2013 Inhoud
Waterspuwer
Samenvatting ............................................................................................................................... 1
Rapport ter verduidelijking van het model van de waterspuwer Inleiding ....................................................................................................................................... 3 Vooronderzoek ............................................................................................................................ 4 IdeeĂŤn en schetsen..................................................................................................................... 12 De Peacock fontein............................................................................................................................ 12 Bloemen fontein ................................................................................................................................ 12 Waterstralen door megasteen .......................................................................................................... 13 Springkussen waar water uit spuit .................................................................................................... 13 Feedback en verbeteringen......................................................................................................... 14 Feedback van dhr. Augustijn: ............................................................................................................ 14 Ontwikkeling van ons idee.: .............................................................................................................. 14 De waterspuwer ......................................................................................................................... 15 Locatie ............................................................................................................................................... 15 De weg van het water ....................................................................................................................... 16 Materialen ......................................................................................................................................... 18 Decoratie ........................................................................................................................................... 18 Waterdruk ......................................................................................................................................... 18 Uitwerking eisen ................................................................................................................................ 20 Conclusie ................................................................................................................................... 21 Bijlage 1 ..................................................................................................................................... 22 Bijlage 2 ..................................................................................................................................... 23
Groep 3, V4, S.G. de Waerdenborch MichaĂŤl Zwezerijn Ming Long Shi Esmee Houbiers
Inhoud Samenvatting ............................................................................................................................... 2 Inleiding ....................................................................................................................................... 3 Vooronderzoek ............................................................................................................................ 4 IdeeĂŤn en schetsen..................................................................................................................... 12 De Peacock fontein............................................................................................................................ 12 Bloemen fontein ................................................................................................................................ 12 Waterstralen door megasteen .......................................................................................................... 13 Springkussen waar water uit spuit .................................................................................................... 13 Feedback en verbeteringen......................................................................................................... 14 Feedback van dhr. Augustijn: ............................................................................................................ 14 Ontwikkeling van ons idee.: .............................................................................................................. 14 De waterspuwer ......................................................................................................................... 15 Locatie ............................................................................................................................................... 15 De weg van het water ....................................................................................................................... 16 Materialen ......................................................................................................................................... 18 Decoratie ........................................................................................................................................... 18 Waterdruk ......................................................................................................................................... 18 Uitwerking eisen ................................................................................................................................ 20 Conclusie ................................................................................................................................... 21 Bijlage 1 ..................................................................................................................................... 22 Bijlage 2 ..................................................................................................................................... 23
1
Samenvatting Na een onderzoek hebben wij besloten om ons idee te plaatsen bij het Natuurdiorama op de Holterberg. Daar is het water nog niet afgekoppeld. Ons idee geeft een beeld van de omgeving, een schuin aflopend stenen plateau met daarop keien, en daarin staat een metalen bloem waar het water dan uit komt. Het regenwater stroomt van het dak van het Natuurdiorama in een silo. Als deze silo vol is gaat er een klepje open zodat het water naar de waterspuwer kan stromen. Op het uiteinde van de bloem zit een dopje die ervoor zorgt dat het water een mooi ballonvormig effect krijgt. Het water stroomt dan van de kroonbladen en de keien over het plateau naar twee flowforms die het water de grond in voeren. De bloem is van verschillende soorten metaal met verschillende kleuren waardoor het een mooi kunstobject wordt, ook als hij niet actief is.
2
Inleiding Van Rijkswaterstaat Rijn en IJssel krijgen wij de opdracht een waterspuwer te ontwerpen. De bedoeling is om het regenwater op te vangen en dat op een decoratieve manier weer te gebruiken. We zijn begonnen met het vooronderzoek. Hier in hebben wij bestaande waterspuwers en fonteinen onderzocht om op ideeĂŤn te komen. Vervolgens hebben we de bestaande eisen bekeken en zelf eisen opgesteld. Na deze periode zijn we begonnen een idee te ontwikkelen. We zijn schetsen gaan maken, hebben overlegt en de schetsen verbeterd. De ideeĂŤn die we verder uitgewerkt hebben zijn in dit rapport te vinden. Halverwege het project kregen wij een feedbackmoment. We hebben overleg gehad met Dhr. Augustijn en hebben feedback gekregen. Na deze feedback hebben wij ons idee verder aangepast en een locatie uitgezocht. Vervolgens zijn we begonnen met het bouwen van het model. We vonden het een erg leuk project om te doen. Het leukste deel was het moment waarop we moesten ontwerpen en het model maken. We hopen dan ook dat ons idee gerealiseerd gaat worden.
