting, moet men de stroming van de wind zo rustig en stabiel langs het gebouw laten stromen. Daarom is het van groot belang wanneer men een gebouw plaatst waar grote windsnelheden worden ondervonden een zo veel mogelijke laminaire vorm aanneemt dat luchtstroom zo min mogelijk weerstand biedt. Wanneer er hogere windsnelheden ontstaan kan er turbulente stromingen ontstaan. Dit houdt in dat de stroming wel de zelfde richting aan blijft houden van de vorm maar dat er een werveling op kan treden en de lucht in elke mogelijke richting op kan gaan treden. Hierbij kunnen 2 soorten effecten ontstaan die op het gebouw kunnen treden. Dit is Drag (een meeslepende kracht) en Lift (kracht loodrecht op de snelheid).

Appartementencomplex De Walvis

Bronnen: http://users.telenet.be/aerodynamica/ http://nl.wikipedia.org/wiki/Aerodynamica

3.0 VORMSTUDIE Bolvorm Bij de bolvorm stroomt de windstroming er redelijk stabiel langs. Echter zal er een klein gedeelte ontstaan, de achterzijde, waar turbulentie ontstaat.

Kubusvorm De vierkante vorm is het meest nadelig als men kijkt naar de stroming rond het gebouw. Dit komt doordat er veel turbulentie ontstaat. De turbulentie bevindt zich aan de hoeken van het gebouw en achter het gebouw. Achter het gebouw zal dit het meest effect hebben.

Druppelvorm De druppel heeft de beste vorm voor de windstromingen. Doordat de wind goed wordt gesplitst en op het einde netjes wordt weggeleid zal hier nauwelijks turbulentie optreden.

Piramidevorm Bij de driehoek wordt de windstroming in de punt goed langs het gebouw geleid. Echter achter het gebouw ontstaat hetzelfde probleem als bij de vierkant. Dit is een hele grote strook turbulentie.

Appartementencomplex De Walvis

3.0 VORMSTUDIE Conclusie Aerodynamica In de vliegtuigindustrie heeft men veel te maken met de aerodynamica. Dit met de reden dat een vliegtuig veel te maken krijgt met luchtstromingen. Er is in het verleden veel onderzoek gedaan naar de vorm van vliegtuigvleugels, dit in verband met de weerstand en om deze zo laag mogelijk te houden op de vleugels, hierdoor zal de snelheid van het vliegtuig hoger zijn en het gebruik van de brandstof minder worden. Uiteindelijk is de meest aerodynamische vorm de druppel (met de kop naar voren).

Als de vorm van het gebouw ongunstig is, kan men ongewild veel turbulentie creĂŤren rondom het gebouw. De druppelvorm heeft hier het minst tot geen last van, omdat de luchtstroom perfect wordt afgevoerd rondom de vorm.

Om tot een uiteindelijk gebouwvorm te komen kan men de wind als een positieve factor meenemen. Dit in verband met de uitdaging in de vorm van een gebouw en de architectonische afwisseling van een hoog gebouw. Tevens kan men denken aan het gebruik van windenergie dat kan worden opgewekt en om natuurlijke ventilatie door de luchtstromen die langs het gebouw lopen zo goed mogelijk toe te passen in het ontwerp. Tevens kan de gebouwvorm zelfs de negatieve kanten van de windomstandigheden, de turbulentie die ontstaat, zo beĂŻnvloeden door de wind een juiste golf te geven.. Hierna kan er uit de ontstane turbulentie energie gewonnen worden. Bron http://www.tudelft.nl/live/pagina.jsp?id=45e23969-a230-4e51-aeb4-7c241fdfd772&lang=nl 7c241fdfd772&lang=nl

Appartementencomplex De Walvis

3.0 VORMSTUDIE 3.3 Weersinvloeden Regenbelasting Naast wind is regen ook een factor om rekening mee te houden. Niet zo zeer de regen die tegen het complex aan komt tijdens de regenbui, maar nog belangrijker is de regen die op het dak blijft liggen. Deze kan verschillende vormen van schade aanrichten. Denk hierbij aan waterschade van het vocht wat door het dak naar binnen trekt, maar ook aan constructieve schade.

Belangrijke punten om in de uitvoering me te nemen zijn dus de volgende: 1. De constructie moet een hoeveelheid water kunnen dragen welke toegestaan is volgens de Nederlandse regelgeving; 2. Het water moet of goed afgevoerd worden naar een ander punt, of in een voldoende sterke constructie opgevangen worden; 3. De materialen die toegepast gaan worden, moeten water goed kunnen verwerken en niet zijn esthetische waarde verliezen. Hieronder een tabel met wat er met de regen gebeurd op drie verschillende vormen. Er is voor gekozen om in de analyse drie verschillende vormen toe te lichten. Daarna kan er gekozen worden uit de vormen of een combinatie daarvan gemaakt worden. De vormen welke behandeld worden zijn de kubus, de halve bol en de piramide.

In Nederland storten gemiddeld 10 daken per jaar in door wateraccumulatie.

Naast schade aan de constructie moet er ook gedacht worden aan de schade die wordt aangericht aan de gebruikte materialen in de gevel en het dak. Deze materialen kunnen lijden onder de regenval omdat ze het water niet goed kunnen verwerken, na verloop van tijd verliezen ze hun sterkte of worden lelijker naarmate ze veel regen te verwerken hebben gekregen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan bakstenen waar het mortel voor een kalkaanslag op de stenen kan zorgen na verwerken van neerslag. Er moet bij de constructie ook gedacht worden aan het toegestane waterniveau op het dak van het gebouw. Dit is volgens bouwbesluit 10 cm, wat inhoud dat er maximaal elke vierkante meter een gewicht van 100 kg op het dak rust.

Kubusvorm De regen welke boven op de blokvorm valt, zal daar op blijven liggen omdat de opstand als een rand fungeert en je dus een ‘bak water’ op het dak creëert. Dit zal wel door afschot op het dak aflopen naar de hemelwater afvoer, maar er zijn altijd punten waar het blijft liggen. De regen welke tegen de vorm neervalt, zal via de gevel afstromen naar beneden, dit kan wel zijn sporen nalaten op de materialen welke in de gevel gebruikt worden. Halve bolvorm Regen wat op de bolvorm valt, ongeacht waar, zal naar beneden stromen omdat het geheel rond en aflopend is. Zaak is wel dat er geen horizontale randen tussen zitten welke het regenwater en ander vuil ophouden. Op die manier krijgt men kleine wateropvang op de gevel, wat schade aan zou kunnen richten, zowel als wateraccumulatie, constructief en esthetisch. Piramidevorm De piramidevorm is grotendeels gelijk aan de bolvorm gezien de weg van het water. Overal zal het water ook hier naar beneden stromen en zo zijn weg naar de grond vinden. Net als bij de bol zal de onderste helft van de piramide meer water te verduren krijgen als de bovenste helft, dit omdat al het water omlaag stroomt.

Gezien de oriëntatie van het gebouw, terugkoppelend op neerslag, is een zuidelijke tot noordwestelijke oriëntatie het beste. Dit is onder meer duidelijk geworden in § 1.6 windrichtingen en zonstand. Deze kant zal gezien de belasting van de regen het meest beschermt moeten worden.

Appartementencomplex De Walvis

3.0 VORMSTUDIE Sneeuwbelasting Sneeuwbelasting is een factor welke tevens onderzocht dient te worden maar eigenlijk in Nederland niet heel veel voorkomt. Terugkoppelend op neerslag betekend het dat de constructie van de daken doorgerekend word op een belasting van maximaal één meter sneeuw, welke namelijk gelijk staat aan 10 centimeter water. In hoeverre sneeuwbelasting meewerkt is afhankelijk van een aantal factoren:

Hieronder een tabel wat er met de sneeuw gebeurd op drie verschillende vormen. Er is gekozen om in de analyse drie verschillende vormen toe te lichten. Daarna kan er gekozen worden uit de vormen of een combinatie daarvan gemaakt worden. De vormen welke behandeld worden zijn de kubus, de halve bol en de piramide. Kubusvorm Sneeuw zal net als water op het dak blijven liggen. Maar in tegenstelling tot regenwater, wat wegstroomt, zal sneeuw langer blijven liggen omdat het niet weg zal stromen. Pas zodra de warmte van binnen of van de zon de sneeuw opwarmt en doet smelten, zal het in watervorm naar de hemelwater afgevoerd worden.

1. De belasting is afhankelijk van de locatie, gezien de gemiddelde dikte van het pak sneeuw wat er valt op de betreffende locatie; 2. Afhankelijk van de dakhelling c.q. vorm. Sneeuw is ook een belasting welke meetelt als het op het oppervlak blijft liggen. Net als bij water moet het ook afgevoerd worden. Dit gaat gepaard met het schuiven van de massa over het oppervlak wat schade aan kan richten aan de constructie en het materiaal.

Halve bolvorm De halve bolvorm heeft veel minder last van de sneeuw die zal blijven liggen. Bovenop zal de sneeuw wel blijven liggen, maar zodra de helling steil genoeg is zal de sneeuw vanzelf naar beneden gaan schuiven. Ook hier is belangrijk dat er geen horizontale onderbrekingen zitten welke de sneeuw dan weer opvangen. Dit zal dan hetzelfde effect geven als een skipiste, waar hekken de schuivende sneeuw opvangen. Piramidevorm Op de piramidevorm zal de sneeuw ook gaan schuiven, mits de helling schuin genoeg is. Door de druk van de sneeuw vanaf bovenaf zal de sneeuw daar onder ook aan schuiven en zo zijn weg naar beneden vinden. Ook hier zijn horizontale onderbrekingen niet gewenst. De top van de piramide, zal net als de bol wel bedekt met sneeuw blijven. Mits de zon of de binnentemperatuur het niet laat smelten, zal dit niet gaan schuiven.

Op de afbeelding hiernaast is goed het verschil te zien tussen het gewicht van sneeuw gewicht wat er gevallen is en het gewicht van wat er na verloop van tijd overheen gevallen of geschoven is.

Hiernaast een afbeelding van een piramidetop, waarin te zien is dat de top van de piramide het meest behouden blijft. De top van de piramide heeft namelijk het minst last van de wind, omdat deze puntig en slank is, en zo door de wind ‘snijdt’ Omdat er op de top geen druk van bovenliggende sneeuw naar beneden is zal het op de top nooit beginnen met schuiven. Daardoor blijft de top van de piramide bedekt.

Appartementencomplex De Walvis

3.0 VORMSTUDIE Zonbelasting Zonbelasting is een belasting waar niet naar constructieve facetten gekeken hoeft te worden. De belasting van de zon waar wel naar gekeken kan worden is wat het doet met de materialen en de schaduw. Daarnaast kan het zonlichtoppervlak ook van groot belang zijn voor het gebouw. Materialen kunnen flink te lijden hebben als ze lang blootstaan aan zonlicht, en in het bijzonder de UV straling. Deze straling kan er voor zorgen dat materialen broos gaan worden, net als kleren na veel dragen en wassen steeds doffer worden. Daarnaast kunnen materialen ook gaan verweren of vergaan als deze lang blootgesteld zijn aan weer en wind. Schaduw is een factor welke het hele jaar verschilt van elkaar. Verschillende vormen geven een verschillende schaduw, daarom hieronder een afbeelding van verschillende vormen naast elkaar met allen een schaduwwerking.

