Technische concepten uit de bouw in beeld

technische concepten wtcb

Op vraag van de Technische Comités heeft het onderzoekscentrum van het WTCB aan de hand van animaties verschillende technische concepten uit de bouw in beeld gebracht. Het gaat om korte filmpjes waarin technische concepten die moeilijk met woorden uit te leggen zijn op een zeer visuele manier voorgesteld worden. 

In deze animaties, die 3 tot 4 minuten duren, komen alleen de essentiële aspecten aan bod, zonder dat de technische kwaliteit van de inhoud eronder lijdt. Ze zijn bedoeld als aanvulling op de meer uitgebreide publicaties, steeds terug te vinden zijn op de WTCB-website voor wie meer wenst te weten over een bepaald onderwerp. Aangezien de website geoptimaliseerd is voor zoekmachines, hoef je alleen maar ‘WTCB’ in te geven in de zoekbalk, gevolgd door het onderwerp dat je interesseert om de gewenste informatie te vinden.

De komende maanden volgen een dertigtal van deze animaties met technische concepten uit de bouw in beeld waarbij de verschillende beroepen door de Technische Comités vertegenwoordigd, betrokken zijn. De reeks start met drie animaties die de basisprincipes van akoestiek, de installatie van sanitaire expansievaten en de brandveiligheid van gevels illustreren.

Levenslang thuis met de comforttool

levenslang thuis met de comforttool

Levenslang thuis met de comforttool? Specifieke wensen voor en behoeften in en aan je woning krijgen concrete invulling door gebruik van de comforttool. Niet alleen wordt op die manier het comfort in je woning verbeterd, ook helpt de tool de juiste vragen te stellen aan architect, aannemer of makelaar.

De comforttool werd ontwikkeld door onderzoekers van de Faculteit Architectuur en kunst van de Universiteit Hasselt. De tool is wetenschappelijk onderbouwd en gebruikt de principes van Universal Design en energie-efficiëntie. Het gereedschap is ontwikkeld in het kader van de Proeftuin Mutatie+, gefinancierd door het Vlaamse Agentschap Innoveren & Ondernemen (VLAIO). Het consortium Mutatie+ streeft naar het levensloopbestendig renoveren van (sociale) mutatiewoningen tot Bijna-Energie-Neutrale (BEN) woningen (E30-peil) met prioritaire aandacht voor de verbetering van de gebouwschil, gecombineerd met aanpassingen die levenslang wonen mogelijk maken.

De comforttool kan gratis gebruikt worden en heeft geen commerciële doeleinden. De opzet wil bewoners in contact brengen met de juiste informatie en experts zodat ze een comfortabel huis kunnen bouwen waarin ze zich thuis voelen tijdens alle fases van hun leven. Levenslang thuis met de comforttool; om een goed gevoel aan over te houden!

Kwantificeer milieu-impact met TOTEM

TOTEM

Op Batibouw 2018 werd TOTEM gelanceerd; een digitale interface waarmee de Belgische bouwsector aan de slag kan om de milieu-impact van gebouwen te kwantificeren en op die manier ook te verminderen.

Onder invloed van Europese voorschriften voor de energieprestaties van gebouwen (EPB) werkte de sector de afgelopen jaren intensief aan de vermindering van het energieverbruik van gebouwen. Hierdoor zijn de prestaties sterk geëvolueerd.
Maar gebouwen met de beste energieprestaties vereisen meer materialen en kennen meer complexe technische installaties. Zo werden aan de klassieke constructie-elementen steeds meer isolatiematerialen toegevoegd, zonnepanelen, ventilatiesystemen en andere noodzakelijke elementen nodig om energiezuinige gebouwen te laten functioneren.

De milieu-impact gelinkt aan het energieverbruik tijdens de gebruiksduur van een recent gebouw neemt gevoelig af in vergelijking met oude, slecht geïsoleerde gebouwen. Vanuit die optiek zijn het dus vooral bouwmaterialen zelf die verantwoordelijk zijn voor het grootste deel van de milieu-impact, tot meer dan 50% van de globale impact.
In elke fase van zijn levenscyclus verbruikt een gebouw(element) hulpbronnen en ontstaan er emissies (output) met vaak een gevaarlijke impact op het milieu (grijs water, uitlaatgassen, gevaarlijke hulpproducten, CO2, …). Dit kan resulteren in vervuiling van water, lucht en bodem en zelfs ecosystemen vernietigen en op die manier bijdragen aan verlies aan biodiversiteit. Niet in het minst kan het ook de gezondheid van de mens en andere levende wezens schaden.

