DRIJVEND BOUWEN. Graduation project. Lisen Hablé Delft, 14 april Student: E.B. Hablé. Coordinator Lab /1e mentor: Ir. J.F.

Transcriptie

1 Drijvend Bouwen DRIJVEND BOUWEN Graduation project Lisen Hablé Delft, 14 april 2011 Student: Coordinator Lab /1e mentor: 2 e mentor: Professor Lab: Dura Vermeer: E.B. Hablé Ir. J.F. Engels Ir. M.W. Kamerling Prof.ir. M.F. Asselbergs Prof.dr.ir. C. Zevenbergen Master 4 Architectural Engineering Building Technology Faculteit Bouwkunde, Technische Universiteit Delft

2 Drijvend Bouwen i

3 Voorwoord Voor u ligt mijn afstudeer scriptie over drijvend bouwen op de Maas. Een onderzoek wat het afgelopen jaar is gedaan aan de faculteit Bouwkunde van de Technische Universiteit Delft, als afsluiting van de Master Architectural Engineering. Het onderzoek bestaat uit twee delen, namelijk een ontwerptraject en een onderzoekstraject, toegespitst op respectievelijk Architecture and Engineering. Drijvend bouwen is een vorm van ruimtelijke inrichting, die door klimaatsverandering en verstedelijking in Nederland opnieuw in het licht is gekomen. Innovaties op dit gebied houdt stedenbouwkundigen, ontwerpers en waterdeskundigen bezig. In dit onderzoek is een innovatief drijflichaam ontworpen voor drijvende hoogbouw. Als Engineering onderzoek is de technische haalbaarheid hiervan onderzocht. Voor het Architecture traject is een drijvend conferentie hotel ontworpen wat door zijn drijvende karakter een unieke waterervaring heeft ten opzichte van een op land gefundeerd ontwerp. De stedelijke plaatsing, compositie, materialisatie en constructie zijn gekozen in overeenstemming met het drijvende concept en de technische haalbaarheid. In de scriptie vindt u een overzicht van de chronologische stappen in het ontwerp onderzoek ondersteunt door het technische onderzoek. Het afgelopen jaar heb ik met veel plezier, vallen en opstaan en veel nieuwe ervaringen beleeft. Dit was niet mogelijk geweest zonder de begeleidingen vol inspiratie en empathie van mijn hoofdbegeleider Jan Engels.. Ook wil ik Wim Kamerling hartelijk bedanken voor zijn nuchtere en constructieve begeleidingen. Het eerste deel van het onderzoek is gedaan in samenwerking met Dura Vermeer Business Development, waarvoor ik Chris Zevenbergen en Jan Willem Roël wil bedanken. En natuurlijk het afstudeerlab met wie wij dit jaar gezamenlijk meegemaakt hebben. Lisen Hablé Delft, april 2011 ii

4 iii

5 Samenvatting Ruimte voor nieuwbouw is in de steden van het verstedelijkte Nederland schaars. Door de klimaatsverandering zal in de toekomst meer water moeten worden verwerkt en opgeslagen, wat ook ruimte vereist. Drijvend bouwen biedt hiervoor een dubbele oplossing. De gemeente Rotterdam en de RDM campus steunen hierdoor het initiatief van drijvend bouwen en mede door de leegstand van de oude havens door de komst van de Maasvlakte 2. De RDM campus, wat vroeger een grote scheepswerf was, is momenteel een innovatiecentrum op het gebied van bouwen, bewegen en energie. Bij dit motto sluit innovatie en het onderzoek naar drijvend bouwen aan. De campus heeft nog geen mogelijkheden voor recreatie, avond en nacht voorzieningen en bovendien is een voorbeeld van een daadwerkelijk drijvend gebouw wenselijk voor (inter)nationale bezoekers uit het bedrijfsleven en onderwijs. Hierdoor is het initiatief genomen een drijvende conferentiehotel te ontwerpen. In het stedenbouwkundige Masterplan voor het gebied is aan het quarantaine eiland een recreatieve bestemming toegewezen. Het drijvende conferentiehotel heeft zowel met recreatie als de RDM campus een figuurlijke en fysieke connectie nodig. Hierdoor is een loop en fietsbrug toegevoegd tussen de twee gebieden, die beiden bereikbaar zijn door de lightrail die het gehele gebied verbindt met het stadscentrum van Rotterdam. Aan de noordzijde van de brug, die onderdeel is van een industriële route waar de sferen van de haven en havenbedrijvigheid te proeven zijn, zal het drijvende gebouw komen te liggen. De technische uitdaging voor het ontwerp van dit gebouw is het mogelijk maken van een drijvend gebouw met opbouw van 25m hoog. Voor drijvende hoogbouw is de stabiliteit en daarmee het geïntegreerde ontwerp voor drijflichaam en opbouw cruciaal. Het metacentrum dient boven het zwaartepunt te liggen waardoor het drijflichaam een oprichtend moment kan genereren wat kanteling tegenhoudt. Een drijflichaam moet hiervoor breed en diep genoeg zijn en de opbouw moet licht en symmetrisch genoeg zijn. De architectonische uitdaging is een drijvend conferentiehotel te ontwerpen, wat op een architectonische manier zijn meerwaarde haalt dat het drijft ten opzichte van een gebouw op het land. Het ontwerp bestaat uit drie gebouwen die met elkaar zijn verbonden door loopbruggen. Het middelste gebouw heeft een driehoekige plattegrond, is gefundeerd op palen en ligt aan de brug, tussen het quarantaine eiland en de RDM campus. Het gebouw is negen verdiepingen hoog en heeft als functie entree en foyer met boven in een café en kantoorruimtes. De constructie is van beton, wat in het zicht blijft met een glazen gevel, waardoor uitzicht over de bruggen naar de andere twee gebouwen mogelijk wordt gemaakt. iv

6 De andere twee gebouwen, het hotel en het vergadergebouw drijven. ze hebben een opbouw van 5 respectievelijk 6 verdiepingen, waarop het technische onderzoek wordt toegepast. De twee gebouwen bewegen verticaal op en neer door het tij, dat in de Rotterdamse haven maximaal 2,40m is. Hierdoor ontstaat een verschil in compositie van de drie gebouwdelen, bovendien zijn de tussenliggende bruggen architectonisch interessante ruimtes. Dit is samen met de vele buitenruimtes op waterniveau en de zaal in het drijflichaam met ramen architectonische meerwaarde van een drijvend gebouw. Het hotelgebouw en het vergadergebouw zijn beiden opgebouwd Lenotec, Kerto Ripa, wat een licht gelamineerd houten constructieprincipe is, en bovendien gemakkelijk opbouwbaar. Het hotel gebouw is een langwerpig gebouw met een aaneenschakeling van verschillende hotelkamers met een glazen en houten uitstraling die op een stalen tafelconstructie staat, waardoor een open ruimte op waterniveau ontstaat. Het vergadergebouw is een drijvende kubus, met Western Red Cedar houten stijlen gevel die spel van open en dicht spelen. Dit gebouw kan weg worden gevaren, wat een extra dimensie geeft aan de compositie verandering van de drie gebouwdelen. De drijflichamen van het hotelgebouw en het vergadergebouw zijn doorgerekend en ontworpen met een stalen 3d vakwerk, die de oprichtende waterkrachten van de diepe drijflichamen en de neerwaartse krachten van de gebouwen, kunnen opnemen. De vakwerken zijn in gestort in beton en worden in een loods geprefabriceerd. Op de wanden van het 3d vakwerk zijn 2d vakwerken gelast waarop de stabiliteit en dragende kolommen en wanden van de gebouwen op staan. De scheefstand van het, horizontaal en verticaal over het water bewegende vergadergebouw, wordt door het ontwerp van de kubus en het diepe drijflichaam gereduceerd tot 0.03 rad, wat voldoet aan de scheefstandeisen. Het hotelgebouw, dat alleen verticaal dient te bewegen is aangelegd aan meerpalen waardoor ook de scheefstandeisen worden gehaald. Aan de technische eisen voor een drijvend gebouw met opbouw 25 m hoog is voldaan. De architectonische meerwaarde die ontstaat door het verschil in eb en vloed kan niet worden opgelost zonder meerpalen wat een aanbeveling zou zijn voor verder onderzoek. v