3
Vooronderzoek We hebben vijf elementen uitgezocht. De vijf elementen zijn, fonteinen, waterspuwers, watervallen, watermolens en waterspeeltuinen. Per element hebben we twee of drie types uitgewerkt. Ook hebben we bij sommige elementen een paar foto’s gezet maar niet uitgewerkt omdat er te weinig informatie over te vinden was.
Fontein: de Bellagio fonteinen
Algemeen: De fonteinen zijn ontwikkeld door de eigenaar van de Mirage Resorts, die onder meer het Mirage Hotel en de Wynn in beheer hebben. De fonteinen kregen extra aandacht in de film Ocean’s Eleven, waarbij een casino wordt overvallen. Deze gratis attractie is er iedere dag om het half uur, startend in de namiddag tot laat in de nacht. Naarmate de avond valt is er iedere 15 minuten een vertoning.
Locatie: De fonteinen van het Bellagio hotel zijn één van de populairste gratis attracties in Las Vegas. Het is een verbluffende bezienswaardigheid van het Bellagio Hotel, dat geïnspireerd is op het Bellagio Resort aan het Comomeer in Italië.
Bijzonder kenmerk: Er worden elke dag spetterende shows gegeven en ’s avonds ziet dat er heel mooi uit met alle lichten. De fontein wil een romantisch beeld brengen met een unieke show erom heen gebouwd. Het ontwerp is één van de meest indrukwekkende en complexe waterprojecten dat ooit gebouwd is. Lucht, licht en water: Meer dan 1000 sproeiers en 4000 lichten brengen iedere avond een show voor het hotel. Op het ritme van de geselecteerde muziek wordt een illusie gecreëerd van dansend water.
4
Fontein: de fontein van Genève Algemeen: Een klein beetje stroomafwaarts van zijn huidige locatie werd in 1886 de eerste Jet d'eau geïnstalleerd als veiligheidsklep van een waterkrachtcentrale. Ze kon een hoogte van ongeveer 30 meter bereiken. Reeds spoedig kwam de esthetische erkenning en naar aanleiding van de 600e verjaardag van de Zwitserse Confederatie in 1891 werd de fontein verplaatst naar de huidige plek, toen spoot de fontein al 90 meter hoog. Het huidige model werd in 1951 geïnstalleerd. Langs de fontein loopt een pier. Wanneer er een windvlaag komt regenen de voorbijgangers nat. De fontein staat overdag aan en in de zomermaanden (of bij speciale gelegenheden) ook 's avonds. Locatie: De fontein van Genève is een 140 meter hoge fontein nabij Genève. Het is één van 's werelds grootste fonteinen en een belangrijk herkenningspunt van de stad. De fontein is gelegen op de plek waar het Meer van Genève overgaat in de Rhône. De fontein is vanuit vrijwel iedere plek in de stad zichtbaar. Bijzonder kenmerk: Als het hard waait en de zon schijnt vernevelt het water van de fontein. Als met deze verneveling tegelijkertijd de zon schijnt ontstaat een regenboog Lucht, licht en water: Per seconde wordt er tot vijfhonderd liter water omhoog gespoten door middel van twee pompen. Als het water de pijp verlaat heeft het een snelheid van om en nabij de 200 km/h. Wanneer de fontein in werking is, hangt er zo'n 2000 liter water in de lucht. De installatie staat in een verhoogd bassin waaruit het water onttrokken wordt. Om de fontein zijn 12 lampen geplaatst van in totaal 9000 watt, die de fontein 's avonds verlichten.
5
Overige fonteinen
Peacock fontein:
Fontein in Ohio, VS:
City walk Canberra fontein:
6
Waterspuwer: CK Walter Bos complex Algemeen: Het CK Walter Bos complex heeft een groot water bassin bij het gebouw staan. Het receptiegebouw is van staal met verschillende artistieke gezichten bedoeld als waterspuwers. Locatie: Gelderland, Apeldoorn Licht, lucht en water: De waterspuwers spuiten het water uit hun neus of mond en dat valt van een bepaalde hoogte in een groot waterbassin. Bijzonder kenmerk: De gezichten zitten in het gebouw en het water komt dus ook van binnen uit de muren.