De verschillende vormen hebben allen een ander zonlichtoppervlak. Dit is van de vorm afhankelijk. Op de afbeelding hieronder is al duidelijk te zien dat sommige vormen door hun eigen vorm een groot gedeelte van de vorm in de eigen schaduw plaatsen. Hieronder een overzicht per vorm. Kubusvorm: deze vorm heeft altijd twee volledige vlakken in zijn eigen schaduw omdat de zon niet van alle kanten kan komen. Op de afbeelding hieronder is dat duidelijk zichtbaar. Bolvorm: de halve bol is een zeer goede vorm qua zonlicht omdat deze geen hoeken heeft welke schaduw creĂŤren op het vlak ernaast. Ook hier is het zo dat de zon niet van alle kanten kan komen en er dus altijd een schaduwkant is. Deze is kleiner dan de kubusvorm. Piramidevorm: bij een piramide is het grote voordeel dat er geen bovenvlak is wat voor schaduw zorgt. Het is echter wel zo dat net als bij de kubusvorm, er altijd twee zijden van de piramide in de schaduw liggen.

Appartementencomplex De Walvis

3.0 VORMSTUDIE 3.4 Geveloppervlak Minimaliseer het oppervlak waardoor ongewenste transmissies worden voorkomen.

Grimshaw â&#x20AC;&#x201C; Eden Project (UK)

Oppervlakte / volume verhouding en verschil in warmtevraag (volume blijft gelijk).

Appartementencomplex De Walvis

4.0 DRIJFLICHAAM

4.0 DRIJFLICHAAM 4.1 Drijflichamen In fase 1 van de projectopdracht is er reeds onderzoek gedaan naar de diverse drijflichamen voor de “Drijvende appartementencomplex”. Hieruit kwamen onder andere de drijvers van Delta Sync en Dura Vermeer/Unidek naar voren. Echter dient er in deze fase van het project (fase 2) een uiteindelijke keuze te worden gemaakt voor de drijvende fundering. 4.2 Flexbase Drijflichaam (Dura Vermeer/Unidek) Dura Vermeer heeft in samenwerking met Unidek een universeel drijflichaam ontwikkeld om bouwwerken op te realiseren. De ‘Flexbase’ is opgebouwd uit EPS (geëxpandeerd polystyreen) met beton. Deze bouwtechniek is toegepast bij demo modellen voor een drijvende kas Bloemenveiling FloraHolland in Naaldwijk. Na verdere ontwikkeling blijkt dit systeem mede toegankelijk voor woningbouw, utiliteitsbouw en tevens voor infrastructuur en mobiliteit. Het drijvende fundament is reeds op diverse projecten toegepast. Bouwvolgorde (zie onderstaande figuren) Neerleggen van de prefab EPS-drijflichamen direct op het water. Deze worden aan de hand van haaklassen aan elkaar gekoppeld in metselverband en onderling verlijmd. Elke gewenste vorm kan worden aangenomen met deze bouwmethode. Hierna worden de EPS blokken op de drijflichamen geplaatst. De blokken zijn qua dimensionering afhankelijk van de diepgang van de gehele drijver. Hoe groter de massa, dus druk, uiteindelijk op de drijver wordt uitgeoefend, hoe hoger de EPS blokken hoe meer drijfvermogen (aan de hand van de wet van Archimedes). Tussen de Blokken wordt ruimte geacht voor de betonbalken. De betonbalken worden gestort. De naden tussen de EPS blokken worden gevuld met beton. Dit om stijfheid te creëren in het gehele drijflichaam en voor de hechting voor de uiteindelijke werkvloer. Na het storten van de balken worden rondom prefab betonnen randelementen geplaatst. Deze vormen een uiteindelijke bescherming van de drijver maar tevens voor bekisting voor de werkvloer. Storten van de werkvloer.

EPS blokken EPS drijflichamen direct neerleggen op het water

Bronnen www.flexbase.eu www.duravermeerbusinessdevelopment.nl www.waterwonen.nu www.ecoboot.nl

Prefab EPS-drijflichamen koppelen d.m.v. haaklassen.

Haaklas

Plaatsen van de EPS blokken. Dimensionering afhankelijk van de massa van de bebouwing en de wet van Archimedes.

EPS werkvloer.

Storten van de betonbalken tussen de EPS blokken.

Appartementencomplex De Walvis

Plaatsen van de prefab betonnen randelementen.

Storten van betonnen werkvloer.

4.0 DRIJFLICHAAM EPS blokken

4.3 Drijvende Bouwsteen (Delta Sync) De drijfelementen bestaan uit een combinatie tussen een betonnen ruggengraat en EPS blokken. De betonnen I-liggers worden uit HPC (Hoogwaardig vezelversterkt beton) vervaardigd en de EPS blokken functioneren tijdens het storten als verloren bekisting. Bij het storten van dit beton is geen wapening nodig, waardoor er wordt bespaard op arbeid. In de betonconstructie worden sparingen aangebracht voor de voorgespannen kabels. De EPS blokken hebben een afmeting van 1,5 bij 1,5 meter en zijn 1 meter dik. De betonconstructie en de EPS blokken worden geprefabriceerd. Ter plaatse van het project worden de tussenwanden en dekvloer gestort. De uitsparingen in de betonconstructie worden zo gemaakt dat de voorgespannen kabels elkaar onderling kruisen.

Dekvloer Hoogwaardige slanke (vezelversterkte) betonconstructie

Door de basisgeometrie van de blokken kunnen er eenvoudig en op grote schaal elementen worden geprefabriceerd. Hier is men wel gebonden aan een maximale maat: De drijfelementen zullen een maximale afmeting van 3 meter breed en 12 meter lang bedragen zodat deze over land vervoerd kunnen worden.

Tussenwanden

De elementen worden op de bouwlocatie onderling verbonden door middel van voorgespannen kabels die tijdens het plaatsen van de drijfelementen worden gekoppeld. De drijvers hebben een holle en bolle kant die door de voorspankabels het middelpunt opzoeken waardoor de EPS blokken in elkaar schuiven en één geheel kunnen vormen. Omhullingbuis t.b.v. voorspankabels Spandraad

Het nadeel van dit systeem is de uiteindelijke toepassing. De drijfconstructie ligt momenteel in een ontwerpstadium, dit houdt in dat het nog nooit is toegepast in de realiteit.

Door de contravorm “zoeken” de elementen elkaar op

Bronnen www.bouwrijp.nl www.Deltasync.nl College Drijvende Funderingen, Maarten Kuijper, 1 oktober 2008

Doorsnede van de drijver

Appartementencomplex De Walvis

4.0 DRIJFLICHAAM 4.4 Keuze Drijflichaam

Drijvende Fundering (Delta Sync)

Flexbase bouwmethode (Dura Vermeer/Unidek)

Er dient voor dit project een keuze te worden gemaakt uit een tweetal verschillende drijfelementen welke worden omschreven in fase 1 (ontwerpen van een “drijvende stad”): Drijvende Fundering van Delta Sync Flexbase bouwmethode van Dura Vermeer/Unidek

Voordelen

Nadelen

Voordelen

Nadelen

Bouwmethode

Geprefabriceerd geleverd waardoor snelle productie mogelijk is. Eenmaal op de bouwlocatie alleen koppelen en werkvloer storten.

Voor koppelen van de elementen moet men het water in. Hulp van hijsmaterieel.

Direct op het water bouwen dus niet afhankelijk van het vervoer op de weg of het water. Reeds toegepast in diverse projecten.

Arbeidsintensief omdat alle losse componenten op locatie moeten worden gekoppeld.

Afmeting/ vorm

Standaard afmetingen hierdoor gemakkelijk te rekenen op stramienmaat.

Gebonden aan vaste vorm.

De afmetingen voor het lichaam zijn onbeperkt. Alleen wordt dit beperkt door het beton. Tevens zijn alle vormen mogelijk tot realisatie.

Alleen gemaximaliseerd door de beheersbaarheid van het werken van het beton.

Drijfvermogen / diepgang

Zinkt niet,

Gebonden aan maximale hoogte i.v.m. de dimensie van de I-ligger

Zinkt niet.

Duurzaam

Normaliter is EPS een monomateriaal (herbruikbaar) alleen in combinatie met beton gaat dit verloren

Mogelijkheid tot realisatie

Nooit toegepast omdat het systeem nog in een ontwerpstadium verkeerd.

Is reeds bij meerdere projecten toegepast

Installaties

Kabels en leidingen kunnen worden weggewerkt in de drijver

Kosten

Kosten van het geheel zijn erg duur. Dit voornamelijk door het HPC beton in combinatie met het EPS

Ten opzichte van het systeem van Delta Sync relatief goedkoper.

Transport

Door de diepgang van de drijver is deze niet meer transporteerbaar.

Transport altijd mogelijk door het gewicht en afmetingen van het EPS.

Om tot een definitieve beslissing te komen moeten er punten worden overwogen, deze worden in de hiernaast getoonde tabel omschreven. Aangezien men in deze fase van het proces niet naar de kosten hoeft te kijken, maar waar echter wel rekening mee moet worden gehouden, telt deze niet zwaar mee in de beoordeling voor de definitieve keuze. Echter tellen de punten zoals de “afmeting/vorm” en de “mogelijkheid tot realisatie” zwaarder mee aan de doorslag van de drijver. Qua beoordeling op deze punten komt de drijver van Dura Vermeer/Unidek verreweg beter uit de test. Het grootste voordeel van dit systeem is de uiteindelijke vrijheid tot maken van vormen, welke zwaar meewegen tot het realiseren van een ontwerp met een aerodynamische vorm. Tevens is de methode van de firma Unidek in samenwerking met Dura Vermeer al meerdere malen getest en reeds toegepast op projecten.

Appartementencomplex De Walvis

4.0 DRIJFLICHAAM 4.5 Golfbrekers Er is gekozen voor een drijvende golfbreker zoals rechts is geïllustreerd. De golfbrekers kunnen eenvoudig gemonteerd en gedemonteerd worden t.b.v. reparatie of vervanging. De golfbrekers liggen c.q. drijven op het water en kunnen met de waterpeilfluctuaties mee. De golfbreker bestaat uit een betonnen caisson en is gevuld met een EPS kern zoals te zien is op de afbeelding hiernaast. Het EPS zorgt voor het drijfvermogen en het beton dient als bescherming tegen de golven. Onderaan de golfbeker zit een betonnen profiel welke voor de stabiliteit zorgt. De golfbrekers zijn bevestigd aan een ketting omhult met een flexibele rubberen kabel die ervoor zorgen dat de breker op zijn plek blijft. De kabel houdt de golfbreker op zijn plek door een gat van 400 mm. Onderaan zit de kabel vast aan een stalen staaf die in de grond verankert zit door middel van een groutanker. De aansluiting onderaan wordt afgesloten door een rubberprofiel zodat de stalen ringen niet of nauwelijks gaan roesten. De ketting zelf is behandeld. Elk onderdeel van de golfbreker is verbonden aan een kabel zoals te zien is op de 3D afbeelding rechtsonder. De verschillende onderdelen van de golfbrekers worden aan elkaar gekoppeld waardoor het één lange golfbreker wordt. Deze koppeling wordt gemaakt door een rubberprofiel die ervoor zorgt dat de losse onderdelen apart van elkaar kunnen bewegen en daardoor meer kracht kunnen opnemen. Door de twee rubberen stukken in het midden van de koppeling kunnen de onderdelen niet tegen elkaar aankomen. De golfbrekers worden gesitueerd zoals onderstaand is geïllustreerd kant van de stad te liggen omdat de hardste wind van die kant zal komen. De rode peilen en de windroos geven de meest voorkomende windrichtingen met snelheden weer.