7 Inhoudsopgave Voorwoord... ii Samenvatting... iv Inhoudsopgave... vi Lijst met afbeeldingen... viii 1 De fascinatie: drijven Persoonlijke fascinatie Noodzaak drijvend bouwen in de toekomst Voordelen drijvend bouwen in de toekomst RDM campus Vergaderhotel op de RDM campus RDM vroeger RDM nu Masterplan Ontwerp concept Lokatie Uitgangspunten Wind Zon & zicht Water Programma Overdag en s nachts Functies Routing Engineering onderzoek Typologieën drijflichamen Stalen Buizen Betonnen casco EPS met betonschijf EPS met betonskelet Toekomstige drijfsystemen Hoogbouw op water, het technische onderzoeksdoel Mogelijkheden voor stabiliteit Oplossingen voor stabiliteit Innovatief drijflichaam Materialisatie en opbouw Composieten opbouw Houten opbouw Architectuur definitief ontwerp Architectonische meerwaarde van drijven Entreegebouw vi

8 5.3 Hotel gebouw Vergadergebouw Engineering definitief Ontwerp Constructieve schema s Entree gebouw Constructie van de bruggen Hotel gebouw Vergader gebouw Energie concept Energie concept Entree gebouw Hotel gebouw Vergader gebouw Berekeningen constructie Berekening scheefstand ponton vergaderzaal Afmetingen van het drijflichaam van de vergaderzaal: Vakwerk berekening Conclusie Literatuur Rapporten Internet bronnen Bijlagen vii

9 Lijst met afbeeldingen Figuur 1 Drijven als architectonische meerwaarde... 1 Figuur 3 (a) Klimaatverandering(b) Nederland Waterland (c) Vervuilde grond (d) Innovatief in toekomst... 2 Figuur 2 Economisch voordeel... 2 Figuur 4 (a) Verplaatsbaarheid (b) Bouwfase los van productie (c) Levensloopbestendig (d) Modulair opbouwbaar... 3 Figuur 5 Voorbeelden van drijvend bouwen... 3 Figuur 6 (a) Climative initiative (b) Gemeente Rotterdam... 5 Figuur 7 (a) Drijvend Vergadergebouw (b) RDM Campus... 5 Figuur 8 (a) Rotterdam Haven (b) RDM locatie... 6 Figuur 9 (a) RDM vroeger (b) Scheepswerf (c) RDM vroeger & toekomst... 6 Figuur 10 Motto RDM... 7 Figuur 11 Innovation Dock in de toekomst... 7 Figuur 12 Plattegrond RDM campus... 8 Figuur 13 Haventonwikkeling en ontstaan Maasvlakte Figuur 14 RDM campus... 9 Figuur 15 Industriële sfeer... 9 Figuur 16 Masterplan Figuur 17 Verbinding quarantaine eiland en RDM Figuur 18 Loop en fietsbrug Figuur 19 Ervaring vanaf de brug Figuur 20 Invloed wind Figuur 21 Zichtlijnen Figuur 22_Invloerd van de zon Figuur 23 (a) Eb en vloed verschil maximaal 2,40m (b) Diepte Maas 15m (c) Stroming verwaarloosbaar(d)vuistregel diepgang drijflichaam Figuur 24 Verticale en horizontale beweging over water Figuur 25 (a) Functies (b) Routing Figuur 26 Stalen drijflichaam waterwoning Herman Herzberger Figuur 27 Betonnen drijflichaam Figuur 28 (a) Open caisson (b) Gesloten caisson (c) Omgekeerde bak Figuur 29 EPS met betonschijf Figuur 30 (a) Flexbase Floating Roses (b) Flexbase plateau Figuur 31 Drijfsysteem Ties Rijcken Figuur 32 (a) Floating roses (b) Amfibische woningen Maasbommel Figuur 33 (a) Logo Dura Vermeer (b) Logo Acciona (c) Floatec systeem Figuur 34 (a) (b) (c) Alternatieve modulaire systemen voor Floatec Figuur 35 Drijvende situatie in evenwicht Figuur 36 Metacentrum ten opzichte van Zwaartepunt viii

10 Figuur 37 Mogelijke oplossingen voor scheefstand (1) Algemeen model (2) 22m breed (3) Grotere diepgang (4) Grotere diepgang en zand (5) Composieten opbouw (6) Hoge landvasten op 12,5m Figuur 38 (a)modulair drijflichaam met massa erbovenop (b) EPS blokken met beton verbinding Figuur 39 (a) (b) Scheepsbouwloods: Giessen De Noord (c) Nieuw Maas ca 15 m diep Figuur 40 Innovatief drijflichaam (a) Betonnen schil (b)stalen 3D vakwerk (c)referentie piramide vakwerk Figuur 41 Vergelijking stijfheid en sterkte diverse materialen Figuur 42 Composieten (a) I profiel (b) Sandwich paneel Figuur 43 (a)dragende houten wanden(b) Simpele assemblage (c)lenotec houten constructie Figuur 44 3D overzicht van bewegings concept Figuur 45 Bewegings concept door eb en vloed Figuur 46 Scharnierende bruggen Figuur 47 Buitenruimte entreegebouw op de 9 e verdieping Figuur 48 Buitenruimte van het hotel Figuur 49 Plattegrond Entree gebouw Figuur 50 (a) Gevel Zuidzijde (b) Referentie Gevel Zuidzijde Figuur 51 Fragement 1:20 Entreegebouw Figuur 52 Zuid aanzicht Figuur 53 Aanzicht hotelgebouw Figuur 54 (a) Gevel Noorzijde (b) Villa Rohling Paul de Ruiter (c) Referentie galerij Tadao Ando (d) Villa Berkel Paul de Ruiter Figuur 55 Render openbare ruimte hotel Figuur 56 (a) Plattegrond 3 e verdieping hotel (b)epoxy gietvloeren (c) Interieur lenotec Figuur 57 Fragment Hotelgebouw 1: Figuur 58 (a) (b) Simpele verbindingsprincipes van Lenotec constructie Figuur 59 (a) Switzerland, Monolith of Expo.02 Jean Nouvel (b) Copenhagen Concert Hall Jean Nouvel Figuur 60 (a) Plattegrond 3 de Verdieping Vergadergebouw(b)Referentie semi buitenruimte (c) Referentie spel van schijven (d) Referentie glazen lift Figuur 61 Aanzicht Vergadergebouw Figuur 62 (a)gevel Zuidzijde Vergadergebouw (b) Te openen luiken (c)western Red Cedar(d)Veralgd beton drijflichaam Figuur 63 Aanzicht Vergadergebouw dat weg vaart Figuur 64 Aanzicht vanaf de brug Figuur 65 Fragment 1:20 Vergadergebouw Figuur 66 (a) Constructie plattegrond (b) Betonnen zichtbare constructie Figuur 67 (a) BubbleDeckvloer met holle bollen (b)betonnen uiterlijk constructie Figuur 68 Opbouw entreegebouw ix