Waterspuwer: de waterspuwers op de Sacre Coeur Algemeen: De waterspuwers op de Sacre Coeur zijn al eeuwen oud en zijn allemaal mystieke wezens. De wezens hebben een spleet in hun rug waar het water van het dak in loopt en dan via hun mond naar beneden wordt gespuwd. Locatie: Frankrijk, Parijs Licht, lucht en water: Het water stroomt vanuit de mond van de wezens naar beneden, hier komt verder geen licht bij. Bijzonder kenmerk: Het zijn wezens omdat ze willen laten zien dat al het kwaad buiten de kerk zit en dathet in de kerk vredig is.
Waterspuwer: de Alpenreus Algemeen: In het Swarovski park staat deze Alpenreus die water spuwt vanuit een berg. Locatie: Oostenrijk, Innsbruck Licht, lucht en water: Het water wordt vanuit zijn mond in een waterbassin gespuwd. Bijzonder kenmerk: De ogen van het hoofd zijn Swarovski kristallen die in het donker oplichten.
7
Waterval: de Niagara watervallen Algemeen: De Niagara watervallen behoren tot de grootste en bekendste watervallen ter wereld. De waterval bestaat uit drie delen: de Horseshoe Falls, de American Falls en de Bridal Veil Falls. Het verval van de watervallen is niet erg groot, gemiddeld ongeveer 60 meter totaal, maar de breedte en de hoeveelheid water die de Niagarawatervallen passeert maken ze tot een groot spektakel. Vanaf de Amerikaanse kant sta je naast het water dat over de rand naar beneden valt. Vanaf de Canadese kant kun je niet alleen de American Falls maar ook de Horseshoe Falls in hun volle glorie bewonderen.
Locatie: Ze liggen op de grens tussen de Verenigde Staten en Canada. Bijzonder kenmerk: Er wordt in Niagara veel elektriciteit opgewekt en de hoeveelheid water die over de watervallen naar beneden stort is dan ook vrij nauwkeurig geregeld. De watervallen hebben zich in geologisch ijltempo door het dal van de rivier de Niagara heen bewogen en een stukje verder stroomafwaarts is te zien met wat voor kracht de maalstroom van het gevallen water de rotsen aan de voet van de val heeft uitgehold. Er zijn daar nauwe sleuven van vele meters diep in de rotsen gevonden waar nauwelijks een mens in past.
Lucht en licht: Bij watervallen is er meestal nevel. Als de zon schijnt, dan kunnen mensen een regenboog zien. Het geluid van vallend water is prachtig. 8
Waterval: een kunstmatige waterval
Algemeen: Voor de Olympische Spelen in Rio de Janeiro van 2016 heeft het Zwitsere architectenbureau Rafaa een hele bijzonder publiekstrekker bedacht. Een kunstmatige waterval van 105 meter hoog. Locatie: In Rio de Janeiro Bijzonder kenmerk: Het bouwwerk heeft als werktitel Solar City Tower meegekregen. Aan die naam kun je al opmaken dat de waterval zal gaan draaien op zonne-energie. Binnenin de waterval is er plek voor entertainment en horeca, terwijl het dak dienst zal doen als panoramaterras. Lucht en licht: Het water valt vanaf 106 meter hoog, het ziet eruit als een stuk lucht valt naar beneden. Als water met hoge snelheid tegen de grond botst ontstaat prachtig geluid.
9
Watermolen: de watermolen Den Haller Algemeen: Aan de weg van Diepenheim naar Hengevelde ligt een korenwatermolen die al vroeg in de Middeleeuwen genoemd werd. De molen wordt aangedreven door het water van de Diepenheimse Molenbeek die zijn water weer uit de Schipbeek ontvangt. De molen vormt het centrum van een buurtschap bestaande uit enkele boerderijen en huizen. Waarschijnlijk ligt hier ook de oorsprong van Diepenheim. EĂŠn van de boerderijen is thans een restaurant met theetuin. Locatie: Diepenheim Lucht, licht en water: Niet van toepassing Bijzonder kenmerk: De watermolen is nog grotendeels in zijn oorspronkelijke vorm bewaard gebleven. Hij staat op houten palen in de molenkolk. De geteerde houten gevels en uitgesleten traptreden tonen de sporen van het verleden. Dat neemt niet weg dat de molen na een recente restauratie weer in goede staat verkeert. Vanwege de historische waarde heeft de watermolen met omgeving de status beschermd dorpsgezicht. De kwaliteit van het water is erg goed. In het water worden regelmatig heel zeldzame kokerjuffers en haften (eendagsvliegen) aangetroffen.