Appartementencomplex De Walvis

5.0 DUURZAAMHEID

5.0 DUURZAAMHEID 5.1 Duurzaam bouwen

Triple P met een extra 4e dimensie

“Het op een dusdanige manier bouwen dat hier aan de huidige behoefte wordt voldaan zonder dat de mogelijkheden voor ander volkeren en toekomstige generaties worden verminderd.”

Kortom: Niet alleen aandacht voor ‘hier en nu’, maar ook voor daar en dan’.

Cradle to Cradle gedachte

Trias ecologica als uitgangspunt

Appartementencomplex De Walvis

5.0 DUURZAAMHEID Energie en verbruik

5.2 Duurzame energie In dit hoofdstuk wordt een overzicht gegeven van energieverbruik van welke bron en hoeveel er gebruik wordt gemaakt van duurzame energie. Tevens wordt er gekeken naar de energiebehoefte van woningwoning en utiliteitsbouw. Zoals de linker afbeelding illustreert, is het gebruik van duurzame energie schrikbarend laag. Tot op heden en in de toekomstvoorspellingen zijn de zwaargewichten aardgas en olie nog steeds regerende. De rechter afbeelding illustreert het aantal onderverdeelde percentages waaruit de duurzame energie bestaat. De afbeelding rechtsonder geeft per branche c.q. tak weer hoeveel elektriciteit en brandstof zij verbruiken. Het onderwerp huishoudens is qua elektriciteitsverbruik bijna 1/3 van het geheel. De afbeelding linksonder laat zien waar dit verbruik aan besteed word. Bij de utiliteitsbouw 76% aan verlichting en bij de woningbouw 22%. Bij de woningbouw zal meer aandacht besteed moeten worden aan de verwarming en ventilatie en bij de utiliteitsbouw aan de verlichting. Met een goede (natuurlijk) daglichtsturing kan het percentage aanzienlijk gereduceerd worden. TLverlichting verbannen en LEDS introduceren. Transport is erg belangrijk en voor projectgroep â&#x20AC;&#x153;De Walvisâ&#x20AC;?is dit zeker een speerpunt. Door hier innovatief op in te spelen, kan de milieubelasting aanzienlijk worden verminderd.

Appartementencomplex De Walvis

5.0 DUURZAAMHEID 5.3 Windvormen Het is tevens het doel om energie op te wekken uit de windbelasting welke over/op het ontwerp stroomt. Deze windenergie moet op een dusdanige manier worden gestuurd om een optimaal rendement hieruit te halen. Dit rendement gaat hand in hand samen met de vorm van het gebouw. Studenten aan de Hogeschool Inholland in Alkmaar (onder de naam van de projectgroep: ‘WindInholland’) hebben contact gelegd met Prof. Dr. Van Bussem van TU Delft, welke gespecialiseerd is in Stedelijke Windenergie. In dit overleg hebben zij een vormstudie gedaan naar de ideale vorm voor een gebouw om energie uit wind te halen. Hieruit is gebleken als men de inkomende wind concentreert hieruit het meest rendement haalt. Dit vormde tot een trechtervorm (zie schetsen hiernaast). Door de kennis van dhr. Van Bussem werden ronde vormen geïntroduceerd voor een gebouwvorm. Uit berekeningen werd aangetoond dat de ronde trechtervorm tot 10% meer energie oplevert dan een recht ontwerp.

De trechtervorm bied het hoogste rendement

Ronde trechtervormen brengen 10% meer op, ten opzichte van rechte.

Appartementencomplex De Walvis

Bron: Afstudeerproject: WindInholland 2005, Website: www.werkenaanduurzameontwikkeling.wolters.nl

5.0 DUURZAAMHEID 5.4 Windbelasting op ontwerp

De wind wordt voor de bol al een paar meter eerder gebroken onder een hoek van 30 รก 40ยบ

Door de eerdere stijging van de wind, ontstaat in dit vlak een vorm van turbulentie

Door de vorm van de druppel wordt de wind als het ware op gebouw gezogen.

Lift is de winddruk welke wordt uitgeoefend op de windstroom. Deze veroorzaakt een zuigende werking op het gebouw.

Doordat de wind in 1 punt wordt samengedrukt ontleend de staart van het gebouw zich uitstekend voor het benutten van deze energievorm.

Uit voorgaande onderzoeken c.q. analyses is gebleken dat de druppelvorm het meest gunstigste is, en voldoet aan de gestelde eisen. e De verdere onderzoeken c.q. analyses worden op deze vorm gericht. Verdere uitwerkingen zijn te vinden in hoofdstuk 7.0 Concept & Visie.

3 4

2 1

5 30ยบ - 40ยบ Zijaanzicht

Refereren naar een tijdrithelm, ideale aerodynamica

Bovenaanzicht

Appartementencomplex De Walvis

5.0 DUURZAAMHEID 5.5 Concepten windenergie Om de wind optimaal te benutten worden diverse oplossingen gegeven om aan de aerodynamische vorm wind te ontrekken in de vorm van energie. Alle wind zal door de vorm van de tijdrithelm worden geconcentreerd in de staart van het concept, hier zullen voorzieningen worden getroffen om windenergie op te wekken.

Aan de â&#x20AC;&#x2DC;staartâ&#x20AC;&#x2122; van het gebouw worden windmolens geplaatst volgens het concept van Selsam (zie typologie) Door de luchtstroming van de rug van het concept worden aan de staart de grootste windkrachten ontstaan. Hierdoor worden de molens aangedreven.

Concept 1

Windturbines volgens het ontwerp van Selsam

Concept 2

Ingang van de luchthappers aan de zijkant van het concept.

Net als in de andere concepten wordt de wind gecentreerd

1 2

1 1

Door aan de zijkant een schuine bolling in het gebouw te plaatsen zal de wind er doorheen verplaatsen. Als er dan windturbines geplaatst zijn, zullen deze door de windsnelheid gaan werken en dus energie opwekken.

Appartementencomplex De Walvis

5.0 DUURZAAMHEID Concept 3

De wind concentreren doormiddel van een soort trechter. Er is gerefereerd naar een luchthapper van een auto.

1 1

Ingang van de luchthapper. Deze kan inof uitwendig op het ontwerp worden toegepast. Over de volledige breedte toegepast om een ideale trechtervorm te realiseren.

De ingekomen wind wordt door de trechter geleidelijk aan geconcentreerd .

Aan het einde van de trechtervorm zal uiteindelijk de windbelasting optimaal zijn. In dit vlak kan men voorzieningen treffen om energie op te wekken.

1 2

Concept 4

windmolens kunnen toegepast worden Deze Windwall-windmolens op het dak van de druppel. Door de luchtstroming over het gebouw zullen deze aangedreven worden. Deze molens zullen ook draaien bij variĂŤrende windrichtingen.

1 1

Appartementencomplex De Walvis

5.0 DUURZAAMHEID Concept 5 De ronde trechtervorm is reeds toegepast op gebouwen. In het ontwerp van Future Systems is dit toegepast (afb. links). Hieronder een stroom diagram van het . In het centrum waar de twee torens het dichtst naar elkaar toe rijken ontstaat de meeste winddruk en zal op dit punt het hardst stromen. Een uitgelegen plek om de energie op te wekken. Rechts: Trechtervorm toegepast op het ontwerp in bovenaanzicht.

1 1

In het centrum waar de twee halve bollen elkaar bijna snijden is de winddruk het hoogst.

Conclusie Uit de bovengenoemde stukken omtrent windenergie is de keuze gevallen op concept 3. Dit mede omdat de windenergie hier het meest wordt opgevangen en optimaal wordt gecentreerd. Echter wordt met ontwerp 5 het meeste rendement gehaald uit de wind maar heeft deze vorm een minder esthetisch voordeel. Voor het definitieve ontwerp is de vorm uit concept 3 nog aangepast naar een optimalere vorm. De luchtinlaat voor de windenergie wordt in zijn geheel om de staart van het concept gevouwen, welke optimaal de opvallende wind benut. Tevens dient de toekomstige windturbine een dubbele functie te bevatten. Deze dient tevens als rookafzuiging bij brand en kan mechanisch, overtollige warme â&#x20AC;&#x201C;en koude lucht doen afzuigen vanuit het atrium.

Luchthapper geheel om het concept heen gevouwen

Appartementencomplex De Walvis

5.0 DUURZAAMHEID 5.6 Energieprincipe stempels Verwarmen De warmtepomp (1) onttrekt warmte aan de aarde via een bodemwarmtewisselaar (2). Dit is een leidingsysteem waar water doorheen loopt. Het water dat door de leidingen loopt, wordt opgewarmd tot circa 12oC door de aardwarmte. Dit is niet genoeg om een woning te verwarmen. De warmtepompunit zorgt er daarom voor dat de temperatuur van dit water stijgt tot circa 35oC. Vervolgens wordt deze warmte afgestaan aan de woning door middel van de vloeren/of wandverwarming (laagtemperatuurverwarming) (3). Bereiden warm tapwater Naast het verwarmen van verschillende vertrekken in de woning, zorgt de warmtepompunit ook voor het bereiden van het warme tapwater. De warmtepomp laadt het voorraadvat (4) minimaal één keer per dag op tot zo’n 62oC om legionellagroei te voorkomen. Door toepassing van een douchewarmteterugwinunit (DWTW) (5) wordt extra energie bespaard bij de bereiding van warm tapwater. De DWTW gebruikt de warmte van het afgevoerde douchewater om het verse aanvoerwater op te warmen. Hiermee is het mogelijk zo’n 40% rendement te halen.Bij grotere systemen kan het voorraadvat ook via de zonnecollectoren (6) worden opgewarmd. Dit scheelt in het energieverbruik. Daarnaast dragen de collectoren bij aan het in stand houden van een energie ‘nul’ balans in de bodem. Zij stoppen de warmte terug in de bodem die de warmtepompunit eerder aan de bodem heeft onttrokken. Koelen Het meest unieke is dat de woning zonder hoge energiekosten kan koelen (= vrij koelen). De warmtepomp kan de temperatuur in de woning circa 4oC onder de buitentemperatuur brengen. Hiervoor wordt de bodemtemperatuur (12oC) gebruikt om de woning te koelen. De overtollige warmte uit de woning wordt zo ook via het afgiftesysteem en de bodemwarmtewisselaar terug in de bodem gevoerd, om zo mede de energie ‘nul’ balans in de bodem te benaderen. Ventileren Goede ventilatie is belangrijk om schimmels,huismijt en geurtjes te voorkomen. Daarom is in de woning een warmteterugwinunit (7) opgenomen. Met behulp van een toe- en afvoerventilator voert deze unit verse buitenlucht naar binnen en ‘vervuilde’ binnenlucht af naar buiten. Beide luchtstromen worden door een warmtewisselaar gevoerd. Hierin wordt zo’n 95% van de warmte van de afvoerlucht overgedragen aan de verse gefilterde buitenlucht die naar binnen wordt geblazen. Dit waarborgt een inblaastemperatuur die bijna hetzelfde is als de kamertemperatuur.

