115
T H E E N D L E S S R O T A T I O N Studenten: ing. ROBERT FRANSEN ing. WILLEM KOK ing. KEVIN VERMEULEN Begeleider: dr. ir. DHR. K. VOLLERS Msc.1: ARCHITECTURAL ENGINEERING Vakcode: AR1B081 Datum: 29 – 06 – 2010 [4030958] [4032772] [4030494] P R O J E C T B O E K

The Endless Rotation

Embed Size (px)

DESCRIPTION

The Endless Rotation Final Report

Citation preview

Page 1: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

Studenten: ing. ROBERT FRANSENing. WILLEM KOKing. KEVIN VERMEULEN

Begeleider: dr. ir. DHR. K. VOLLERS

Msc.1: ARCHITECTURAL ENGINEERING

Vakcode: AR1B081

Datum: 29 – 06 – 2010

[4030958][4032772][4030494]

P R O J E C T B O E K

Page 2: The Endless Rotation

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]2

Page 3: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERINGdr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081

VOORWOORD

3

VOORWOORDVoor u ligt het rapport waarin wordt doorgewerkt op het eerder gekozen scenario vanuit de individueleweken. Hierin zal dieper worden ingegaan op de uitwerking van dit scenario naar een werkend principedat voldoet aan verschillende bouwtechnische en esthetische eisen waardoor het een realistisch,innovatief en uit te voeren ontwerp wordt.

In dit verslag wordt duidelijk gemaakt hoe vanuit een analyse het ontwerp is gedefinieerd en uitgewerkttot tekeningen en een werkend prototype.

Dit project is onderdeel van de Master Architectural Engineering / Building Technology aan deTechnische Universiteit Delft met als hoofdcontactpersonen de heren ir. P.M.J. van Swieten (Semestercoördinator) en dr. ir. K. Vollers (Begeleider project).

Delft, juni 2010

ing. Willem Kok4032772

ing. Kevin Vermeulen4030494

ing. Robert Fransen4030958

Page 4: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]4

INHOUDSOPGAVE

VOORWOORD 3

INHOUDSOPGAVE 5

INLEIDING 6

1.0 STARTDOCUMENT 7

2.0 SCENARIO EN HYPOTHESE 9

2.1 Scenario op hoofdlijnen 10

2.2 Hypothese op hoofdlijnen 10

2.3 Programma paneelvulling 11

A N A L Y S E E N C O N C E P T F A S E

3.0 LIGGING EN ORIËNTATIE 13

3.1 Invloed intensiteit van de zon 14

3.2 Zonnestraling op horizontale en verticale vlakken gedurende de dag 15

3.3 Invloed oriëntatie 17

3.4 Beschaduwing 17

3.5 De zoninval 17

4.0 GEBOUW vs ENERGIE 19

4.1 Verlies- en winstposten voor de bepaling van de warmte- en koudebehoefte 20

4.2 Globaal energieverbruik woning en kantoorgebouw 20

4.3 Hoofdpunten component 21

5.0 VORM EN SCHAAL 23

5.1 Gebruikelijkheid 24

5.2 Vorm 24

5.3 Gevelopbouw en esthetiek 25

5.4 Stapelmanieren 26

5.5 Schaal 27

5.6 Conclusie 31

6.0 MECHANISME 33

6.1 Tandwielen 34

6.2 Snaarconstructies 35

6.3 Kogellagers 35

6.4 Gyroscoop 35

6.5 Magnetisme 35

6.6 Principe rotatiemogelijkheden 36

7.0 PROGRAMMA VAN EISEN 37

7.1 Veiligheid 38

7.2 Gezondheid 38

7.3 Bruikbaarheid 39

7.4 Energiezuinigheid 39

7.5 Materialisatie 40

7.6 Supercomponent 42

8.0 REFERENTIES 43

8.1 Referenties: ronde openingen 44

8.2 Referenties: variatie in grootte openingen 47

8.3 Referenties: gebruik van zoninval 48

8.4 Referenties: diffuus licht d.m.v. plafond 49

8.5 Referenties: zien van mechanisme 49

8.6 Conclusie 50

9.0 CONCEPT EN VISIE 51

9.1 Wat wordt meegenomen naar de uitwerking 52

9.2 Evolutie van het ontwerp 53

9.3 Bouwfysisch concept 54

9.4 Constructief concept 66

9.5 Draairichting en maximale standen 68

Page 5: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING

U I T W E R K I N G S F A S E

10.0 RENDERS EN TEKENINGEN 72

10.1 Impressies: Gebouwniveau 73

10.2 Tekeningen 76

10.3 Impressies: Componentniveau 78

10.4 Exploded view: Renderversie 79

10.5 Materialisatie origineel 80

11.0 CONSTRUCTIE 83

11.1 Model in iDiana 84

12.0 BOUWFYSICA 87

12.1 Model in Trisco 88

12.2 Model in BOA 89

13.0 PROTOTYPE 93

13.1 Transmissiemotoren 94

13.2 Doel en materialisatie 95

13.3 Begroting / Budget 98

13.4 Shopdrawings 99

13.5 Productie 102

13.6 Foto’s eindproduct 104

14.0 SAMENVATTING EN CONCLUSIE 107

14.1 Samenvatting 108

14.2 Conclusie 108

NAWOORD 109

Nawoord 110

Sponsoring Prototype 111

BIJLAGEN 113

DO 01 - Plattegronden & Gevelaanzichten

DO 02 - Doorsneden & Detaillering

DO 03 - Exploded View - IKEA

5

Page 6: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]

INLEIDINGHet scenario waarop wordt voortgeborduurd is The Endless Rotation, waarbij panelen eindeloos kunnendraaien waardoor deze voor functies als energieopwekking, ventilatie, daglichtsturing en zonweringzouden kunnen dienen.