Watermolen: de Collse Watermolen Algemeen: De Collse watermolen is in de 13e eeuw gebouwd door kloosterlingen. Later werd de molen feodaal bezit van de Hertog van Brabant. De molen was tot de Franse tijd een ban- of dwangmolen. De ingezetenen van een bepaald gebied waren op straffe verplicht hun graan te laten malen op de door de adel aangewezen molen. Nu is de gemeente Eindhoven eigenaresse van de molen. De watermolen ligt aan een klein riviertje dat ontspringt bij de Belgische grens. Aan de molen is een water- of stuwrecht verbonden, dat de molenaar het recht geeft het water te stuwen. Het verval (hoogteverschil bij de sluizen) bedraagt ongeveer 1 m. Bij het opendraaien van de molensluis komt het waterrad door het opgestuwde water in beweging. Locatie: In Eindhoven Bijzonder kenmerk :De watermolen heeft eeuwenlang een dubbele functie gehad. De voormalige oliemolen heeft tot in het begin van de 20e eeuw olie uit koolzaad geslagen. Koolzaadolie werd gebruikt voor verlichting en het bakken van aardappelen. De korenmolen heeft veel voedergraan, zoals rogge, gerst en haver gemalen. In de jaren 50 stopten de boeren met de teelt van eigen granen. De molen verloor haar functie en kwam stil te staan. De molen wordt nu door vrijwilligers elke zaterdagochtend in bedrijf gesteld voor het malen van tarwe voor bakkers en thuisbakkers. Lucht, licht en water: niet van toepassing. 10
Waterspeeltuin: een waterspeeltuin Panama Algemeen: Dit is een waterspeeltuin bij het Holiday Inn Resort in Panama. Het is een kleurrijk waterpark met veel leuke bewegingen die door het water worden veroorzaakt. Locatie: Panama. Licht, lucht en water: Het water spuit er aan alle kanten uit en vliegt door de lucht heen. Door de fleurige kleuren ziet het er vrolijk en vriendelijk uit. Bijzonder kenmerk: Veel dingen gaan bewegen door het gewicht of de kracht van het water.
Waterspeeltuin: een waterspeeltuin in Elmich Algemeen: Deze water speeltuin in AustraliĂŤ is tegelijkertijd een kunstwerk en een speeltuin. Door de artistieke bloemen en fleurige kleuren trekt het kinderen meteen aan. Locatie: AustraliĂŤ, Elmich Licht, lucht en water: Ook hier vliegt het water door de lucht heen en ogen de fleurige kleuren van de bloemen vriendelijk. Bijzonder kenmerk: De bloemen zijn zo gemaakt dat het water er aan vier kanten uit spuit.
Waterspeeltuin: een waterspeeltuin met ringen Algemeen: Deze waterspeeltuin gaat vooral om druk. Je kunt hier door ringen heen lopen die van alle kan water op je spuiten. Locatie: Onbekend. Licht, lucht en water: Door de felle kleuren trekt dit kinderen aan en dan worden ze nat gespoten door de hoge druk die ontstaat in de bogen. Bijzonder kenmerk: De hoge druk zorgt voor een nevelige gloed over het plein dus je wordt sowieso nat.
11
IdeeĂŤn en schetsen De Peacock fontein Ons eerste idee is gebaseerd op de Peacock fontein. Het moet een fontein worden met allemaal staven die een bol vormen. Aan het uiteinde van deze staven zit een dop in de staaf die ervoor zorgt dat het water een ballon vormige vorm krijgt. Met meerdere staven bij elkaar zorgt het voor een mooi effect. De waterspuwer zou op een hoop stenen moeten komen en het water zou in een bak moeten vallen. De fontein zou ook de staart van een korhoender kunnen uitbeelden. Kritiek: er is erg veel waterdruk nodig om uit al deze buizen en mooi effect te krijgen.