Precies het geheel van deze effecten met milieu-impact moet geïdentificeerd, geïnventariseerd en geclassificeerd worden, zodat een evaluatie op een wetenschappelijk onderbouwde manier kan gebeuren.
TOTEM heeft als voornaamste doelstelling om de kennis en inzicht te verspreiden op het vlak van milieuprestaties van gebouwen en de dialoog te faciliteren binnen de bouwsector. Met de tool is het mogelijk om op een uniforme manier, neutraal en aangepast aan de specifieke Belgische context, de milieuprestaties van gebouwelementen en gebouwen te berekenen en daarover te communiceren.

TOTEM header

BEN of Bijna Energie Neutraal

BEN of Bijna Energie Neutraal

BEN of Bijna Energie Neutraal, dat predicaat verdient elke woning die een K-peil van 30 en een E-peil van 8 haalt.

Het E-peil is een maat voor de energieprestatie van een woning en de vaste installaties ervan in standaardomstandigheden. Hoe lager het E-peil, hoe energiezuiniger de woning is. Het E-peil hangt af van de thermische isolatie, luchtdichtheid, de compactheid, oriëntatie en bezonning van het gebouw. Daarnaast beïnvloeden ook de vaste installaties (voor verwarming, warmwatervoorziening, ventilatie, koeling en verlichting) van het gebouw deze maatstaf.

Bouw- en verbouwprojecten waarvoor een bouwaanvraag of een melding nodig is moeten aan de EPB-eisen en de EPB-procedure voldoen. Deze eisen worden regelmatig aangescherpt en bereiken tegen 2021 het niveau BEN of Bijna Energie Neutraal bouwen.
Het bijzondere aan BEN-woningen is niet alleen dat ze erg weinig energie verbruiken voor verwarming, ventilatie, koeling en warm water. De energie die dan nog nodig is halen ze hoofdzakelijk uit groene energiebronnen.

Monumentenzorg en erfgoedzaken

meetkam

Al roept het begrip monumentenzorg en erfgoedzaken misschien niet meteen een gevoel op van high-tech engineering, toch ligt de realiteit daar soms niet ver van af. Hierbij kun je denken aan het gebruik van 3D-printen maar het kan ook op een meer traditionele manier.

Een voorbeeld. Ook als een gevel op de lijst van beschermde monumenten geplaatst is kunnen onderdelen als ramen in slechte staat en dringend aan vervanging toe zijn. In een dergelijk geval wordt het bestaande raam tot in het kleinste detail opgemeten. Gespecialiseerde aannemers bouwen dit dan in hun atelier op traditionele wijze na.

Ideaal hulpmiddel bij een dergelijke opmeting is de meetkam of profielaftaster. Je drukt de kam op het profiel van een raam. Door middel van smalle staafjes krijg je een nauwkeurige en preciese weergave van dit profiel. Wat je vervolgens op een blad papier over kan brengen.

monumentenzorg en erfgoedzaken

3D model uit pointcloud

3D model uit pointcloud

Het ontwikkelen van een 3D model uit pointcloud of puntenwolk, is dat een realistisch scenario of of juist een bron van ergernis?
Door voortschrijdende mogelijkheden van de technologie is deze uitdaging vandaag zeker haalbaar maar vereist wel de nodige oefening en kennis.

In een eerste stap wordt door aftasting van objecten met een 3D-laserscanner een verzameling van 3D-coördinaten (een pointcloud of puntenwolk) verkregen. Maar deze pointcloud blijft letterlijk een wolk van punten en het vereist een modelleur om uit de miljoenen ingescande punten juist diegene te kiezen die de structuur en omtrek van het object weergeven.
Vervolgens daagt, beetje bij beetje, object per object uit de puntenwolk die uiteindelijk plaatsmaakt voor een 3D model.

In onderstaand voorbeeld van een 3D model uit pointcloud verschijnt stap voor stap een ietwat vervallen, te restaureren, schuur vertrekkend van de gescande puntenwolk.