11 Figuur 69 (a) Bewegingen van de vrijheidsgraden Figuur 70 (a) Constructie plattegrond (b) Betonnen zichtbare constructie Figuur 71 (a) Plattegronden overzicht Figuur 72 (a) Constructie plattegrond avoibruggen Figuur 73 Opbouw hotelgebouw Figuur 74 Opbouw vergadergebouw Figuur 75 (a) Plattegrond drijflichaam vergadergebouw Figuur 76 (a) Doorsnede vergadergebouw Figuur 77 (a) Natuurlijke ventilatie met PCM units (b) Multiprojectvloeren en aluminium aankleding Figuur 78 (a) 1. Natuurlijke ventilatie2. PCM untis (b) Multiproject vloeren Figuur 79 (a)en (b) Kerto Ripa Vloer met sparingen voor leidingen Figuur 80 (a) Krachten (b) Plattegrond drijflichaam (c) Momentenlijn Figuur 81 (a) Krachten (b) Plattegrond drijflichaam (c) Momentenlijn Figuur 82 (a) Aanzicht naar de bruggen x

12 1 De fascinatie: drijven 1.1 Persoonlijke fascinatie Op het moment van introductie op de ontwerplocatie op de RDM campus aan de Zuidoever van de Maas in Rotterdam kreeg ik inspiratie en fascinatie voor een drijvend gebouw. Een innovatieve, fascinerende manier van bouwen die maatschappelijk aansluit bij de wensen van bouwen in de toekomst. Mijn hele leven heb ik een fascinatie gehad voor water, watersport, zee en waterrust. Water straalt een bepaalde rust en frisheid uit, een één wording met de natuur zelfs in hyper stedelijke omgevingen. Voor stedenbouw en architectuur biedt de toevoeging van water een enorme esthetische en gevoelsmatige meerwaarde. Bovendien is ruimte in het verstedelijkte Nederland schaars en is er veel ruimte nodig voor bouwen en voor wateropslag. Het bouwen op water biedt innovatieve technische oplossingen en uitdagingen voor dit soort waterproblematiek. In het Design Research Project 1, wat in de eerste 3 maanden van het Graduation Project plaatvond, heb ik de water inspiratie uitgewerkt in een bewegend drijvend café bestaande uit twee onderdelen die door het getij telkens een andere compositie vormden. Het streven naar een dergelijke architectonische meerwaarde die een drijvende gebouw kan hebben op water ten opzichte van een gebouw op land is de architectonische uitdaging voor het afstudeerproject. Figuur 1 Drijven als architectonische meerwaarde 1.2 Noodzaak drijvend bouwen in de toekomst In Nederland bestaan al jaren drijvende gebouwen. Het zijn vooral woonarken van één of soms twee verdiepingen met een betonnen ponton, die in de grachten van grote steden liggen. In het begin van de 20e eeuw bewoonden armere bevolkingsgroepen overtollige houten boten, door de ontdekking van het stalen schip. Deze vorm van wonen had een goedkoop imago, zonder specifieke overheidsregelgeving. Nu in de 21e eeuw is de vraag naar drijvend bouwen aan het toenemen. De hoofdoorzaak hiervoor is de klimaatsverandering. De temperatuur op de aarde stijgt, waardoor ook het zeespiegelniveau zal stijgen en de kans op hevige regenbuien of juist extreme droogte neemt 1 Hablé, L; Design research Project (2010). 1

13 toe. Voor een grotendeels beneden de zeespiegel liggend land als Nederland kan dit voor problemen zorgen. Rivieren zullen meer water gaan bevatten. Wateroverlast zal in dichte stedelijke gebieden toenemen, waardoor meer ruimte dient te worden gereserveerd voor waterberging. Er zal hierdoor en mede door de aanhoudende verstedelijking in Nederland een schaarste ontstaan aan ruimte. Er is dus een groeiende ruimtebehoefte in Nederland, niet alleen voor wonen, werken en recreëren maar dus ook voor de berging van water. Waterbewust bouwen zoals bouwen met een drijvende fundering lijkt in de deltametropool hiervoor een perfecte oplossing. 2 Figuur 2 Economisch voordeel Hierdoor zal het water meervoudig kunnen worden gebruikt. En worden dure saneringen van vervuilde grond overbodig. Het meervoudig gebruik kan economisch veel opleveren, door dubbele opbrengsten en een investeringsvermindering ten opzichte van traditionele grondverwerving oplossingen van 600,=/m³, zie figuur 2. (a) (b) (c) (d) Figuur 3 (a) Klimaatverandering(b) Nederland Waterland (c) Vervuilde grond (d) Innovatief in toekomst Nederland is altijd een vooruitstrevend land geweest met het gebruiken, controleren en beheren van water. Drijvend bouwen zal dus aansluiten bij de innovatieve, technische ontwikkelingen van een waterland als Nederland. Er zijn op dit moment bedrijven bezig met het ontwikkelen en haalbaar maken van innovatieve drijvende steden, kassen en infrastructuur 2 Urhahn, G. Wonen in de Delta Metropool (2000) 2

14 1.3 Voordelen drijvend bouwen in de toekomst (a) (b) (c) (d) (e) Figuur 4 (a) Verplaatsbaarheid (b) Bouwfase los van productie (c) Levensloopbestendig (d) Modulair opbouwbaar (e) Volledig energie neutraal Naast de maatschappelijk en economische noodzaak van drijvend bouwen in de toekomst zijn er ook verschillende voordelen van drijven ten opzichte van bouwen op land. Gebouwen of infrastructuur kunnen volledig worden geprefabriceerd in fabrieken of op werkplaatsen. En vervolgens op hun drijflichaam worden vervoerd naar hun locatie. Waardoor de overlast in de bouw of sloopfase op de locatie kan worden verkort. Deze scheiding van assemblage en productie biedt tevens de mogelijkheid voor massaproductie. Een drijvend gebouw is verplaatsbaar over water. Door dit mobiele karakter is er een mogelijkheid gebouwen tijdelijke locaties te geven. Er kan op deze manier worden voldaan aan een fluctuerende vraag van verschillende functies op verschillende plekken. Dit zou oplossingen kunnen bieden voor tijdelijke problemen zoals huisvesting voor de sector vergrijzing in bepaalde regio s. De drijvende gebouwen zullen ook variabeler in te delen zijn, omdat uitbreiding of vergroting van extra delen van het gebouw mogelijk wordt door het verplaatsbare karakter. Hierdoor is modulair bouwen, in de zin van gebouwunits toevoegen of weghalen, een mogelijkheid. Een gebouw leent zich voor herbruikbaarheid en wordt levensloopbestendig. Leegstand zou een minder groot probleem kunnen worden door deze variabiliteit. (a) (b) (c) (d) (e) (f) Figuur 5 Voorbeelden van drijvend bouwen 3