Bloemen fontein Dit is een plateau met verschillende bloemen erop. De bloemen hebben in de kern een waterspuwer zitten met dezelfde dop erin als hierboven beschreven. Hierdoor vormen de ballonvormige waterstralen als het ware de knop van de bloem. Kritiek: Het is erg lastig om de waterstralen op verschillende punten te laten uitstromen dit in verband met de verdeling van de waterdruk.
12
Waterstralen door megasteen Dit idee was om een hele grote steen te maken met een aantal gaten erin. Door deze gaten wordt een waterstraal gespoten die steeds heen en weer gaan. Deze stralen zouden ook verschillende kleuren licht kunnen krijgen. Kritiek: In deze situatie is het lastig om een constante waterdruk te krijgen. Het water moet constante druk hebben omdat het anders niet door de gaten heen gespoten kan worden.
Springkussen waar water uit spuit Het is een groot rubberen kussen waar het regenwater in komt. Het kussen vult zich en als kinderen er dan op gaan springen dan komt het water eruit spuiten. Kritiek: Het water kan dus alleen weg als het handmatig gedaan wordt door mensen. Wat gebeurt er als hij vol is?
13
Feedback en verbeteringen Feedback van dhr. Augustijn: We hadden veel leuke ideeën (boom, bloemen, ballon gevuld met water die spuit als kinderen erop klimmen). Alle ideeën komen neer op een fontein. Er was nog niet nagedacht hoe dit te realiseren. De fontein werkt alleen als het regent, tenzij deze door mensenhanden aangezet wordt. Dit laatste is echter niet praktisch. Het idee is om iets te ontwerpen dat ook aantrekkelijk is als het niet spuit en de fontein ook te laten werken op een handpomp dat water put uit een reservoir onder de fontein. Het overtollige water kan weglopen over een flow form en infiltreren in de grond. Inspiratie voor de fontein zal gehaald worden uit de omgeving (bv. korhoen, bloemen, zwerfkeien). De fontein bestaat uit meerdere buisjes die aan het eind afgeschermd worden waardoor elk buisje een koepelvormig waterschijfje vormt. Afhankelijk van de stand van de buisjes kan dit de indruk wekken van een veld van bloemen of een staart van een korhoen (vergelijk peacock fountain voor het nationaal theater in Oslo). Advies: Bedenk hoe het water opgevangen moet worden en hoe dit water naar de fontein geleid wordt. Maak het prototype van de fontein om een indruk te krijgen hoeveel water door de fontein gaat per tijdseenheid. Aandachtspunt: Ideeën zijn erg kostbaar om te realiseren. Daarom verwacht ik dat dit geen grote kans maakt in de prijsvraag, hoe leuk het ook is. Verder moet nagegaan worden of het regenwater in dit gebied niet al afgekoppeld is. Als dat zo is zal het voor het waterschap niet interessant zijn. Eén van de criteria is dat het ontwerp het regenwater afkoppelt van het riool.
Ontwikkeling van ons idee.: Eerst hadden we dus het idee om een peacock te maken op een berg met zwerfkeien. Het water zou aangevoerd worden door middel van een opvangsilo van het dak. Ook zouden er pompen moeten komen om de fontein ook handmatig te kunnen laten spuiten door bijvoorbeeld kinderen. De pompen hebben we uiteindelijk geschrapt omdat dit moeilijk te realiseren is. Daarom moesten we iets verzinnen waardoor we de fontein ook aantrekkelijk konden maken als hij niet spuit. Dus hebben we bedacht om een bloem te maken en een ‘ballonnetje’ als knop van de bloem te maken. Dan ziet de spuwer er ook erg mooi uit zonder dat hij spuit. De fontein spuit dus alleen gedurende en bijvoorbeeld vlak na een regenbui. Dit lijkt zonde maar aangezien onze spuwer ook decoratief is moet dit geen probleem zijn. Ook maakt het mensen bewust dat het regenwater is en dat het dus een duurzame fontein is.
14
De waterspuwer Locatie De locatie die wij hebben uitgekozen ligt op de Holterberg, helemaal in het topje van het waterschap Rijn en IJssel. De locatie ligt tussen verschillende horeca gelegen heden en een bezoekerscentrum. Het adres is Holterbergweg 12. In het weekend en in de vakanties is het een erg populaire plek om te genieten van de Holterberg. Onze waterspuwer zou hier mooi staan omdat het eigenlijk een leeg stukje grond is waar niks mee gebeurt op dit moment. Wij willen het regenwater opvangen van het dak van het natuurdiorama. Het regenwater is hier nog niet afgekoppeld.