Appartementencomplex De Walvis

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN Stedenbouwkundig en bouwkundig niveau

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN Algemeen Dit hoofdstuk bevat twee hoofdlijnen namelijk, eisen op stedenbouwkundig- en bouwkundig niveau. Elk extreem, innovatief en duurzaam project begint namelijk stedenbouwkundig en pas daarna komt het bouwwerk. Volgens dit principe zijn de eisen opgesteld, van grof naar fijn. Stedenbouwkundig niveau 6.1 Drijvende appartementcomplex 6.1.1 Dimensioneringen 6.1.2 Ligging en zichtlijnen Bouwkundig niveau 6.2 Functionele eisen 6.2.1 Doelgroepen 6.2.2 Voorzieningen doelgroepen 6.2.3 Energiebehoefte 6.3 Bebouwing op hoofdlijnen 6.4 Ruimtelijke eisen 6.4.1 Dimensionering gebouw 6.4.2 Woonstempels 6.4.3 Atrium 6.5 Ruimtelijke en technische eisen 6.5.1 Algemeen 6.5.2 Brandveiligheid 6.5.3 Geluidsnormen 6.5.4 (integrale) toegankelijkheid 6.5.5 Daglicht

Appartementencomplex De Walvis

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN 6.1 Drijvende appartementcomplex 6.1.1 Dimensioneringen Oppervlakte

De totale oppervlakte van “De Walvis” bedraagt circa 20.000 m2.

Diepteligging

De diepte van het IJmeer bedraagt circa 3 meter. Uit onderzoeken die reeds zijn uitgevoerd blijkt dat een woning met 2 bouwlagen een gemiddelde diepgang heeft van 4 a 5 meter. Het appartementcomplex bestaat uit minimaal 12 a 14 bouwlagen. De diepteligging zal geheel buiten beschouwing worden gelaten omdat dit simpelweg niet realiseerbaar is.

Segmenten of één geheel?

Het drijflichaam dient conform het Dura Vermeer principe te worden uitgevoerd hetgeen houdt in dat dit een groot constructief lichaam wordt.

6.1.2 Ligging en zichtlijnen IJburg

IJburg gaat verder uitbreiden richting Almere. Hierdoor is er minder ruimte en zicht, terwijl deze woningen juist verkocht worden door het zicht. Voor de drijvende stad en IJburg moet hier op ingespeeld worden. Door de uitbreiding van IJburg dient er ruimte gereserveerd te worden.

Almere

Almere bouwt 25.000 woningen aan de rand van het IJmeer. Deze woningen worden verkocht door het feit dat zij zicht hebben over het water. Hier moet op ingespeeld worden.

Verbinding Amsterdam en Almere

Amsterdam en Almere zullen verbonden worden door een brug. De brug is een energiebron voor het appartementcomplex. De brug zorgt voor een zichtlijnblokkade voor de bewoners en bezoekers. Hier zal vanuit esthetisch oogpunt op ingespeeld moeten worden. Kortom: het moet mooi en leuk genoeg zijn om naar te kijken!

Fort Pampus

Fort Pampus begeeft zich in het hart van het IJmeer. Knelpunt of kans? Door het Fort op te nemen in het stedenbouwkundig plan wordt dit onderdeel van het appartementencomplex en kan dit leiden tot meer allure en toerisme.

OV-lijn

De toekomstige plannen van de OV-lijn lijn tussen Almere Pampus en IJburg zijn reeds opgenomen in de bestaande situatie, dit wil de projectgroep behouden. Indien het Rijk de OV-lijn lijn niet wil financieren, is het bedrijfsleven bereidt dit wél te doen.

Appartementencomplex De Walvis

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN Bouwkundig niveau 6.2 Functionele eisen

6.2.2 Voorzieningen voor doelgroepen

De volgende onderwerpen worden in dit hoofdstuk behandelt:

Voorbeelden van voorzieningen op hoofdlijnen die de doelgroepen wensen of eisen:

6.2.1 Doelgroepen; 6.2.2 Voorzieningen doelgroepen; 6.2.3 Energiebehoefte;

• Berging en/of stallingen • Afvalpunten • Supermarkt • Restaurant / café • Videotheek • Theater / bioscoop / evenementen • Watersport voorzieningen / haven • Ontmoetingsplekken • Speelplekken • Kinderopvang • Schoonheids- en kappersalon • Geloofsovertuiging / religie • Station (OV-lijn)

6.2.1 Doelgroepen 4%

350

11%

332

24%

Jonger dan 20 jaar 20 tot 40 jaar 40 tot 60 jaar 60 tot 80 jaar

300

80 jaar en ouder

250 35% 26%

200

150 116 100

13 0 Totaal

jonger dan 20 jaar

20 tot 40 jaar

40 tot 60 jaar

60 tot 80 jaar

80 jaar en ouder

Aantal inwoners Verschaling van Nederland, gegevens van het CBS

Appartementencomplex De Walvis

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN 6.2.3 Energiebehoefte Te leveren stroom Kilowattuur (kWh)

Kilowattuur (kWh)

3400 Stroomverbruik woning per dag

3500

3000

300.000

265.200

Stroomverbruik woningen per dag

250.000

2500 200.000

2000 150.000

1500 100.000

1000 50.000

500 0

78 Woningen

Woning

Te leveren water

L (Liters) 9.835,80

L (Liters) 140

126,1

Waterverbruik woning per dag

10.000,00

Waterverbruik woningen per dag

9.000,00 120

8.000,00 100

7.000,00 6.000,00

5.000,00 60

4.000,00 3.000,00

2.000,00 20

1.000,00 0,00

0 Woning

78 Woningen

Appartementencomplex De Walvis

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN Bouwkundig niveau 6.3. Bebouwing op hoofdlijnen Bouwhoogte

De maximale hoogte van de bebouwing is 11 bouwlagen.. De maximale hoogte gemeten vanaf straatniveau bedraagt circa 34 meter.

Ligging / oriëntatie

De gebouwen moeten een meerzijdige oriëntatie kennen. Oriëntatie van de glasvlakken op het zuiden met een maximale afwijking van 20º. Warme ruimte aan de zuidkant en koude ruimte aan de noordkant. (50 % van het glas op het zuiden, 20 % op het oosten, 20 % op het westen, 10 % van het glas op het noorden). Machines en apparaten die warmte afgeven plaatsen aan de noordgevel kant. Broeikaseffect in gebouwen dient voorkomen te worden door goede zonwering.

Materialen / vorm

De materialen moeten tegen druk- en trekkrachten en extreme weersinvloeden bestand zijn. De materialen worden zorgvuldig gekozen. Hierbij wordt er o.a. gekeken hoeveel energie het produceren en de verwerking kost. Of het materiaal makkelijk recyclebaar is. De gevelfaçades zijn afgestemd op passieve- en actieve zonne-energie. energie. Het appartementcomplex wordt in de bol- en druppelvorm vervaardigd, hierdoor worden ongewenste transmissies en geluiden voorkomen. Door de druppelvorm is het gebouw aerodynamisch. De bol- en druppelvorm wordt op de kettinglijn-principe principe ontworpen, hierdoor ontstaat er een slanker model en zijn er minder voorzieningen nodig voor de constructie. Dit geldt ook voor de aerodynamische vorm. Minder windbelasting dus minder belasting voor het gebouw.

Plint

De onderste laag van de bebouwing is steeds op te vatten als een plint die zowel een hogere hoogte als een bijzondere uitstraling geniet. De ingangen van de detailhandel moeten goed zichtbaar en op elkaar afgestemd zijn. De gebouwen in de plint dienen gebruik te maken van (natuurlijke) daglichtsturing en ventilatie. Tevens dient de plint als berging en fietsenstalling. Op deze manier blijft de hoofddraagconstructie intact en hoeven er geen kolommen geplaatst te worden. Kolommen zijn namelijk puntlasten!

Levensloop bestendig

Rekening houden in de woningplattegrond met de mogelijkheid voor gebruik door andere doelgroepen. Er dienen woningen gerealiseerd te worden die zowel voor jongeren als voor ouderen geschikt zijn (flexibel en demontabel).

Meervoudig Intensief Ruimtegebruik

Het drijvende appartementencomplex moet een ruimtelijke complex worden waarbij stapelen en integreren de oplossing is. Er worden meerdere functies aan één plek gegeven. Risicoplekken worden voorzien door toezichthoudende functies.

Toegankelijkheid

Zie hoofdstuk 6.6 ruimtelijke en technische eisen.

Atrium

In het concept zal een atrium meegenomen worden. Dit zorgt voor een optimale klimaatsbeheersing (zie hoofdstuk 7.0 Concept & Visie). Bewoners hebben tevens een soort van botanische tuin in hun complex. De tuin is een sociale plek voor de bewoners. Bij brand komen er giftige gassen vrij (rookontwikkeling). Over het algemeen is rookontwikkeling gevaarlijke dan brand. Het atrium is in staat deze gassen op te vangen en vervolgens af te voeren naar buiten. Hierdoor ontstaat er een veilige en rookvrije vluchtroute.

Duurzaam bouwen

Conform: trias ecologica, triple P, nationaal pakket duurzaam bouwen, duurzame stedenbouw (de zon in stedenbouw en architectuur en solar architecture), EPC, Cradle to Cradle ontwerpregels, passieve zonne-energie zonne en overige duurzame energie. Zie duurzaam bouwen in boekwerk.

Appartementencomplex De Walvis

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN 6.4 Ruimtelijke eisen Vrije hoogte

Het gebouw dient een plafondhoogte te hebben van minimaal 2,60 meter en een minimale toegangsbreedte breedte van 0,85 m. Wanneer het gebouw ook voor invalide mensen beschikbaar is zal dit 1,5 meter worden.

Verblijfsgebied

Voor een verblijfsgebied is er een minimale eis namelijk dat de ruimte minimaal 4 * 3 m is. Tevens moet 35 % van de bruto vloeroppervlakte verblijfsgebied zijn. Voor de woonfunctie geldt ook dat minimaal 24 vierkante meter verblijfsgebied moet zijn. Tevens mag een verblijfsgebied niet toegankelijk zijn via toiletruimte, badruimte of technische ruimte.

Voor de wc geldt een minimale oppervlakte van 2,30 m en een minimale plafondhoogte van 2,60 meter. Tevens moet er voor elke 125 vierkante meter een wc ruimte beschikbaar zijn. De toegang van een verblijfsruimte tot een toiletruimte mag nooit meer dan 25 meter bedragen. Tevens Tev dient een toiletruimte afsluitbaar te zijn

Badkamer

Voor de badkamer geldt een minimale afmeting van 2,20 * 2,20 m en een minimale plafondhoogte van 2,60 meter. Een badkamer is alleen toegankelijk vanaf een niet gemeenschappelijke ruimte en dient afsluitbaar te zijn.