Constructieve engineering

constructieve engineering

Constructieve engineering of de wereld van de constructieve ingenieur wordt steeds uitdagender met complexe architectuur die het randje van het maakbare opzoekt terwijl de nadruk ligt op energie-efficiency en duurzaamheid. Om een en ander tot een goed einde te kunnen brengen is optimale communicatie tussen de verschillende disciplines vereist, moet de project-data altijd up to date zijn en op elk moment door iedereen geraadpleegd kunnen worden.

Binnen een Bouw Informatie Model (BIM) wordt door diverse softwareapplicaties op een intelligente manier informatie van virtuele modellen met elkaar gedeeld op een open platform met respect voor alle betrokken bouwpartners. Het uitwisselingsformaat hiervoor is IFC2x3.

Het is dan ook een verrassing dat voor structuuringenieurs, die instaan voor de dragende elementen van de constructie, vandaag de wereld van BIM over het algemeen nog vreselijk ver van hun bed blijkt. Terwijl veel van de gebruikte rekensoftware wel met IFC overweg kan en geometrie objecten naar een rekenmodel geconverteerd kunnen worden. En vice versa.
De hoogste tijd voor een stevige inhaalslag?!

Computational Fluid Dynamics

cfd

Met Computational Fluid Dynamics of kortweg CFD wordt een wiskundig model opgemaakt voor het oplossen van fysische vergelijkingen uit de stromingsleer. Vergelijkingen in verband met massa, impuls, warmteoverdracht en concentraties worden hierbij voor een 3D-ruimte opgelost en kunnen verder gebruikt om zowel interne als externe stromingen van lucht en warmte inzichtelijk te maken. Op die manier kan CFD in architectuur, engineering en constructie (AEC) ingezet voor klimaatbeheersing, windhinder- en windbelastingsanalyses.

computational fluid dynamicsHiernaast is CFD een steeds vaker gehanteerde methode om onderzoek te doen naar de afvoer van rook en warmte bij brand. Naast beheersbaarheid van de brand kun je daarbij ook denken aan veilig vluchten en uiteindelijk zelfs het mogelijk bezwijken van constructies.

Toepassing van CFD in de bouw levert absoluut meerwaarde naar duurzaamheid en BIM, vooral in de ontwerpfase wanneer nog relatief eenvoudig noodzakelijke veranderingen kunnen worden aangebracht aan het ontwerp.

Additive manufacturing

print_beton

Gegevens in een BIM kunnen afkomstig zijn van de ontwerper of ingenieur. Aan de hand van deze gegevens kan een weergave ontwikkeld worden, plannen bijvoorbeeld, maar even goed een 3D-model. Met behulp van Additive Manufacturing (3D-printen in de wandelgangen) kan dit model vervolgens op een bepaalde schaal maar even goed op ware grootte vormgegeven worden.

Op de faculteit Industriële Ingenieurs Wetenschappen van de Thomas More Hogeschool (campus De Nayer) loopt van 2012 tot 2016 een doctoraatsonderzoek naar 3D printen met beton voor bouwkundige toepassingen, met name het toepassen van (stalen) wapening in het productieproces.

additive manufacturingNadat ontwerp en analyse van de constructie in het BIM verwerkt zijn wordt verder van deze gegevens gebruik gemaakt om te printen. In de eerste plaats gaat hierbij nu de aandacht naar kunstmatige 3D structuren (zo leveren open cellen een materiaalbesparing tot 80% op), controle over het printproces en het uitwerken van een proof of concept.

Analyse van een bouwknoop

bouwknoop

Door de analyse van een bouwknoop (ook thermal bridge analysis genoemd) zoals atelier3v die uitvoert op basis van een architectonisch BIM krijg je alle relevante antwoorden, zowel cijfermatig als grafisch, in een kleurrijk rapport. Dat kan bijvoorbeeld antwoord zijn op de vraag wat het temperatuurverloop in dit bouwtechnisch detail bedraagt. Of zicht op hoe het warmtetransport door die bouwknoop precies verloopt.

Een dergelijke analyse van een bouwknoop kan in principe uitgevoerd worden op alle bouwkundige data welke in correct IFC2x3 formaat aangeleverd wordt. Aan de hand van het uiteindelijk resultaat van de bouwknoopanalyse kan bekeken worden of dit in die context aanvaardbaar is en kunnen eventueel verbeteringen voorgesteld en vervolgens doorgerekend worden.

Analyse van een bouwknoop 1Analyse van een bouwknoop 2