Dit is de locatie van de waterspuwer. Precies in de top van het waterschap.
15
De weg van het water Dit is ons model. De weg van het water is kort: Dak silo slang dopje bloem stenen plakkaat flowforms grond.
De opvangsilo: Het water stroomt via het dak in de opvangsilo. De silo heeft een ronde vorm en is bekleed met hout zodat het ‘wegvalt’ tegen het met hout beklede natuurdiorama. Het is de bedoeling dat de silo aan de onderkant een klepje voor de slang krijgt die enkel open gaat bij genoeg druk om de fontein te laten stromen. Voor de technische tekening van de silo zie bijlage 1. De bloem: Het water stroomt door de slang naar het ‘dopje’ , doordat het dopje bolvormig is wordt het water in een bol weggespoten. De bolvorm vormt de knop van de bloem. Het plakkaat: Het water stroomt vervolgens over het plakkaat richting de flowforms. Wij hebben niet gekozen voor een opvangbak in verband met de veiligheid voor kinderen en de ontwikkeling van algen. Van het plakkaat stroomt het water naar de flowforms. Van de flowforms infiltreert het water vervolgens in de grond. Voor de afmetingen van het plakkaat zie bijlage 2. Ook hebben wij een filmpje gemaakt met een demo van het model. Is te vinden als er gezocht wordt op YouTube naar: Waterspuwer Waerdenborch
16
17
Materialen De bloem: De bloem is gemaakt van verschillende materialen. In het schaalmodel hebben wij de bloembladen op een koperen buis gesoldeerd. De bloembladen zijn gemaakt van messing, koper en blik. De koperen buis zal in loop van tijd groen verkleuren. Dus dan heb je echt een ‘groene’ steel van de bloem. De opvangsilo: De opvangsilo kan in verschillende materialen worden gemaakt. De buiten kant van het gebouw waar hij tegen aan komt te staan is van hout gemaakt dus we bekleden onze silo met hetzelfde hout als het gebouw. Hierdoor valt de silo als het ware ‘weg’ in het gebouw. De flowforms: De flowforms kunnen gemaakt worden van hout. Dit hout moet wel behandeld worden dat het niet gaat rotten. De flowforms kunnen eventueel ook van stenen gemaakt worden. Het plakkaat: Het ‘plakkaat’ waar het water opvalt nadat het uit de spuwer komt is van natuursteen gemaakt. Hierdoor ziet het er mooi uit en past het goed bij de omgeving.
Decoratie De waterspuwer ziet er mooi uit door de bloem en de ballonvorm. In de slang plaatsen wij ook een lampje dat het water verlicht. Het lampje krijgt zijn stroom door bijvoorbeeld een zonnecel, ook kan stroom opgewekt worden door het monteren van een waterrad in de buis of op de plek waar het water de flowforms in stroomt.
Waterdruk Onze waterspuwer gebruikt waterdruk als de enige energiebron. De waterdruk ontstaat door het hoogteverschil tussen het waterniveau en de wateropening. Deze druk werkt in alle richtingen, is constant in een horizontaal vlak en wordt uitgedrukt in de eenheid Pascal. Men kan de druk p op een bepaalde diepte h berekenen met de volgende formule: P=ρgh ρ de dichtheid van de vloeistof (kg/m3) en g is de sterkte van het zwaartekrachtsveld, oftewel de valversnelling, dit is ongeveer 9,81 m/s² = 9,81 N/kg h de diepte onder het vloeistofoppervlak (of, anders geformuleerd, de hoogte van de vloeistofkolom boven het punt waar je de druk wilt berekenen)
Berekening Het is niet zo moeilijk om uitgeoefende waterdruk uit te rekenen. We laten ook zien hoeveel waterkracht zal ontstaan als een bepaalde waterdruk op de wateropening uitoefent.