15 In het buitenland worden gebouwstructuren aangepast op het klimaat of andere weersinvloeden. In New Orléans ontwikkelen ze na overstromingen door de orkaan Katrina drijvende systemen. In China en Japan zijn aardbeving vriendelijke bouwskeletten als gevolg van de vele aardbevingen of aardschokken. Waarom zouden we wachten met het ontwikkelen van nieuwe systemen of technieken totdat het te laat is? Duurzaam drijvend bouwen is een oplossing voor de maatschappelijke vraag die gepaard gaat met de klimaatsverandering. Een energie neutraal drijvend gebouw zou op deze vraag in kunnen spelen. 4

16 2 RDM campus 2.1 Vergaderhotel op de RDM campus Rotterdam behoort wereldwijd tot de grootste stedelijke vervuilers op het gebied van CO² door de vele havenactiviteiten. Omdat dit een negatief effect heeft op het broeikaseffect en dus de klimaatsverandering neemt de gemeente haar verantwoordelijkheid en streeft naar een 50% reductie van CO² in 2025 ten opzichte van de situatie in Er zijn op het gebied van milieu en energie meerdere advies organen ontstaan, zoals conform het advies van de Rotterdamse International Advisory Board (IAB) van 2006 het Rotterdam Climate Initiative. In 2007 is een advies uitgebracht over het thema Water. Rotterdam wil een waterkennisstad worden. Aanpassingen aan de gevolgen van de klimaatsontwikkeling, zoals de omgang met meer water en regen, is essentieel voor Rotterdam en een ambitieus watermanagement biedt vele economische kansen. (a) (b) Figuur 6 (a) Climative initiative (b) Gemeente Rotterdam In het kader van de oprichting van de RDM campus, gelegen in de Heysehaven aan de zuidoever van de Maas in Rotterdam, dienen onderwijs en onderzoeksinstellingen, partners uit het bedrijfsleven en de overheid samen te werken op het gebied van Research, Design and Manufacturing. Onder het motto Building, Moving and Powering ontstaan op het RDM terrein vele duurzame en innovatieve oplossingen en technologieën voor de bouw, mobiliteit en energie. (a) (b) Figuur 7 (a) Drijvend Vergadergebouw (b) RDM Campus Vanuit de ambities van de gemeente Rotterdam, het Rotterdam Climate Initiative en de RDM campus is de Heysehaven een ideale locatie voor het ontwikkelen van een innovatief drijvend gebouw. De plek waar internationale gasten innovatieve kennis over drijvend bouwen kunnen uitwisselen zal een meerwaarde bieden aan hun bezoek aan de waterkennisstad, Rotterdam. De uitwisselingen zullen plaatsvinden in een daadwerkelijk drijvend vergadergebouw, waar ook kan worden gelogeerd op kleine schaal en met een architectonische meerwaarde voor drijven. Het gebouw dient een voorbeeldfunctie te zijn voor de innovaties op het gebied van drijven waar op dat moment over wordt vergaderd. 5

17 (a) 2.2 RDM vroeger (b) Figuur 8 (a) Rotterdam Haven (b) RDM locatie De RDM campus is de locatie waar het innovatieve drijvende conferentie gebouw zal komen te liggen. De Rotterdamse Droogdok Maatschappij is in 1902 opgericht aan de zuidoever van de haven als voortzetting op de Maatschappij de Maas. De voormalige scheepswerf groeide vanaf de oprichting, er werden nieuwe schepen gebouwd en verbouwd. In 1914 werd gestart met de bouw van het tuindorp Heijplaat, voor het groeiende personeelsaantal, vlakbij de RDM. Het RDM terrein groeide uit tot één van de grootste werven in Europa, waar ook stoomschip de Rotterdam werd gebouwd uit de Holland Amerika Lijn. Ook opdrachten uit de defensie industrie, offshore en energiesector vonden plaats op de RDM campus. Het is altijd een groeiende en innoverende werf geweest die met de tijd meeging. Echter in 1983 ging het RDM concern failliet waarna het in bezit kwam van de Gemeente Rotterdam. 3 (a) (b) (c) Figuur 9 (a) RDM vroeger (b) Scheepswerf (c) RDM vroeger & toekomst 3 Internet bron RDM campus 6

18 2.3 RDM nu Vandaag de dag komen op het RDM terrein onderwijs, bedrijven en evenementen bij elkaar. Er wordt samengewerkt aan duurzame innovatie oplossingen op het gebied van bouwen, mobiliteit en energie. Building, Moving and Powering onder het motto: Research, Design & Manufacturing, een initiatief van Albeda College, Hogeschool Rotterdam en het Havenbedrijf Rotterdam. De vestiging van onderwijs, onderzoek en leerwerkplekken tezamen op één campus is bedoeld om kennis uit te wisselen, innovatie te stimuleren en mensen tezamen op te leiden voor de huidige en toekomstige arbeidsmarkt. Specifieke kennis wordt op deze manier tevens in het havengebied vastgehouden. En het innoverende karakter van de voormalige scheepswerf wordt op deze manier in de toekomst doorgezet. De visie van RDM Campus luidt: Figuur 10 Motto RDM RDM Campus wordt het oplaadstation van Nederland voor duurzame innovaties op het gebied van Building, Moving & Powering. RDM Campus biedt plaats aan ambitieuze studenten en (jonge) ondernemingen van klein tot groot, waarbij in een open omgeving samenwerkingsverbanden tussen deze gebruikers worden gestimuleerd voor de ontwikkeling van mensen, producten en diensten. 4 De RDM Campus bestaat uit enkele gebouwen rond de Dokhaven. De oude machinehal doet tegenwoordig dienst als het Innovation Dock, hierin bevinden zich het onderwijs en de verhuurbare ruimtes voor bedrijven. Het Figuur 11 Innovation Dock in de toekomst hoofdkantoor van de RDM bevindt zich in het Droogdok. Deze gebouwen fungeren samen met de dokloodsen als basis voor het nieuwe creatie en innovatie terrein. Het is wenselijk dat na succes van het concept meer bedrijvigheid zal gaan 4 Internet bron RDM campus 7