Meterkast

Voor de meterkast is er een eis via NEN-norm 2768 waarbij een afmeting wordt gesteld van 0,30 * 0,80 m. Tevens mag de meterkast een afstand gemeten vanaf de hoofdentree van maximaal 3 meter.

1 2

Bron: Bouwbesluit

5 4 2

2 1

Appartement 1

Begane grond

Appartementencomplex De Walvis

Appartement 1

1ste verdieping

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN 6.5.2 Brandveiligheid

6.5 Ruimtelijke en technische eisen Voor de ruimtelijke en technische eisen is het bouwbesluit en de brandweer van Almere geraadpleegd. De eisen zijn in de 5 speerpunten ondergebracht, namelijk:

Appartementencomplex (eisen 45 - 50m)

• 6.5.1 Algemeen;

Hoofddraagconstructie 1

Minimaal 90 – 120 minuten (90 minuten indien voldoet aan (500 MJ-norm)

• 6.5.2 Brandveiligheid;

WBDBO

Minimaal 120 minuten ( 2x 60 minuten) brandwerend

• 6.5.3 Geluidsnormen

Rookvrije vluchtroute (galerij)

Minimaal 90 minuten brandwerend, met sprinklers Afzuiging trappenhuis t.b.v. afvoer rookontwikkeling

Minimaal b = 1,50 (gemeenschappelijk), h = 2,30m (groter i.v.m. rolstoelen, etc.)

• 6.5.4 (integrale) toegankelijkheid; • 6.5.5 Daglicht.

Afmeting vluchtroute (galerij)

De bovengenoemde onderwerpen zijn adequaat genoeg om tot een ontwerp te komen met bijhorende detaillering. Verder eisen zullen verwerkt worden in de technische onderbouwingen. 6.5.1 Algemeen De hoofddraagconstructie dient minimaal middels vuistregels berekent te worden. Hierbij moet er niet alleen gekeken worden naar permanente en veranderlijke belastingen, maar ook dienen de brandveiligheids- en geluidseisen meegenomen te worden in de berekeningen.

Gemeenschappelijke brandweerlift

Minimaal 120 minuten brandwerend (rekening houden met brandweerlieden, brancard, rolstoel, etc.)

Maximale afstand van woning naar lift en trap

Van woning naar trappenhuis met lift maximaal 45m Van woning naar brandweerlift maximaal 90m

Gemeenschappelijke droge blusleiding

Op elke verdieping dient er een aansluiting te zijn voor de blusslangen van de brandweer. De brandweer pompt zelf water door de blusleiding. Echter drijft het gebouw op het water en is een pomp aanbrengen vrij eenvoudig.

Vuistregel

De mens houdt gemiddeld 30 seconden zijn adem in en is in staat om 1 m/s af te leggen. 30 seconden * 1m = 30m. Na 30 meter moet de mens weer adem kunnen halen in een rookvrije omgeving. In het ontwerp dient dit meegenomen te worden.

De minimale Rc-waarde dient 2,5 k/w te zijn. Echter is een hogere Rc-waarde gewenst in verband met de EPC-norm. Hierdoor zal het gebouw energiezuiniger worden. Voor alle kozijnen, deuren en ramen geld een warmtedoorgangscoëfficiënt ten hoogste van 4,2 w/m2.K.

Bronnen: Brandweer Almere Contactpersoon: Dhr. H. Bauer Bouwbesluit

60 minuten 60 minuten

3&4

60 minuten

Appartementencomplex De Walvis

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN 6.5.3 Geluidsnormen

Beste manier om geluid aan te pakken is bij de bron. Echter is dat niet altijd mogelijk en zal men voorzieningen moeten treffen om een aangenaam en gezond verblijf te creëren. In het ontwerp zal de projectgroep rekening moeten houden met de volgende geluidsoverdrachten:

Vormen van geluidoverdracht tussen twee boven of naast elkaar gelegen ruimten

• Geluidsoverdracht door aerodynamische buitenschil (meest hinderlijk is vliegverkeer); • Geluidsoverdracht tussen een binnen- en een buitenruimte (3 ); • Geluidsoverdracht tussen twee ruimten of woningen (2 ); • Geluidsoverdracht tussen een binnen ruimte of woning (1 ). Appartementencomplex Buitenschil

Maximale geluidsbelasting in woning 35 dB(A)

Binnen- en buitenruimte (atrium)

Maximale geluidsbelasting in woning 35 dB(A) Minimale karakteristieke geluidwering 20 dB(A)

Woningscheidende wanden en vloeren

Luchtgeluid = 0 dB(A) Contactgeluid = +5 dB(A)

Binnenwanden

Lucht- en contactgeluid = -20 dB(A)

Geluid installaties

Maximaal 30 dB(A)

Nagalm

De woningen en atrium dienen te voldoen aan de maximale nagalmtijd van het bouwbesluit

Appartementencomplex De Walvis

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN 6.5.4 (integrale) toegankelijkheid

6.5.5 Daglicht

In het ontwerp dient rekening gehouden te worden met invaliden en de toegankelijkheid daarvan. Daarbij moet er gekeken worden naar gebruik, toegankelijkheid en vluchtroute. De woningen voor invaliden zijn ondergebracht in het hoofdstuk ruimtelijke eisen.

Zoals rechts is afgebeeld wordt er circa 22 % van het totale energieverbruik van een woning gebruikt voor verlichting. Door de woningen te voorzien van goede natuurlijke daglichtsturing kan hier aanzienlijk op bespaard worden. Tevens wordt het gebruik van LED-verlichting gestimuleerd.

Appartementencomplex Muuropeningen

De deurbreedte dient minimaal 0,85m breed te zijn maar voor een rolstoel is een ruimte van 1,05m gewenst. Tevens praktisch voor verhuizingen.

Galerij (ontsluiting en vluchtroute)

De gemeenschappelijke galerij dient tenminste 1,50m breed te zijn. Hierdoor is een rolstoelganger in staat om te draaien. Tevens wordt niemand belemmerd door de rolstoel want men kan de rolstoelganger passeren. De breedte is tevens praktisch voor verhuizingen.

(brandweer)liften

- De minimale kooiafmeting dient minimaal 1,05 * 2,05m te zijn - Loop/rolafstand bedraagt maximaal 90m - Opstelplaats voor lift dient minimaal 1,05 * 2,05m - Rekening houden met machinekamers en inspectieputten

Trappenhuis

- Minimaal 1,20m breed - Minimale hoogte boven trap bedraagt 2,30m - Maximale hoogte van de trap bedraagt 4m (bordes) - Bordesafmeting bedraagt 1,5m * 1,5m

1,5m

1,50m

Atrium Het atrium zorgt niet alleen voor een aangenaam binnenklimaat maar heeft ook een positieve werking op de daglichttoetreding. In het ontwerp zal er rekening gehouden moeten worden met lichtgradaties. Boven is er genoeg daglicht terwijl er beneden meer schaduwwerking is en er minder licht binnenkomt. Door reflectie en glasoppervlaktes kan hier op ingespeeld worden. Woonstempels De woonstempels hebben een grote vide t.b.v. daglicht. Hierdoor dringt het daglicht tot diep in de woning. Door een open plattegrond te creĂŤren heeft het daglicht geen blokkades. Aan de kant van het atrium dient ook een open ruimte gecreĂŤerd te worden waardoor ook hier het daglicht diep binnendringt. Door zonwering met reflectors toe te passen zal het daglicht nog dieper binnendringen.

Zomersituatie

De plafonds en vloeren dienen reflecterend te zijn. Echter moet men oppassen voor verblinding door lichtweerkaatsing. Door de reflecterende delen wordt het daglicht optimaal benut. Wintersituatie

Appartementencomplex De Walvis

6.0 PROGRAMMA VAN EISEN 6.5.6 Energie Verwarmen en koelen

De vloeren, wanden en plafonds in de appartementen dienen met waterleidingen uitgevoerd te worden. In de zomer loopt er koud water door de leidingen t.b.v. verkoeling. In de winter loopt er warm water door de leidingen t.b.v. verwarming. Dit principe heet LTV (Lage Temperatuur Verwarming) en koeling. Deze leidingen zijn verbonden met een warmtewarmte en koudepomp. Koud water kan natuurlijk gepompt worden uit het IJmeer. Door de koepel en gevels uit te voeren met profielen gevuld met water, kan men koelen in de zomer en verwarmen in de winter ter t voorkoming van koudeval. Tevens vergroot het water de brandveiligheid van de profielen. Doordat de vloeren, wanden en plafonds zijn voorzien van leidingwerk met water, is de brandveilig aanzienlijk groter. Dit geldt gel echter alleen als de constructieonderdelen massief en warmte- en koude accumulerend zijn. Door de waterleidingen is de warmtestraling door de woningscheidende wanden, vloeren en plafonds aanzienlijk lager en kan men de brandeis omlaag brengen.

Ventilatie

Ventilatie is ook erg belangrijk in een appartement t.b.v. een gezond en behaaglijk leefklimaat. In de zomer wil men koele lucht lu in het vertrek krijgen terwijl in de winter juist voorverwarmde lucht. Er wordt dan ook onderscheidt gemaakt in warme en koude kanalen. De koude kanalen lopen door het IJmeer en zuigen lucht aan vlak boven het IJmeer. Op deze manier krijgt men koele lucht zonder dat het al te veel energie verbruikt c.q. kost. De warme kanalen zuigen lucht af vanuit het atrium. Hierdoor krijgt kri men voorverwarmde lucht in het vertrek. Wellicht is er geen mechanische ventilatie nodig maar de weersomstandigheden zullen in de toekomst veranderen waardoor de mechanische ventilatie op belastingspieken gebruikt zal worden. In dit ontwerp moet er zoveel mogelijk gebruik gemaakt worden van natuurlijke ventilatie. Het atrium is hiervoor een uitstekend uitsteke middel. In de winter is het gebouw een soort broeikas en ontstaat er een warm en behaaglijk binnenklimaat. Door de lucht van het atrium krijgen de woningen warme en verse lucht binnen. In de zomer staan de dakluiken / kalot open en ontstaat er een schoorsteeneffect. De lucht in het atrium is nu koel en bovendien kan men gebruik maken van de natuurlijke trek.

Warm tapwater

Het verkrijgen van warm water geschiedt in dit ontwerp op twee manieren. Het water wordt getapt middels een pomp uit de warmtebron en indien nodig opgestookt, en/of het verwarmen geschiedt middels zonnecollectoren. Hierdoor blijft de energiebalans energiebala in de bodem op 0, wat men verbruikt moet men ook weer terugpompen. Deze zonnecollectoren kunnen geïntegreerd worden in de profielen van de koepel en gevels. Tevens levert de energiebrug warm water en elektriciteit. De wegen en paden op het drijflichaam worden uitgevoerd in asfalt met geluste waterleidingen. Hierdoor zijn de wegen en paden één grote zonnecollector! zonnecollector

Koude- en warmteopslag

In dit ontwerp wordt er gebruik gemaakt van warmte- en koudeopslag. Warm en koud water wordt opgepompt en indien nodig tot een hogere temperatuur gebracht. Deze bronnen bevinden zich circa 100 à 120 meter in de grond. De bronnen moeten echter een wel een bepaalde afstand van elkaar hebben anders beïnvloeden de bronnen elkaar.

