Will it float?
Kommer ringen til å flyte? var et spørsmål vi stilte oss selv. Så vi tok kontakt med en professor ved institutt for Marin Teknikk, NTNU. Vi fikk tilbakemelding om at den flyter som en dupp.
ARKIMEDES’ LOV
Utregning gjort av Adrian Kirkeby, kvalifisert matematiker.
Å finne ballasten man trenger er enkelt, det er bare å bruke Arkimedes, sa professoren. Ringen er stor, men det meste arealet er fylt med luft. Vannvolumet ringen skyver vekk er tyngre enn det ringens egenvekt er. Derfor flyter den av seg selv, et stykke over vannskorpa. Ettersom byrommet ligger på taket av ringen, bør den ligge nær vannflaten. Vi har regnet på hvor stor ballast som trengs, dersom ringen er bygget av betong og den skal ligge én meter over vannet. Utregningen viser at vi trenger 5580 tonn med ballast. Ettersom grunnflata av Protokoop-ringen er snaue 6000 kvadratmeter, og én kubikkmeter vann veier ett tonn, så får vi 6000 m3/ 5580 m2 = 1,08 m Vi trenger et neste én meter høyt ballastvolum på undersiden av ringen. Ballasten er vann.
Snitt gjennom Protokoop 1:1000
FORANKRING
”Nordsjø-kjetting”. Bildet er hentet fra Norges Geotekniske Institutt sin hjemmeside.
For å fortøye Protokoopen, kan vi bruke ”Nordsjø-kjetting”. Dette er en kjettingtype med spesielt store dimensjoner, som har høy egenvekt. Kjettingene festes til ringen i hver sin brønn. Kjettingene kan vi få gjenbrukt fra offshore-industrien.
Sugeanker.
Bildet er hentet fra Norges Geotekniske Institutt sin hjemmeside.
Sugeankere kom inn i oljeplattformteknologien på 80-tallet, og er nå et av de vanligste ankerfestene. Sugeankerfester suger seg ned i havbunnen. De er hule sylindere som føres ned i havet, med luften fremdeles inne i seg. Når de er kommet til bunns pumpes luften ut, og undertrykket som dannes gjør at ankeret skrur seg selv nedover i grunnen. Dermed kan Protokoopen, suges et stykke ned i vannet. Hvis vi har dette festet, trenger vi ikke altså ballast. Sugeanker skaper en motkraft til oppdriften, som gjør at ringen vil ligge svært stabilt og ikke vil bevege seg noe særlig med bølger vertikalt. Kilde: http://www.ngi.no/no/Innholdsbokser/Forside-innhold/Feature-root/ Ekstrem-forankring-pa-dypet/
p 1:1000
SNITT-FORANKRING
Snitt gjennom Protokoop med ballast og nordsjøkjetting 1:500
Snitt gjennom Protokoop festet med sugeanker 1:500
HUSFLÅTENE
Vil betongflåtene tippe over? Hus veier ingenting, sammenlignet med betongflåten, som holder tyngdepunktet i bunnen. Husflåtene ligger festet fast til ringen, men flyter på egen hånd. Husene er bygget på hule betongkasser, med én eller flere tverrvegger etter dimensjonen.
Faksimile fra rapporten laget av SINTEF for Jensen og Skodvin Arkitekter. Den viser foreslåtte dimensjoner på flytende konstruksjoner i Indre Oslofjord. Våre konstruksjoner er oppskalert i forhold til disse.
Et flytende hotel, tegnet av Sabbagh Arquitectos i Chile, er også bygget på en betongflåte.
MATERIALPALLETT Vanneksperten sa jo at hus er lette. Men Buckminster Fuller sa en gang, how much does your building weigh? Og da PROTOKOOP mente han nok ikke bare vekt, men også klima.