19 plaatsvinden op het terrein. Met de bus kan het tuindorp Heijplaat worden bereikt en ook een veerboot zorgt voor de verbinding met de andere kant van de haven. De functie verandering van scheepswerf met havenactiviteiten naar een innovatie centrum op het gebied van bouwen, transport en energie komt voort uit de ontwikkeling van de Maasvlakten. Omdat de huidige schepen te groot worden voor de oude, binnenhavens worden er op de Maasvlakte 1 en 2 nieuwe grotere havens gebouwd. Dit heeft tot gevolg dat de binnenhavens leeg komen te staan en de havenactiviteiten zich verplaatsen richting de Noordzee. Dit biedt voor stedenbouwkundigen, architecten en ontwikkelaars enorme mogelijkheden tot herontwikkelingen van het Rotterdamse Havengebied. Vooral voor drijvende gebouwen ontstaat veel ruimte, waar door verstedelijking in deze deltametropool in de toekomst veel gebruik van zou kunnen worden gemaakt. Figuur 12 Plattegrond RDM campus Figuur 13 Haventonwikkeling en ontstaan Maasvlakte 2 8

20 2.4 Masterplan Er is een analyse van het masterplan voor het RDM terrein gemaakt. 5 In het analyse document wordt een kort stukje geschiedenis beschreven van het RDM terrein. Het gebied wordt vervolgens onderverdeeld in zones en geanalyseerd op functie, mate van uniciteit, impressies, bereikbaarheid met openbaar vervoer over water en over land, bereikbaarheid met auto, bevolking, economie en bedrijvigheid, sociale aspecten, veiligheid en Figuur 14 RDM campus wonen. Het gebied wordt in kaart gebracht naast verschillende precedenten zoals iconische bouwwerken in de omgeving, stad en water, haven en stad. En er wordt een zonnestudie geïllustreerd. De stedenbouwkundige beslissingen voor het ontwerp zijn gemaakt op basis van dit masterplan. Om een beeld te krijgen van de industriële sfeer is hieronder een beeld geschept van de omgeving. (a) (b) (c) (d) (e) (f) Figuur 15 Industriële sfeer De belangrijkste conclusie uit de analyse van het masterplan is het vlekkenplan voor de toekomstige invulling van het gebied. Dit vlekkenplan is voor het ontwerp van het drijvende vergaderhotel gebruikt. Hieronder is de zonering van het masterplan te zien met daarbij de bereikbaarheid per openbaar vervoer. Omdat de bus en de Aqualiner slechts een lage capaciteit of frequentie hebben en een langzame verbinding met het stadscentrum, is in het masterplan een lightrail aangelegd. Hierdoor is het RDM terrein vanuit centrum Rotterdam 5 Stedenbouwkundige analyse en planvisie RDM heijplaat(2009). 9

21 beter en sneller te bereiken. Iedere zone in het vlekkenplan heeft een functionele, toekomstige bestemming. De zone van recreatie en RDM terrein zijn gebruikt voor het plaatsing van het vergaderhotel. Figuur 16 Masterplan 10

22 3 Ontwerp concept 3.1 Lokatie De zone van het RDM terrein en recreatie zijn uit het masterplan gekozen als locatie voor het drijvende vergadergebouw. Het RDM terrein dient als innovatie technology punt voor building, moving and powering, waar (inter)nationale gasten op af zullen komen vanuit de ambities van de gemeente Rotterdam en Climate Initiative. De gasten zullen voor conferenties naar het drijvende gebouw komen en kunnen op het RDM terrein praktijk voorbeelden en initiatieven aanschouwen georganiseerd door onderwijs en bedrijvigheid. De plaatsing van het drijvende gebouw bij het RDM gebied ligt op deze wijze voor de hand. Daarnaast is er een wens om ook recreatie toe te voegen aan het masterplan, dit zal gaan plaatsvinden op het quarantaine eiland. Het quarantaine eiland is een klein stukje groen midden in de industriële haven. Dit groene gebied zal volgens het masterplan op lange termijn worden uitgebreid en musea of andere recreatie doeleinden kunnen gaan huisvesten. Door het koppelen van het RDM terrein met het quarantaine eiland kunnen de gasten van het vergaderhotel zowel terecht bij de bedrijvigheid van RDM als bij de recreatie van het quarantaine eiland. Op deze manier is het hotel meer toegankelijk voor doeleinden anders dan de bedrijvigheid van het RDM gebied. Dit zal meerwaarde geven aan het RDM gebied. Een brug zal deze twee gebieden letterlijk koppelen. Het is een brug voor voetgangers en fietsers, die van het recreatiegebied naar het RDM gebied willen. De brug is toegankelijk voor taxi s en noodverkeer, maar niet voor auto s. Het drijvende vergadergebouw zal zich in het water aan de kant van het RDM gebied ten noorden van de brug bevinden. Zie onderstaande figuren. RDM CAMPUS RECREATIE LIGHT RAIL Figuur 17 Verbinding quarantaine eiland en RDM. 11

23 Een drijvend gebouw omringd door water en havenactiviteiten vraagt sterk om de benadrukking van deze industriële omgeving. Ten alle tijden is het wenselijk de haven met al zijn facetten te ervaren en te voelen. In aansluiting op het masterplan en de keuze voor de plaatsing van het gebouw tussen RDM en recreatie, is een industriële maasroute ontwikkeld. Tegenover het Innovation Dock zullen mensen het terrein binnenkomen. Dit is het centrale punt waar de Aqualiner aankomt, waar de bus stopt en waar de autoweg eindigt in een parkeerterrein. Per lightrail is ook het terrein via het quarantaine eiland te bereiken, door gebruik te maken van de fiets en loopbrug. Op dit centrale aankomstpunt zal de industriële maasroute starten. Langs het innovatiecentrum, waar de gebruiker van de route start. Tussen de oude loodsen van RDM door loopt de route, en tussen de gebouwen kun je kijken naar de Maas en de wind voelen. Opslag plaatsen voor tankers, containers, oude havenmaterialen dragen bij aan deze sfeer van de route. Als men om het Innovation Dock heen is gelopen, is een zichtlijn richting het quarantaine eiland vrijgehouden. Groen is tussen de twee gebouwen, aan de linkerkant van het RDM terrein, door in de verte te zien en ook de brug die er naartoe leidt. Boven de twee gebouwen uit steekt het drijvende gebouw. De industriële route vervolgd zich over de loopbrug, waar aan alle kanten water, wind en uitzicht is. Om de haven te blijven voelen, ook in het gebouw, is het eerste basis concept: de route industriële maasroute door te zetten in het drijvende gebouw. Je kunt als het ware een afslag van de route nemen en gebouw in. De afslag leidt naar een uitzichtpunt waar de Maas richting de Noordzee een bocht maakt. Grote schepen zijn vanaf hier te bezichtigen, de wind is wederom te voelen en het water is overal. Figuur 18 Loop en fietsbrug. Er is als basis voor het ontwerp concept een centrale kern van het gebouw genomen. Om deze kern heen vervolgt zich de industriële Maasroute door middel van loopbanen. De 12