WarmteTerugWinning (WTW)

De waterleidingen, ventilatiekanalen en koude- en warmteopslag zijn voorzien van warmte-terugwinning-systemen warmte (WTW-units). Hierdoor wordt er geen energie weggegooid. Het warme water wat bijvoorbeeld afkomstig van een douche wordt geleidt door een douchewarmteterugwinunit (DWTW).

Passieve- en actieve energie

In het ontwerp is bijvoorbeeld de bolvorm geïntegreerd vanwege de ongewenste transmissies. De bolvorm en staart zijn uitgevoerd met PV-cellen cellen die voor zonwering en elektriciteit zorgen. Het atrium met botanische tuin zorgt ook voor een aangenaam en energiezuinig binnenklimaat. Het ontwerp is uitgevoerd in de druppelvorm. Wind wat over de koepel scheert en naar de staart wordt gevoerd, dient een energieopwekker (windturbine) geplaatst te worden.

Waterzuiveringsinstallatie

Op het drijflichaam dient een waterzuiveringsinstallatie te komen die het IJmeer water tot drinkwater kan maken. Tevens dienen de menselijke uitwerpselen gescheiden te worden. Hierdoor verbruiken de waterzuiveringsinstallatie wel 50 % minder energie en kan ka men zelfs energie ontlenen van de menselijke uitwerpselen (compost, methaan en elektriciteit). Het gebouw moet zuidelijk georiënteerd zijn t.b.v. actieve zonne-energie (PV-cellen).

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE

7.0 CONCEPT & VISIE 7.1 Conceptschetsen In dit hoofdstuk zijn een aantal conceptvoorstellen gedaan. In hoofdstuk 7.2 worden de voor- en nadelen weergegeven. Op grond daarvan zal er een concept of mengeling gekozen worden.

Concept 1 Waarom zouden er mensen naar het ontwerp willen gaan? / Er moet iets aan de hand zijn! • Openbare plekken creëren - Theater/bioscoop/evenementen (1 1) • Werken - Werkgelegenheid voor bewoners

Bepalend voor de indeling binnenin de aerodynamische vorm is het beginstadium van de bolvorm. Hoe eerder deze begint, des te minder ruimte men heeft om een concept hierin te realiseren. Hierin moeten er concessies gedaan worden ten opzicht van de aerodynamica. Een gehele bol heeft echter wel het voordeel qua belasting afdracht. Er ontstaan door de bolvorm ‘drukkrachten’ welke eenvoudiger kunnen worden afgedragen.

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Concept 2 Hieronder een plattegrond en aanzicht van ĂŠĂŠn van de concepten. Het idee hierachter is om de zon een belangrijke rol te laten spelen en zo de zuidkant van het ontwerp open te laten zodat hier optimaal gebruik gemaakt kan worden van de zon en uitzicht.

Op het 3D beeld hieronder is goed te zien dat de botanische tuin zich in het midden van de druppel bevindt. De woningen (met rood aangegeven) zijn vier blokken welke met de vorm van de koepel, welke over het geheel loopt, meeloopt. Daarnaast is met paars aangegeven waar de voorzieningen zich bevinden. Deze zijn aanzienlijk lager dan de woningblokken om zo het uitzicht naar twee kanten te kunnen behouden. Bovendien zal de ingang van de voorzieningen aangrenzen aan de botanische tuin.

Achterin de staart is ruimte voor groenvoorziening en energie opwekking. In de staart zijn namelijk geen woningen of voorzieningen gepland en deze ruimte kan dus volledig worden gebruikt voor andere functies. Bovendien hoeft hier dus geen daglichteis gehaald te worden en kunnen er op de staart zonnepanelen geplaatst worden. De groenvoorziening zou als verlenging van de botanische tuin kunnen fungeren door deze ook tussen de woningblokken door te laten lopen.

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Concept 4

Concept 3

1 2 2

Kenmerkend van dit concept is de ligging en oriëntatie van het appartementencomplex naar de zon toe. Bij dit ontwerp is duidelijk gekozen voor een ‘hap’ uit het ontwerp, welke invloed heeft tot de zontoetreding binnen het concept en de zichtlijnen naar Fort Pampus. Hierdoor heeft ieder appartement een groot voordeel omdat zo hun woonkamer op het zuiden gericht is.

Bij dit concept is een gesloten bouwblok gerealiseerd. Dit heeft een nadelig gevolg tot de zontoetreding.Hiervoor is een heliostaat in het dak van het atrium toegepast (1 1.) Dit zijn spiegels die onder een hoek staan om het daglicht te bevorderen. Tevens is dit het eerste concept met de botanische tuin (2. 2. ) Dit is meegenomen in het definitieve concept en wordt uitgelegd in § 7.6.

1. Het appartementencomplex loopt vanaf de kopse kanten schuin op t.b.v. de zichtlijnen vanuit de appartementen. Echter is in dit stadium van het ontwerpen nog geen rekening gehouden met de vorm van het atrium.

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Voor –en nadelen concepten CONCEPT 1

CONCEPT 2

CONCEPT 3

CONCEPT 4

Voordelen

Publiekstrekker geïntegreerd in het concept in de vorm van een theater. Toepassing van een organische vorm.

Op het zuiden georiënteerd Uitzicht op het noorden en zuiden behouden

Optimale benutting van de zontoetreding op de verschillende woonlogen

Inbreng van de botanische tuin Optimaal ruimtegebruik Gebruik passieve en actieve zonneenergie door middel van heleostaat

Nadelen

Gesloten vorm waardoor geen optimaal gebruik kan worden gemaakt van daglicht. Geen voorzieningen getroffen voor winkels, restaurants, etc.

Vier losse woonblokken, hierdoor ontstaan donkere hoeken omdat de daglichttoetreding niet optimaal is

Oplopend appartementencomplex, moeilijk te realiseren i.v.m. koepelvorm

Gesloten bouwblok, wordt als benauwd en donker ervaren

Open bouwblok uit Concept 3

Organische vorm uit Concept 1

Botanische tuin uit Concept 4

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE 7.2 Definitief concept

Toevoeging van ontsluiting via buitenruimte

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Schetsdoorsnede

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Totaalbeeld Hieronder wat afbeeldingen van hoe â&#x20AC;&#x153;De Walvisâ&#x20AC;? eruit komt te zien, zo wel van binnen in de koepel als van buitenaf gezien.

Op deze afbeeldingen is het verschil te zien tussen de bebouwing zonder dat de koepel goed zichtbaar is (links), en hoe het totale complex er uiteindelijk van buitenaf uit komt te zien. Goed is zichtbaar dat er een driehoeksprofiel in de buitenschil word gebruikt (rechts).

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE

Hierboven is het staartgedeelte van het complex te zien. Dit is het gedeelte waar zowel bezoekers als bewoners mogen komen. Achterin is de OV ingang gesitueerd waar iedereen het complex betreedt. De BLOB, waarin een openbare gelegenheid wordt gesitueerd, ligt in het verlengde van de OV ingang en â&#x20AC;&#x2DC;opâ&#x20AC;&#x2122; de groene as. De staart is hiernaast uitgevoerd in een boogconstructie met een driehoeksstructuur. Dit is een voorlopige aanname welke in de VO-fase nader zal worden bekeken.

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE 7.3 Visie ‘De Walvis’ Definitie ‘De Walvis’: Een drijvende, semi zelfvoorzienend, aerodynamisch appartementencomplex in de vorm van een walvis. Het appartementcomplex genaamd ‘De Walvis’ ontleent zijn naam vanwege de vorm die op een walvis lijkt. De vorm is gebaseerd op oeroude vormen, technieken en aerodynamica. De stedenbouwkundige ligging komt voort uit fase 1 van Extreme Engineering en overheidsplannen. Het appartementencomplex ligt boven Fort Pampus en tussen IJburg en Almere Pampus gesitueerd. Het appartementencomplex kent een zuidelijke ligging en oriëntatie. Hierbij is er rekening gehouden met de windroos c.q. richtingen van het IJmeer. Op de grootste windrichtingen is de bolvorm met staart, welke refereert naar de tijdrithelm, gesitueerd. Tevens is er rekening gehouden met de zontoetreding binnen in de ‘tijdrithelm’. De zichtlijnen naar de uitbreidingswijken IJburg en Almere Pampus zijn behouden. Dit geldt ook voor Fort Pampus die op stedenbouwkundige en architectonische wijze is meegenomen in het ontwerp. Dit ontwerp slaat eigenlijke een (sociale) brug tussen Amsterdam en Almere. Hierdoor is het welbekende dubbelstadconcept ontstaan. De twee steden worden verbonden middels een ondergrondse OV-lijn.. Dit is een bestaand plan van het bedrijfsleven en het Rijk. Indien het Rijk de OV-lijn niet wil betalen dan zullen een aantal grote bedrijven de OV-lijn financieren. IJburg en Almere Pampus hebben reeds rekening gehouden met een drukke OV-lijn en diverse stations in hun uitbreidingsplannen. Door de speelse vorm van de tijdrithelm worden er onder dit glasoverkapte atrium abstracte en organische vormen gerealiseerd. Het appartementencomplex zal uitgevoerd worden als een soort kubus met organische ontsluitingen. De verticale houten gevelbekleding van het appartementencomplex zal accent leggen op de verticale lijnen. Door de combinatie van verschillende materialen ontstaat er een buitengewoon spectaculair gevelbeeld. In de staart zijn er diverse voorzieningen getroffen om publiek (toeristen, bewoners en bezoekers) te trekken. In de openbare staart is een futuristische organische vorm meegenomen welke dienst doet als bioscoop, theater en opvang voor evenementen. Door zijn vormen leent dit gebouw zich uitstekend voor dit soort functies in verband met de akoestiek. De koepel en staart kennen een fysieke scheiding in verband met privé, ongewenste gasten, geluid, brand- en rookontwikkeling. De symmetrische groene as zorgt voor een samenhang tussen beide functies c.q. compartimenten en leidt men als het ware naar de botanische tuin. Het appartementencomplex is voor iedereen (integraal) toegankelijk en er is dan ook goed gekeken naar de (hoofd)ontsluitingen. Het woongebouw wordt gerealiseerd in een aerodynamische vorm, zoals reeds eerder vermeld: de tijdrithelm. Deze vorm heeft multifunctionele functies en voordelen; De wind scheert, door de aerodynamische vorm, over het gebouw en wordt afgevloeid naar de staart. De wind wordt gecentreerd naar één punt waar een windturbine is gesitueerd, welke energie opwekt; De bolvorm heeft niet veel geveloppervlak waardoor er minder of geen ongewenste transmissies ontstaan (zie duurzaamheid in dit boekwerk); De koepel en staart hebben de ideale vorm als het gaat om afwenden van geluid (vliegverkeer). Het is als het ware een geluidswal; De koepel en staart zijn gebaseerd op de kettinglijn-methode.. Door de pure drukkrachten kunnen de constructies slanker worden gedimensioneerd; Door zijn vorm en opbouw dient de schil als een klimatologische buffer (positief broeikaseffect); De vormen zijn geïntegreerd met passieve- en actieve zonne-energie (PV-cellen,, botanische tuin, etc.).