SILICA AEROGEL Svært lett, godt isolerende og “grønt” materiale som kjemisk ligner mye på glass. Hydrofobisk etter kjemisk behandling. Fullkommen lysspredning, dog er det rapportert tilfeller av konsentrering av lys, dvs. blending. Kan bære store laster, men som med glass: Kan knuse.
PHASE CHANGE MATERIALS Kan integreres i vegger og og i vinduer på flere måter. Enten som små pellets som er blandet inn i kjernen av vegger, eller som en film. Stoffet blir flytende ved høy temperatur, og denne transformasjonen absorberer varme. Når stoffet blir fast igjen, avgis varme. Plassering av elementene er avgjørende for hvilket materiale man kan velge, med hensyn til smeltepunkt.
SMART GLASS Kan produseres som en film som legges i glasset, eller at glasset er laget slik at krystallene endrer retning når strøm føres gjennom glasset. Kan være farget glass som skifter til klart glass, eller opakt glass som skifter til klart.
SOLCELLEPANEL/SOLFANGERE Kan fåes som film, eller som paneler. Har den beste innvirkningen på klimaregnskapet til et bygg dersom det erstatter en bygningsdel, fremfor å monteres utenpå. Eksempelvis som integrert tak-konstruksjon, eller på sørvendte fasader. (6-10% høyere byggekostnad.) En godt utprøvd måte å fange energi på, med stort utvalg av produkter allerede på markedet.
VAKUUMISOLASJON Ikke mye lettere per m3 enn f.eks. mineralull, men har høyere isolasjonsevne. Det vil si at den kan legges tynnere enn tradisjonell isolasjon, som igjen gir slankere vegg/takkonstruksjoner. Produktet er ikke testet godt hva gjelder levetid ennå, og kunnskapen innenfor byggebransjen er foreløpig mangelfull. Må ikke punkteres.
Så vi tok kontakt med en professor ved Zero Emission Building for å få oversikt over hvilke nye, lette materialer som finnes på markedet.
I tillegg så vi på noen tradisjonelle byggematerialer for bygging på vann.
CORTEN STÅL En legering av kobber, fosfor, nikkel og krom. Cortenstål ruster vesentlig saktere enn de fleste stålformer, og er billigere enn rustfritt stål. Brukes til å lage konteinere. Patinaen vil være oransj grunnet saltinnholdet i luften nær fjorden. Cortenstål kan lekke farge over på nærliggende materialer, og det tåler ikke vannoppsamling.
GARN/NETT/TAU Ypperlig som grobunn for vekst av alger og skjell. Henges i løkker for skjell, eller strekkes ut i liner for tang. Hamp, nylon og polypropylene er vanlige tau. Tau må velges etter bruksområdet: Skal det ligge i vann? Isåfall bør man velge plastmaterialer. Skal det brukes til forankring? I såfall bør det være tyngre enn vann.
NORDSJØ-KJETTING Grov kjetting av stål som brukes til å forankre konstruksjoner off-shore. Dimensjonene på kjettingløkkene kan produseres opp mot 137 mm diameter tykkelse. Kjettingen på bildet er ikke representativ for å vise tykkelsen på kjettingen som kreves til protokoopen. Dimensjonen er for stor.
ALGER Alger kan brukes som f.eks. et rimelig komplekst fasademateriale, hvor den fylles imellom polykarbonat-lag, og kobles til vannsystemet på et bygg. Algene trekker energi fra solen, og næring fra gråvannet. Fasaden kan da fungere som en rensemaskin for bygget.
GLASOPOR Et restprodukt laget av bittesmå av glasskuler. Det er svært tett i forhold til absorbsjon av vann, og veldig lett. Høy isolasjonsevne. Selvbærende.
BETONG Billig i produksjon, krever lite behandling for å tåle vann. Levetid i vann ca. 100 år. Kan produseres “grønt” for å gi et langt lavere co2 -utslipp enn dagens vanlige konstruksjon.
For kilder, se PROTOKOOP- en lifesaver!