24 optimale vorm van de kern is erop gebaseerd dat naar verschillende kanten kan worden gekeken. Als rechtdoor wordt gekeken vanaf de brug is het quarantaine eiland te zien, vanaf de T spitsing, die later de loopbaan of galerij zal worden is de bocht in de Maas richting de Noordzee te zien, na de T spiting keer je terug naar de brug en kijk je uit op de kade ten zuiden van het eiland. Een driehoekige vorm zorgt ervoor dat de route doorloopt en toch een vertakking heeft, waar op het uiterste punt het mooiste zicht is, de bocht van de Maas ten Noorden van het quarantaine eiland. Ervaring locatie VERBINDENDE BRUG Figuur 19 Ervaring vanaf de brug. 13

25 3.2 Uitgangspunten De basiskern waar loopbanen in een driehoekige vorm omheen lopen reageert op verschillende factoren uit de omgeving. De factoren wind, zon & zicht en water vormen samen met de gebieden die de brug door middel van de industriële maasroute verbindt, de randvoorwaarden die de ontwerp uitgangspunten bepalen Wind Voor een drijvend gebouw is scheefstand een maatgevend probleem, door de wind zal een gebouw gefundeerd op water sneller scheef gaan staan, al dan niet omklappen. In het technische ontwerp dient hiervoor een oplossing te worden gezocht. Maar ook architectonisch is het slim ontwerpbeslissingen te nemen die ervoor zorgen dat het gebouw zo min mogelijk last heeft van de wind. De in Nederland overwegend Zuidwesten wind zal door de driehoekige vorm van de plattegrond, niet loodrecht op de gevel staan maar er grotendeel langs razen, waardoor minder krachten op de gevel zullen staan. ERVARING VAN DE WIND Bron: Figuur 20 Invloed wind Het voelen van de wind is wel wenselijk en dan vooral op de terrassen van het gebouw of op de loopbanen die om de driehoekige kern lopen en zich buiten bevinden. Het ervaren van de wind zal bijdragen aan het buiten en haven gevoel, wat een architectonische meerwaarde geeft voor de bezoeker omdat op het water de wind extra te voelen is Zon & zicht De aftakking van de industriële maasroute, over de brug zorgt voor optimale zichtlijnen. De ene zichtlijn laat de RDM campus van dichtbij zien, de campus met het industriële karakter met kranen en containers. Het uitzicht naar de Maas is een verre zichtlijn, waar schepen varen en de bebouwing op de oevers te zien is met in de ene richting de skyline van 14

26 Rotterdam en de andere richting de bocht die de Maas maakt richting de Noordzee. Ook het recreatie gebied op het quarantaine eiland en de zuidoever onder het eiland omringd door water is een zichtlijn. Al deze lijnen zijn te aanschouwen vanuit de driehoekige plattegrond van het gebouw. Aan de Noordzijde van het gebouw zijn hotelkamers, met optimaal uitzicht op de maas en daarbij rustig en koel. Aan de zuidzijde is het hotel opengesteld waardoor veel zon het gebouw binnenkomt. De centrale kern heeft uitzicht en buitenruimte op het zuiden. ZICHTLIJNEN ONTSTAAN DOOR VERSCHUIVING Figuur 21 Zichtlijnen ERVARING VAN DE ZON Figuur 22_Invloerd van de zon 15

27 3.2.3 Water De randvoorwaarden van water zijn voor een drijvend gebouw essentieel. De eerste randvoorwaarde die het water op dit gebied heeft is een verschil tussen eb en vloed. Het maximale verschil tussen hoog en laag water is 2,40m in de haven van Rotterdam. Dit verschil is maximaal, dus in de doorgaande dagen minder groot. Het tij verschilt vier keer per etmaal, maar maandelijks of jaarlijks zal de waterhoogte niet erg verschillen. Het ontwerp voor het drijvende vergadergebouw zal, net als het Design Research Project, een architectonische meerwaarde moeten uitdrukken voor drijven. Er wordt hiermee bedoelt te (a) (b) (c) (d) Figuur 23 (a) Eb en vloed verschil maximaal 2,40m (b) Diepte Maas 15m (c) Stroming verwaarloosbaar(d)vuistregel diepgang drijflichaam streven naar een ontwerp tool die een drijvend gebouw zou kunnen hebben en een normaal gebouw op land niet. Deze tool wordt in dit project gehaald uit het verschil tussen eb en vloed. Een drijvend gebouw beweegt verticaal mee met het water en een gebouw gefundeerd op palen in het water niet. Dit verschil tussen een vast en een bewegend gebouw kan zich op land niet voordoen en op het water wel. Het bewegende gebouw heeft een referentiepunt bij het vaste gebouw, waardoor het bewegen wordt benadrukt. Dit concept idee wat zich versnelt voordoet in een sluis, wordt toegepast. De ruimtes tussen de twee gebouwen zullen ook bewegen om transport mogelijk te maken. Zowel de tussenruimte als het referentie beeld tussen vast en bewegend worden uitgewerkt als architectonische meerwaarden van het gebouw op water ten opzichte van een gebouw op land. Het gebouw bestaat uit drie delen, waarvan 1 deel op palen is gefundeerd en de andere twee gebouwen op een drijflichaam. Het hoogte verschil tussen de gebouwen wordt 16

28 opgevangen door beweegbare hellingbanen die tevens de uitzichtplekken zullen zijn. Op deze manier is de verplaatsing van vast naar drijvend gebouw een architectonische meerwaarde omdat de compositie van de drie gebouwen 4 keer per etmaal veranderd. Hiernaast kan een drijvend gebouw zich verplaatsen over het water, daarom is 1 deel van de 3 gebouwen horizontaal verplaatsbaar door middel van een duwbootje waardoor vergaderingen midden op de Maas zouden kunnen plaatsvinden. Een andere architectonische meerwaarde zijn de vele buitenruimtes die het gebouw heeft, deze ruimtes vergroten de relatie met het water en het industriële unieke uitzicht. Naast eb en vloed is de diepgang van de Maas, die op de ondiepste uitgegraven plekken 15 m is, een randvoorwaarde. Het drijflichaam mag niet dieper steken dan 12m, waarbij de overige 3m veiligheidmarge is en tevens nodig voor ecologische doorstroom van het water. De stroming die het tij veroorzaakt is echter te verwaarlozen in de Heijsehaven, waar het gebouw komt te liggen. Dit is gunstig voor het aanmeren van het drijvende gebouw. BEWEGEN VERTICAAL OVER WATER BEWEGEN HORIZONTAAL OVER WATER ERVARING VAN WATER EB & VLOED VERSCHIL 2,40M Figuur 24 Verticale en horizontale beweging over water 17