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Fysieke scheiding tussen het woongedeelte en de openbare ruimte. Tevens dient deze scheiding als brand – en geluidscompartimering. Bij brand dient de scheiding als vluchtweg te functioneren (openslaande deuren). I.v.m. geluid dient de wand als wering voor het nabij gelegen theater/bioscoop.

7.4 Vlekkenplan concept

1 6

Publieke ingang tot de groene as van het concept. Bied toegang tot het openbare gedeelte van het gebouw.

Groene as, cruciale zichtlijn binnenin het concept

Appartementen, 11 verdiepingen hoog. In de plint worden bergingen gecreëerd.

Botanische tuin

Voorzieningen, winkels, etc. lagere bouw ±3 lagen.

Theater / bioscoop ondergebracht in een ronde organische vorm. Mede voor de akoestiek. De groene as zal door het gebouw worden doorgetrokken.

Groene as: publieke entree voor het theater / bioscoop.

Ontsluiting t.b.v. de appartementen in de vorm van bruggen

Toegang tot botanische tuin en appartementencomplex. Echter is de toegang alleen toegankelijk voor de bewoners van het complex. Tevens dient men rekening te houden met de hoogte en breedte van de toegang m.b.t. het laden en lossen.

Appartementencomplex De Walvis

Binnenin het transparante aerodynamische ontwerp zullen eenvoudige vormen worden geplaatst in de vorm van bebouwing.

7.0 CONCEPT & VISIE Doorsnede concept Fysieke scheiding tussen appartementencomplex en openbare ruimte

11 verdiepingen

4 3 5 2

Appartementen, 12 verdiepingen hoog

Botanische tuin

Voorzieningen, winkels, etc. lagere bouw Âą3 lagen.

Theater / bioscoop ondergebracht in een ronde organische vorm. Mede voor de akoestiek.

Publieke ingang

Drijflichaam vorm en dimensies nader te bepalen in de VO-fase.

Net als bij de Cloud Gate in Chicago (Zie afbeelding links) wordt de groene as doorgetrokken door de organische vorm.

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Zichtlijnen en zontoetreding

Zichtlijn richting de groene as, tevens naar Almere / Almere-Pampus

Zichtlijn richting Fort Pampus

Zontoetreding binnen het concept

Fysieke scheiding

Groene as

Legenda Fort Pampus Bestaande autowegen Knooppunt ‘toekomstige’ stations

Incl. parkeervoorziening ‘Toekomstige’ OV-lijn Toekomstig woongebied

3 Toekomstig woongebied

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Ontsluiting van de appartementen De ontsluitingen van de appartementen zullen geschieden door een loopbrug tegen de buitengevel van de overkapte constructie. Hierdoor ontstaat er ĂŠĂŠn geheel tussen het appartementencomplex en de buitenschil (zie afbeelding hiernaast). 1 De loopbruggen vormen de ontsluiting naar de appartementen. Deze ontsluiting wordt gerealiseerd aan de buitenzijde van het halve bouwblok, de binnenzijde wordt vlak afgewerkt met een duurzaam materiaal.

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE 7.5 Indeling omschrijving Locatie

Onderbouwing

Gang

De gang is gesitueerd in het midden van de woning. Door in de gevel raamopeningen toe te passen creĂŤert men op deze manier een lichtinval door de gehele woning.

Meterkast/ Standleidingen

De meterkast en standleidingen zijn naast de deur gesitueerd. Dit i.v.m. de Wet en regelgeving. De schachten lopen van de berging tot aan de bovenste verdieping.

De wc is gesitueerd in de gang. Dit zal naast de standleidingen geplaatst worden. Dit i.v.m. dat de aansluiting zo kort mogelijk is.

Keuken

De keuken is gesitueerd aan de noordkant van het gebouw omdat de keuken minder daglicht nodig heeft. Tevens is de noordkant een koude kant en door de keuken zal deze kant enigszins opwarmen.

Slaapkamer

Net zoals de keuken heeft de slaapkamer minder daglicht/warmte nodig dan een woonkamer. Hierdoor is de slaapkamer aan de noordkant van het gebouw geplaatst.

Woonkamer

De woonkamer is grotendeels gesitueerd aan de zuidkant van de woning. Hierdoor zal men het meeste daglicht en warmte binnenkrijgen. Door nog meer daglicht/warmte binnen te krijgen is er voor gekozen om een vide toe te passen (zie hoofdstuk 6.5.5). Het daglicht komt hierdoor verder de woning binnen en zal tevens voor een mooie situatie creĂŤren.

Spiltrap

Door de trap midden in de woning te situeren bespaart men ruimte verlies van een trapgat dat anders midden in de woning zal komen. Woningtype 1 verdieping 1

Woningtype 1 verdieping 2

Woningtype 1 verdieping 1

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE

Locatie

Onderbouwing

Gang

De gang zal net zoals op de eerste verdieping een open gevel hebben om het daglicht verder in de woning te laten doordringen. Tevens zal er bij de vide-kant een glazen balustrade gerealiseerd worden zodat het daglicht niet verhindert wordt.

Meterkast/ Standleidingen

De meterkast en standleidingen zijn naast de deur gesitueerd. Dit i.v.m. de Wet en regelgeving. De schachten lopen van de berging tot aan de bovenste verdieping.

Badkamer/wc

De badkamer/wc wordt gerealiseerd aan de noordkant van de woningen. Dit heeft als reden dat de badkamer minder daglicht nodig heeft en tevens voor warmte zorgt. In de badkamer zal een wc gerealiseerd worden zodat men boven en beneden een wc tot beschikking heeft.

Slaapkamers

Op de bovenste verdieping zijn er drie slaapkamers gerealiseerd. De eerste slaapkamer heeft daglichttoetreding aan de noordkant. De andere twee slaapkamers zijn midden in de woningen gesitueerd. Deze woningen zullen echter geen daglicht binnenkrijgen maar zullen doormiddel van weerkaatsing daglicht in de slaapkamer binnen krijgen. Dit betekent wel dat de twee slaapkamers die in het midden gesitueerd zijn een kozijn aan de gang krijgen.

Woonkamer

De woonkamer is vanaf de 2de verdieping te bezichtigen als men boven bij de vide staat. Echter zal het van de eerste verdieping niet mogelijk zijn om een grote doorkijk op de 2de verdieping te krijgen. Woningtype 1 verdieping 2

Woningtype 1 verdieping 2

Woningtype 1 verdieping 1

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE

1 Atrium

1 Keuken

Woonkamer Woonkamer

Zonlichttoetreding in appartement De gehele constructieve hoogte wordt te plaatse van de woonkamer voor een deel open gelaten. Hierdoor ontstaat in dit verblijfsgebied een vide welke de daglichttoetreding bevorderd. Tevens wordt de ontsluiting op de eerste verdieping transparant uitgevoerd waardoor men een ruimtelijk effect creĂŤert en de daglichttoetreding optimaal benut.

1. Transparante verkeersroute (eventueel met melkglas uitgevoerd om doorkijk te voorkomen) deze wordt ontsloten door een spiltrap in de woonkamer.

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE 3

Aanzicht van de entree van een appartement. Deze wordt ontsloten door de loopbruggen.

Gevelaanzicht De gevels van de appartementen dienen een zo duurzaam mogelijke uitstraling te krijgen. Daarom wordt gekozen voor een duurzaam en organisch materiaal: houten geveldelen (keuze zal nader worden bepaald in de VO-fase). Doordat het appartementencomplex in een halve cirkel wordt gerealiseerd en een indeling van rechte woningen worden aangenomen, ontstaan hierdoor breeklijnen in het aanzicht (1 (1). Dit wordt opgevangen doordat men een verticaal accent legt op het concept. De houten geveldelen worden in verticale richting gemonteerd (2 (2) waardoor de stompe hoeken in het aanzicht worden verwaarloosd en hierdoor het appartementengebouw als rond kan worden beschouwd.

Daglichttoetreding De gevel aan de noordzijde wordt ter plaatste van de gang voorzien van een verticale glasstrook (3 3) Omdat de gang de gehele woning ontsluit , wordt optimaal gebruik gemaakt van de zontoetreding. Het licht valt aan twee zijden de woning binnen.

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE 7.6 Energieconcepten Passieve- en actieve zonne-energie

Zomer stand

Winter stand

Appartementen

Botanische tuin / buffer / koeling in zomer Atrium dient ook als rook- en warmteafvoer (brand)

3 4 5

Bolvom met kattenrug t.b.v. ongewenste transmissies. De druppelvorm t.b.v. aerodynamica

Heliostaat t.b.v. daglicht, zonwering en ventilatie (hier conceptmatig toegepast maar wordt in definitief concept niet toegepast) Doek als zonwering en isolator

5 6 1

PV-cellen Klimatologische- en rookbuffer / PV-cellen / Leidingen t.b.v. warmwater/ Woningen / kantoren / Horeca- en detailhandel?

6 2 Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Zomer- en wintersituatie

Zomer stand

Winter stand

Zomerdagsituatie: zonwering dicht, luiken open en (mechanische) toevoer koele lucht inclusief verdampingskoeling (koeling door verdamping van water in vijvers (bij verdampingsproces wordt warmte aan de omgeving ontrokken).

Winterdagsituatie: zonwering open, luiken dicht (positief broeikaseffect)

Zomernachtsituatie: zonwering en luiken open, (mechanische) toevoer van koude lucht

Winternachtsituatie: zonwering en luiken gesloten (i.v.m. uitstraling)

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Concept windenergie

De keerkleppen (in welke vorm dan ook) zullen de koude, inkomende lucht geleiden naar de windturbine. Tevens dienen deze kleppen tegen een ‘negatief schoorsteeneffect’, hierin zal de warme lucht in de windturbine naar buiten willen ontsnappen.

Buiten

3 2 Binnen

Roosters, suskasten, dienen voor het afvoeren/afzuigen van de warme en koude lucht van de ondergelegen vetrekken. De inkomende wind zal enigszins geluidsoverlast geven. Hierdoor zullen de roosters, geluidswerend moeten worden uitgevoerd.

Appartementencomplex De Walvis

Koele lucht van buiten. De wind welke de windturbine zal aansturen

Koele en warme lucht welke uit onderliggende vertrekken kan worden ontrokken. Warme lucht zal in de zomer situatie worden onttrokken door de ‘suskasten open te zetten’

Warme lucht welke doormiddel van een ‘omgekeerd schoorsteen effect’ in de windturbine zich een weg naar buiten zal willen vinden, zal door de halve maantjes worden gehinderd.

De vorm van de windturbine is uitgevoerd in de vorm van een patatzak. Deze zak zal over de gehele breedte (zoals onderstaand schema aangeeft) over de gehele breedte over het concept worden gevouwen. Hierdoor ontstaat een ruimte tussen het gebouw een de puntzak. De tussenruimte zal plaats bieden voor de keerkleppen en de voorzieningen voor het opwekken van windenergie.