18
In het schaalmodel Bij ons prototype, is het water niveau ongeveer 25 cm. De waterdruk is: P = ρ g h = 1000 kg/m3 × 0,25m × 9,81 m/s²
=
2452,5 Pa
De basis vergelijking van druk is . Met deze formule kunnen we de waterkracht uitrekenen. De diameter van onze opening is 1 cm (= A). De oppervlakte is dus: π x
0,52 ≈ 0,8 cm2
De oppervlakte van opening is ongeveer 0,8cm2 (=0,00008 m2). Dus de waterkracht in theorie is: 2452,5Pa × 0,00008m2 ≈ 0,2N Ons natuurlijke energiebron levert dus een waterkracht van 0,2N. In de praktijk We hebben een schaal van 1 op 10 gekozen. In praktijk zal het waterniveau dus 25cm × 10 = 2,5 m zijn. De waterdichtheid en de valversnelling behouden dezelfde waarde. Dus de waterdruk is 10 keer zo groot geworden. 10 x 2452,5 Pa = 24525 Pa In ons model is de slang niet op schaal. In de praktijk is het de bedoeling dat de slang een diameter van ongeveer 5 centimeter krijgt. Dus het oppervlakte van de opening is in de praktijk dan ongeveer: π x
2,52 ≈ 20 cm2
De opening is dus ongeveer 20 cm2 (= 0,002 m2). De waterkracht zou dan in theorie zijn: 24525 pa × 0,002m2 ≈ 50 N. 50N is geen kleine kracht. Met deze kracht kun je een zak aardappelen van 5 kg optillen. Dus onze waterspuwer zal in de praktijk geen problemen hebben om te functioneren.
19
Uitwerking eisen Hieronder staan de eisen die het waterschap opgesteld heeft en onze aanvulling met een paar extra eisen. Bij elke eis staat hoe onze waterspuwer hieraan voldoet.
Functionele eisen: Regenwater wordt afgekoppeld van de riolering: Op onze locatie is het regenwater nog niet afgekoppeld dus dit moet geen probleem geven. Het regenwater krijgt een benoemde functionele/decoratieve bestemming: het regenwater wordt in een ballonvorm gespoten dus het krijgt een decoratieve bestemming. Bestemming binnen het beheer gebied van Waterschap Rijn en IJssel: Onze locatie ligt precies in de noordelijkste punt van het Waterschap Rijn en IJssel. De waterkracht van de regen moet hergebruikt worden voor bijvoorbeeld een lamp of voor het wegspuiten van water: Het water wordt opgevangen vanaf het dak. Door het hoogte verschil wordt het omhoog gespoten. De waterspuwer moet het regenwater kunnen opslaan: Het regenwater wordt opgeslagen in de opvangsilo.
Technische eisen: De waterspuwer vangt regenwater van het dak op: Het regen water wordt vanaf het dak opgevangen in de opvangsilo. Water moet ook bij heftige buien goed weg kunnen stromen zonder overlast: De spuwer is ook bij grote buien in staat het water in goede banen te leiden. Het water mag geen natte gebouwen veroorzaken: Dit is geen probleem aangezien het water niet bij het gebouw gespoten wordt. De waterspuwer moet duurzaam zijn: De spuwer gaat lang mee en er worden natuurlijke materialen gebruikt. De waterspuwer moet milieuvriendelijk zijn: Er wordt geen gebruik gemaakt van een pomp, de waterspuwer gebruikt ook geen energie. De waterspuwer moet veilig zijn voor kinderen: Doordat wij geen gebruik maken van een opvang ‘vijver’ is het niet mogelijk dat kinderen er in kunnen vallen. De waterspuwer moet onderhoudsvriendelijk zijn: Wij maken geen gebruik van een opvangbak waardoor algen geen kans krijgen zich te ontwikkelen. Ook de rest van de spuwer is van onderhoudsarme materialen.
Esthetische eisen: Waterspuwer past goed in de omgeving waarvoor we deze ontwerpen: De stenen komen van de Holterberg en bij de locatie liggen ook stenen op verschillende plekken. Ook staat de bloem symbool voor de natuur op de Holterberg. Moet aantrekkelijk zijn om naar te kijken: Doordat wij er een bloem van hebben gemaakt ziet de spuwer er mooi uit, ook als hij niet spuit!
20
Conclusie We zijn blij dat we dit project hebben mogen doen. We realiseren ons nu dat het regenwater en het afkoppelen van het regenwater heel belangrijk is in ons land. We hopen dan ook dat ons idee andere mensen ook doet realiseren dat dit belangrijk is. We hebben ons idee dus zo ontworpen dat hij niet alleen mooi is als hij werkt maar ook als hij niet actief is.
21
Bijlage 1
22
Bijlage 2
23