29 3.3 Programma Overdag en s nachts Het RDM terrein is momenteel ingericht op bedrijvigheid en onderwijs wat zich voornamelijk gedurende de dag afspeelt. Een vergadergebouw sluit hierbij aan en zal het gebouw gedurende de dag betrekken bij de RDM campus gebouwen. Door bij het vergadergebouw ook een hotel te plaatsen wordt het gebied ook buiten werktijden gebruikt. Bovendien ontstaan er meerdaagse vergadermogelijkheden. Een restaurant en bar behorend bij het drijvende centrum zullen vermaak ook s avonds mogelijk maken. Vooral in combinatie met de toekomstige ontwikkelingen van het culturele en recreatie gebied op het quarantaine eiland. Het hotel, het restaurant en de bar dienen een dermate drijvende meerwaarde te hebben waardoor gasten op het RDM terrein zullen blijven slapen in plaats van het centrum van Rotterdam. Dit is een architectonische opgave die door eb en vloed zal worden geleverd. Door de zalen voor vergaderingen multifunctioneel te maken zullen ook culturele uitvoeringen, zoals toneel, dans en kunst op de Maas kunnen worden opgevoerd en zal het RDM gebied ook buiten werktijden, s avonds en s nachts een trekpleister worden Functies Functie Aantal Personen Extra 1. Multifunctioneel auditorium/ theaterzaal Uitzicht haven 2. Vergaderruimtes 10 10, 20 of 50 Combineerbaar 3. Hotelkamers 40 2, 3 of 4 4. Bar/restaurant Hoog gelegen Uitzicht haven 5. Multifunctionele ontvangshal Tabel 1 Functies in het gebouw Het drijvende vergadercentrum zal bestaan uit verschillende ruimtes van varierende groottes. Waardoor het drijvende gebouw in de toekomst ook voor andere doeleinden kan worden gebruikt. Het conferentiegebouw zal in ieder geval een multifunctioneel auditorium/theaterzaal, verschillende grootten vergaderruimtes, hotelkamers, een 18

30 bar/restaurant, een grote multifunctionele ontvangsthal met informatiedesk, sanitaire ruimten en een garderobe huisvesten. Deze functies zijn niet alleen voor de zakelijke gasten, maar zijn toegankelijk voor alle bezoekers van de RDM campus Routing De hoofdentree van het gebouw bevindt zich in het driehoekige vaste gebouw. Via de brug komt men het driehoek gebouw binnen op de eerste verdieping. Buiten voor de entree is een taxi standplaats en ruimte voor fietsen op de brug. Vervolgens kun je je in dit entree gebouw verticaal bewegen door middel van de liften op de trap. De verdiepingen fungeren als foyer voor de hotelkamers, hebben een glazen gevel waardoor het uitzicht over de maas en op het water te zien zijn. Ook is vanuit dit gebouw de verticale beweging van de twee hieraan vast liggende drijvende gebouwen te zien. Het rechter, langwerpige gebouw is het hotelgebouw. Het heeft verschillende naast elkaar liggende kamers met buiten ruimtes aan de voor en achterzijde van de kamer. Vanaf de foyer verdiepingen lopen scharnierende bruggen over het water naar de hotelkamers. Het is dus de bedoeling dat je eerst verticaal in het driehoeksgebouw omhoog gaat en daarna per brug naar je hotelkamer. Op de bovenste verdiepingen van het hotel gebouw en het driehoekige gebouw bevinden zich het restaurant en de bar, verbonden door een zelfde scharnierende brug. In het drijflichaam zijn voorzieningen van het hotel zoals een wasserette en ook een sauna aanwezig. Voor externe bezoekers is dit bereikbaar via de open foyer verdieping op de begane grond van het hotelgebouw aangegeven op de afbeelding in blauw. Ook vanuit het driehoeksgebouw is het tweede drijvende gebouw te bereiken, namelijk het vierkante vergadergebouw. In plaats van scharnierende bruggen zijn 3 aviobruggen ook wel vliegtuigslurf bruggen gebruikt. In het drijflichaam van het vergadergebouw bevindt zich een grote multifunctionele zaal. Daarboven een foyer verdieping waar ook de entree voor de zaal is. Transport gebeurd verticaal aan de rechterzijde van het gebouw. En links is op elke verdieping een vergroot of verkleinbare vergaderzaal door middel van schuifwanden. Ook zijn er buitenruimtes waar bijvoorbeeld kan worden gepauzeerd en kan worden genoten van het uitzicht. 19

31 (a) Figuur 25 (a) Functies (b) Routing 20

32 4 Engineering onderzoek 4.1 Typologieën drijflichamen Bouwen op water kan op verschillende manieren. Een gebouw kan op een conventionele manier worden gefundeerd op palen, waarbij water het gebouw omringd. Bij een palenfundering kan ook water zich onder het gebouw bevinden, waardoor het lijkt of het gebouw zweeft boven het water. Dan zijn er half op palen gefundeerde, half op drijflichaam gefundeerde gebouwen, amfibische funderingen. Hierbij drijven de funderingen bij hoog water en zakken ze bij laag water op de palen fundering. Tot slot zijn er verschillende typologieën van drijvende funderingen Stalen Buizen In de scheepsbouw en in de offshore wordt gebruik gemaakt van stalen bodems om op te drijven. Staal heeft een hoge soortelijke massa, maar ook een hoge sterkte. Er is weinig staal nodig om een sterke constructie te bouwen. Op deze manier kan een relatief licht drijf systeem worden ontwikkeld, met een hoge sterkte. Als drijfsysteem is het van belang dat het stalen element volledig is afgesloten waardoor lucht niet kan ontsnappen en dus voor drijfvermogen kan zorgen. Het zwaartepunt van het drijfsysteem van stalen buizen zal hoog liggen, waardoor de stabiliteit laag is. Om deze reden worden stalen drijfsystemen vaak diep in het water gelegd. Staal in water is onderhoudsonvriendelijk. Er zullen mossen en algen op het materiaal groeien, waardoor het niet een heel vaak toegepaste drijfvorm is. (a) (b) (c) Figuur 26 Stalen drijflichaam waterwoning Herman Herzberger 21

33 4.1.2 Betonnen casco Een betonnen bak als drijflichaam wordt vaak toegepast in woonarken. Het is een zware constructie waardoor opdrijven geen problemen kan veroorzaken, maar zinkbaarheid een risico is, bij geval van lekkage of brand. Het zwaartepunt zal laag komen te liggen. Het is een goedkope manier van funderen op water. Er kan met een betonnen drijflichaam zodanig diepgang worden gehaald, tussen de 0,75m en 2m, dat een kelder of installatie ruimte mogelijk is. (a) (b) Figuur 27 Betonnen drijflichaam Er zijn drie vormen van betonnen casco s: een open caisson, een gesloten caisson en een omgekeerde bak. Een open caisson is een betonnen bak die open is aan de bovenkant. De onderplaat kan een overspanning van 7 meter behalen. Voor grotere overspanningen zal een balkenrooster moeten worden toegepast. Een gesloten caisson is aan de bovenkant en aan de onderkant gesloten. De tussenruimtes zijn onderverdeeld in compartimenten, die tevens een balkenrooster vormen en dus voor grotere overspanningen kunnen zorgen. De gesloten ponton is zwaarder dan de open ponton, waardoor het zwaartepunt lager komt te liggen en het drijflichaam stabieler is. De massa van de opbouw op een gesloten ponton zal echter beperkt moeten blijven. Een omgekeerde bak is een variant op deze twee vormen van betonnen drijflichamen. Deze bak heeft geen betonnen onderzijde. Het systeem blijft drijven door de gecomprimeerde lucht die niet kan ontsnappen door de betonnen zijkanten en bovenkanten van de bak. Het is een lichtere bak, waardoor het zwaartepunt hoger ligt en het systeem minder stabiel is. (a) (b) (c) Figuur 28 (a) Open caisson (b) Gesloten caisson (c) Omgekeerde bak 22