7.0 CONCEPT & VISIE Ventilatieconcept Het gebouw kent een zuidelijke oriĂŤntatie en ligging. De koepel is gebaseerd op een zeer oud principe van de iglo. Naar verhouding heeft de bolvorm zo min mogelijk geveloppervlak waardoor ongewenste transmissies voorkomen worden. Door de transparantheid van de koepel is deze in staat om veel warmte te bufferen (broeikaseffect). Echter kan dit een negatief effect hebben. In de winter is dit effect erg gunstig maar in de zomer is de kans op verhitting groot aanwezig. Zoals linksonder is geĂŻllustreerd, zal in de zomer de koepel openstaan met zonwering en in de winter zal de koepel gesloten worden. Voor meer informatie over dit principe met botanische tuin zie passieve- en actieve zonne-energie in dit hoofdstuk. Zomersituatie

Doorsnede A-A A

In de zomer gaan de luiken open en de zonweringen dicht. Warme lucht stijgt op en zal zijn uitweg vinden boven in de koepel. Om verhitting te voorkomen zijn er langs de randen en in het midden van de koepel convectorputten geplaatst. In de zomer laat men koele lucht door de kanalen voeren waardoor het geveloppervlak koel zal worden. Tevens zal de warme lucht sneller uit de koepel geventileerd worden, waardoor er een aangenaam binnenklimaat ontstaat. Door de luchtkanalen door het koude IJmeer te laten lopen zal de lucht erg koel zijn zonder dat daarbij dure energievoorzieningen voor nodig zijn. Wintersituatie (optioneel) In de winter gaan de luiken dicht en de zonweringen open. Warme lucht blijft nu binnen en er ontstaat een positief broeikaseffect. De luchtkanalen zijn nu gevuld met warm lucht en lopen niet door het IJmeer. Door de warme lucht wordt de koudeval c.q. straling gereduceerd.

Zomerdagsituatie:: zonwering dicht, luiken open en mechanische toevoer koele lucht uit convectorputten (koudegordijn). Dit voorkomt onbehaaglijke warmte.

Appartementencomplex De Walvis

Winterdagsituatie: zonwering open, luiken dicht (positief broeikaseffect) en mechanische toevoer warme lucht uit convectorputten (warmtegordijn). Dit voorkomt onbehaaglijke koudeval.

7.0 CONCEPT & VISIE Verwarming en koeling appartementencomplex

Wintersituatie

Zomersituatie

Het theoretische ideale verwarmingssysteem

Vloerverwarmingssysteem

Plafondverwarmingssysteem

Wandverwarmingssysteem

Ideale verwarming Rechts boven zijn de meest ideale verwarmingsystemen ge誰llustreerd. Nummer 1 laat de ideale en aangename temperatuurlijn zien. Opmerkend is dat de vloeren wandsystemen overeenkomen met de ideale temperatuurlijn. Plafondverwarming komt grotendeels overeen maar wijkt enigszins af. Omdat deze principes het meest in de buurt komen van de ideale temperatuurlijn dan gemiddeld andere verwarmingssystemen, is er gekozen voor Laag Temperatuur Verwarming en koeling. Winter- en zomersituatie In de winter wil men warmte in huis hebben en het liefst conform het bovengenoemde model. Daarom wordt er in de winter warm water door de leidingen gevoerd. De (beton)wanden accumuleren dit en geven een gelijkmatige warmteafdracht. De (beton)wanden warmen niet snel op maar eenmaal warm blijven de wanden lang warmte afstaan. Water

Bodem

Koude bron

Warmte bron

In de zomer wil men verkoeling in huis hebben. Daarom wordt er in de zomer koud water door de leidingen gevoerd. De (beton)wanden accumuleren dit en geven een gelijkmatige koelteafdracht. De (beton)wanden warmen overdag door de hitte op maar door de massa en koelbuizen duurt dit erg lang. Bovendien koelen de wanden in de avond weer af waardoor er altijd een behaaglijk klimaat is. Koude- en warmteopslag Warm en koud water wordt uit de bronnen gehaald. Deze worden ook weer aangevuld met water om de nul balans intact te houden. Warm water wordt via zonnecollectoren (energiebrug, weg = zonnecollector, profielen in koepel, etc.) verkregen. Koud water kan echter ook uit het IJmeer gepompt worden.

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE 7.7 Brandveiligheid & geluid

6 Brandveiligheid beperken van rookontwikkeling • Rookcompartimentering d.m.v. rookscherm. • Rook en warmte afvoer (RWA), dit kan geschieden door natuurlijke– of mechanische afvoer. • Automatische brand blus installaties. • Materialen toepassen met brandvoortplanting klasse 1-5

4 7

2 1

Ontstaan van brand

Afvoer van de rook

Toevoer van koude lucht uit de buitengevel

Ramen en deuren sluiten van de appartementen. Brand– en rookcompartimentering

Mechanische afvoer van rook en warmte. Het kanaal t.b.v. de windenergie wordt tevens gebruikt voor mechanische afvoer van de rook.

De rook zal stijgen

RWA voorzieningen voor de afvoer van rook en warmte doormiddel van het openzetten van de luiken.

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Brandveiligheid Door de ingestorte c.q. meegenomen leidingen in de (beton)wanden, is de warmtedoorslag minder hoog. Door koud water door de leidingen te voeren duurt het langer voordat de wand is opgewarmd. Hierdoor kan er op bepaalde wetsartikelen beroep gedaan worden betreft de brandeisen. Het betreft hier de brandwerendheid van de hoofddraagconstructie. Tevens blijft de hoofddraagconstructie langer intact en heeft men meer tijd om te kunnen vluchten.

Brandveiligheid en geluid borstweringen

Gipsplaten, cempanel of dergelijke (brandveilig, massa t.b.v. geluid en accumulatie);

Dampremmende folie;

Steenwolisolatie of dergelijke t.b.v. brandveiligheid, geluidsisolatie en warmte;

30 minuten

Borstwering woning grenzend aan atrium

Stijl- en regelwerk van hout;

Gipsplaten, cempanel of dergelijke (brandveilig, massa t.b.v. geluid en accumulatie);

Geluidsisolatie en indien nodig warmte-isolerend; Stijl- en regelwerk van hout;

Dampopen- en waterkerende folie (kleur nader te bepalen);

Verticale houten gevelbekleding. Gevelbekleding is voldoende open t.b.v. geluidsabsorptie.

Geluid atrium

5 6

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE 7.8 Constructieconcept Reactie op belasting De illustraties geven de (reactie)krachten die uitgeoefend worden op het drijflichaam weer. Het drijflich lichaam is niet alleen voor het drijfvermogen maar doet tevens dienst als contragewicht. Het drijflichaam waar het gebouw op gebouwd is, is één geheel. De drijvers rondom het gebouw zitten vast aan scharnieren en zijn gesegmenteerd. Wanneer Wan men niet segmenteerd dan werken ten eerste de scharnieren niet en de drijvers zullen hun stabiliteit verliezen. De drijvers zullen dan gaan meegolven en er ontstaat een onstijf geheel. De onderstaande onders afbeelding zijn gedramatiseerd zodat er een duidelijk beeld ontstaat. Er zal tevens gekeken worden naar de permanente belasting van de gebouwen, veranderlijke belastingen (laden en lossen, theater, bioscoop, bios evenementen en weersinvloeden), etc. Door golfslag en trillingen zal er resonantie ontstaat. Als dit gelijk valt met de frequentie van het drijflichaam dan zal het gebouw en drijflichaam gaan trillen trill c.q. golven. Dit effect heet coïncidentie en moet worden voorkomen.

A-A

B-B

B-B A-A

Legenda Belasting middels zwaartebal Scharnier B-B

Drijflichaam en contragewicht (reactie)kracht

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Koepel- en staartconstructie De kettinglijn heeft een bekende toepassing in de architectuur, waar men gebruikt maakt van de zogenaamde kettinglijntheorie. Deze stelt dat een boog het stevigst is, wanneer het gebouwd wordt als een omgekeerde ‘hangende ketting’. Het idee hierachter is de volgende: in een hangend touwtje bestaan alleen trekkrachten, in de richting van het touw. Keert men die kromme om, dan zullen in de boog alleen drukkrachten bestaan. Bij bogen die niet de kettinglijn als vorm hebben, bestaan er naast die drukkrachten ook buitenwaarts gerichte krachten, die ervoor kunnen zorgen dat de boog naar buiten plooit en mettertijd scheurt.

Pure TREK Doorsnede A-A

Pure DRUK

Doorsnede B-B

Doordat de koepel en staart volgens de kettinglijn zijn ontworpen kunnen deze slanker gedimensioneerd worden, wat weer het gewicht reduceert. De bogen van de staart dienen wel onderling verankerd te worden met pendelstaven anders vallen de bogen om en kan er ongewenste knik ontstaan. De krachten worden afgedragen naar de poeren of balk (drijflichaam). Voorkeur geniet echter een balk omdat dit de krachten meer verspreidt over de gehele lengte en niet op één punt.

Doorsnede A-A A

Doorsnede B-B

De materialen en montagewijze worden nader bepaald. Dit is slechts een uitgangspunt voor een voorlopig ontwerp.

Appartementencomplex De Walvis

7.0 CONCEPT & VISIE Draagconstructie appartementen

Stijve kern (verticale belastingsafdracht), hoofdentree

Kernen zijn verticale kokers met vier wanden van gewapend beton of dergelijke. Ze zijn eenvoudig te bekisten en worden per bouwlaag gelijktijdig gestort. Veelal wordt eerst de stijve kern gestort en wordt het gebouw als het ware eromheen gebouwd. Kernen verzorgen geheel of grotendeels de stabiliteit van het gebouw. De primaire functie van een kern is constructief en de secundaire functie is het verzorgen van verticaal transport in het gebouw als liften trappenhuis of als leidingschacht. De positie van de kern heeft vergaande consequenties voor de bouwkundige en installatietechnische uitvoering. De vloerdragende kopwanden in overige stempels hebben een dikte van circa 300mm.

De appartementen kennen geen kolommenstructuur i.v.m. de grote puntlasten. De wanden en vloeren worden uitgevoerd in (beton)wanden. Hierdoor ontstaat er direct een stijf geheel en werken de wanden als grote schijven en liggers. Net zoals bij gietbouw wordt bij seriematig bouwen tunnelbekistingen gebruikt. De tunnelbekisting stort dan de gehele woning behalve de kopkanten van de woning. Deze kopkanten worden in de praktijk meestal dichtgezet met HSBelementen ( 3 ). Dit wil de projectgroep ook doen omdat dit praktisch is maar bovenal gewichtbesparend. Tevens zijn deze goed isolerend en kan de gevelbekleding direct op de wand getimmerd (achterlatten) worden.Deze kopwanden dragen dus niet!

Schijfwerking (horizontale belastingsafdracht), vloer

De horizontale belasting (wind) wordt door de vloeren overgebracht naar de verticale stabiliteitselementen (kern) en vervolgens afgevoerd naar de fundering (drijflichaam). De vloeren moeten dan in hun vlak als stijve schijven worden uitgevoerd. Door het gebruik van gestorte betonvloeren creĂŤert men gelijk al een stijve schijf.

De horizontale belasting (wind) wordt door de vloeren overgebracht naar de verticale stabiliteitselementen (kern) en vervolgens afgevoerd naar het drijflichaam.

Door het koppelen van de kern en de schijfwerkende vloeren ontstaat er een stijf geheel. Het koppelen geschiedt middels meegestorte stekeinden, wapening, koppelstukken, etc. in de betonvloer en kern. De betonvloer zal circa 300mm dik zijn.

Appartementencomplex De Walvis