34 4.1.3 EPS met betonschijf Geëxpandeerd polystyreen schuim(eps) wordt toegepast in de variant van de omgekeerde betonnen bak. De luchtlaag in dat systeem wordt vervangen door EPS, waardoor de betonnen schil minder dik hoeft te zijn. Het is vergelijkbaar met een sandwichprofiel. EPS heeft een lage dichtheid in vergelijking met beton. Hierdoor ligt het zwaartepunt hoger waardoor de opbouw zwaarder kan worden gerealiseerd. De diepgang van een fundering met EPS en beton ligt meestal rond de 0,5 m. De stabiliteit van dit lichte systeem zal minder hoog zijn, waardoor het systeem vaak wordt toegepast met een grote breedte. De dichtheid van EPS is lager dan water, waardoor het materiaal onzinkbaar is (ρ EPS= 10 kg/m3; ρ beton= 2400 kg/m3; ρ water = 1000 kg/m3). Een nadeel van het systeem is dat er geen ruimte is voor een kelder of installatie systeem in het drijflichaam. Figuur 29 EPS met betonschijf EPS met betonskelet Dura Vermeer heeft een variant op dit principe ontwikkeld: Flexbase. Er wordt hierbij EPS in een betonnen skelet aangebracht, in plaats van de betonnen bak met EPS. Er ontstaat een stijf drijflichaam, wat niet zwaar is. De verschillende lichamen kunnen door het skelet ook stijf aan elkaar worden gekoppeld, waardoor het een geschikt systeem is om grote oppervlakten mee te realiseren, zoals drijvende landbouwkassen. Op de drijfelementen wordt een afwerklaag beton gestort wat de verschillende lichamen tot één systeem maakt en de krachten verdeeld. (a) (b) Figuur 30 (a) Flexbase Floating Roses (b) Flexbase plateau 23

35 Een systeem ontwikkelt sinds 2005 op de TU Delft door Ties Rijcken is een geïntegreerd frame van beton met EPS. Hierbij zorgt het beton voor de sterkte en het EPS voor het drijfvermogen. In een mal wordt het EPS vervormd, hierdoor kan het drijflichaam alle gewenste vormen aannemen. Ook de geometrie van het betonnen frame kan op deze manier worden bepaald. Net zoals bij Dura Vermeer s drijflichamen wordt gebruik gemaakt van vezel hoogwaardig versterkt beton. Hierdoor is de toepassing van wapening overbodig. Het systeem is sterk en stijf door het betonnen frame, kan worden gemaakt in de des gewenste vorm en heeft een lage massa. (a) (b) (c) (d) Figuur 31 Drijfsysteem Ties Rijcken Toekomstige drijfsystemen Er wordt momenteel onderzoek gedaan naar de optimalisatie van het drijfsysteem. Waarbij de volgende eisen worden geoptimaliseerd en onderzocht: a. Vormvrijheid b. Licht gewicht c. Hoge sterkte, goede stabiliteit d. Water vriendelijk materiaal e. Makkelijke produceerbaarheid f. Plaats voor (nuts)voorzieningen 24

36 (a) (b) Figuur 32 (a) Floating roses (b) Amfibische woningen Maasbommel Er worden ook alternatieve manieren van drijven onderzocht. Dura Vermeer heeft amfibische waterwoningen gerealiseerd in Maasbommel, gefundeerd op een betonnen bak voor het drijven en betonnen palen voor de conventionele fundering op palen. Door het tij zijn de huizen soms in drijvende positie en soms in vaste positie. Op het EPS flexbase systeem zijn verschillende varianten ontwikkeld zoals flexbase heavy en flexbase light. Dit product kan op verschillende projecten worden toegepast. Enkele voorbeelden hiervan zijn de drijvende kassen van Floating Roses, het ontwerp voor het werkeiland in de Heysehaven, het drijvend paviljoen in de Koolhaven en de drijvende PreChoiseSystem woningen in de Nassauhaven Rotterdam. Momenteel ontwikkelt Dura Vermeer Business Development samen met Acciona en nieuw drijfsysteem bestaande uit een basis module van polystyreenschuim, luchtdelen en composieten (glass fiber reinforced polymers) om aan alle eisen te voldoen. Bovendien zou het materiaal puntbelasting bestendig zijn en zou er relatief weinig materiaal nodig zijn, waardoor kosten kunnen worden bespaard. Het systeem bestaande uit modules is koppelbaar, waardoor het in vele verschillende groottes zou kunnen worden uitgevoerd. De modulaire opzet verzorgd een brede marktwaarde en mate tot massaproductie voor het product. (a) (b) (c) Figuur 33 (a) Logo Dura Vermeer (b) Logo Acciona (c) Floatec systeem 25

37 (a) (b) (c) Figuur 34 (a) (b) (c) Alternatieve modulaire systemen voor Floatec 4.2 Hoogbouw op water, het technische onderzoeksdoel De ontwikkeling van deze systemen zijn erg interessant voor lage en stabiele opbouw van gebouwen. Door de lage dichtheid en massa van de materialen en drijflichamen ligt het zwaartepunt relatief hoog, waardoor de stabiliteit van het drijvende gebouw een maatgevend probleem wordt. Om deze reden zijn er tot op het heden dan ook geen drijvende gebouwen ontwikkeld met meer dan 4 verdiepingslagen. De maximale hoogte van drijvende gebouwen is momenteel ongeveer 10m, wat overeen komt met drie verdiepingen. Voor het ontwerpen van een drijvend gebouw met meer dan 4 verdiepingen, meer dan 12 m hoogte, is een innovatief drijflichaam noodzakelijk. Stabiliteit en diepgang zijn hierbij grote aandachtspunten. Het technische doel van het onderzoek is dan ook op de grens van het mogelijke een creatieve oplossing te zoeken voor de vraag naar drijvende hoogbouw. Hiervoor dient een innovatief, creatief en generiek toepasbaar drijflichaam te worden ontworpen, voor meer dan vier verdiepingen. Dit technische onderzoeksdoel is samen met Jan Willem Roel vastgesteld. Hij is de initiatief nemer van flexbase Figuur 36 Metacentrum ten opzichte van Zwaartepunt en werkzaam voor Dura Vermeer Business Development. Uit Figuur 35 Drijvende situatie in evenwicht maatschappelijke overwegingen is een flexibel indeelbaar programma voor het congrescentrum, wenselijk. Op deze manier kan de functie van het gebouw in de loop van de tijd evolueren. Een uitdagende, creatieve en bijpassende hoofddraagstructuur voor deze flexibiliteit, die bovendien is te combineren met drijven en hoogbouw is de tweede technische doelstelling van dit onderzoek. Uit het theoretisch kader van Technical background study van Martijn van Winkelen 6 zijn de basis principes van het drijven en hoogbouw onderzocht. De basis conclusies uit dit onderzoek zijn: 1. De wet van archimedes beschrijft in 6 Winkelen van, M; Technical background study (2007). 26