Allereerst is onderzoek gedaan naar verschillende aspecten als energieopwekking, dagcyclus van dezon, vorm en schaal, aandrijfmogelijkheden, referenties etc.

Vervolgens is een programma van eisen opgesteld en is een definitief concept ontstaan. Vervolgens ishet definitieve concept en bijbehorende visie uitgewerkt tot tekeningen, renderingen en exploded views.

Vanuit de tekeningen is een werkend prototype ontwikkeld om aan te tonen dat het ontwerp mogelijk is.

6

Hoofdstuk 5.0 Vorm en SchaalHierin een analyse naar de ideale vorm en schaal van de toe te passen componenten.

Hoofdstuk 6.0 MechanismeIn dit hoofdstuk wordt gekeken naar verschillende aandrijfmogelijkheden en wordt een eerste principe vanroteren toegelicht.

Hoofdstuk 7.0 Programma van EisenIn dit hoofdstuk een korte toenadering tot de regelgeving met betrekking tot een kantoorgebouw en degevel. Daarnaast wordt de componentopbouw toegelicht met de bijbehorende eisen met betrekking tot dematerialen.

Hoofdstuk 8.0 ReferentiesHierin een aantal referenties welke van invloed zijn geweest op het uiteindelijke ontwerp.

Hoofdstuk 9.0 Concept en VisieIn dit hoofdstuk het definitieve concept met visie, verdeeld over de onderdelen bouwfysica, constructie ende rotatiemogelijkheden van het paneel.

Hoofdstuk 10.0 Renders en tekeningenDe tekeningen en renderingen om het totale ontwerp duidelijk weer te geven en het totaal compleet temaken.

Hoofdstuk 11.0 ConstructieHierin de belangrijkste informatie welke voortkomt uit de analyse van het component met behulp van hetprogramma iDiana.

Hoofdstuk 12.0 BouwfysicaHierin de belangrijkste informatie welke voortkomt uit de analyse van het component met behulp van hetprogramma TRISCO en BOA.

Hoofdstuk 13.0 PrototypeIn dit hoofdstuk de totale uitwerking van het prototype; de toe te passen transmissiemotoren,shopdrawings, een begroting, materialisatie, exploded views van het component en de productie van hetprototype.

Hoofdstuk 14.0 Samenvatting en conclusiesHierin een korte samenvatting en conclusies met betrekking tot het gemaakte project.

Nawoord en BronvermeldingHierin een persoonlijke afsluiting en terugblik op het project.

BijlagenHierin de bijlagen in de vorm van tekeningen.

Gelijk lezen? Waar kunt u wat vinden? Even een korte toelichting op de structuur van dit rapport.

Hoofdstuk 1.0 StartdocumentDit hoofdstuk geeft een korte samenvatting weer van het scenario waarop wordt voortgeborduurd voor ditproject.

Hoofdstuk 2.0 Scenario en hypotheseIn dit hoofdstuk een toevoeging aan het scenario met daarbij een eerste hypothese voor de uitwerking.

Hoofdstuk 3.0 Ligging en oriëntatieIn dit hoofdstuk wordt een toelichting gegeven op de ligging en de oriëntatie van het gebouw. Met eendagcyclus van de zon weergegeven in diagrammen.

Hoofdstuk 4.0 Gebouw vs EnergieIn dit hoofdstuk een toelichting op verschillende invloeden van de warmte- en koudebehoefte van eenkantoorgebouw. Er wordt gekeken naar de energiebehoefte, de bijkomende problematiek en mogelijkeoplossingen met betrekking tot het reduceren van energieverlies.

INLEIDING

Page 7: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

1.0 STARTDOCUMENTATIE

Page 8: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]

1.0 STARTDOCUMENTATIENa individuele uitwerking van verschillende scenario’s is er een selectie gemaakt van een aantalinnovatieve scenario’s om in groepsverband uit te gaan werken. Hierin een introductie op het scenariowaarop wordt voortgeborduurd waarna deze volledig wordt uitgewerkt, verbeterd en gerealiseerd.

Door de bewegingsvrijheid en de onafhankelijkheid van elk verschillend paneel kunnen esthetische enfunctionele aspecten met elkaar een sterk geheel vormen waarin het element een sleutelrol vervult.Door de bewegingsrichting van de elementen aan te sturen om deze aan te passen op bijvoorbeeldzonlicht, zicht of uiterlijk vertoon van de gevel kan een slimme, adaptieve en communicatieve gevelontworpen worden.

RotatiemogelijkhedenVanuit het standpunt van maximale bewegingsvrijheid van de draaiende elementen is er onderzoekgedaan op welke manier dit het best gerealiseerd kan worden. Hieruit bleek dat een ronde vorm voor hetdraaiende paneel het meest ideaal is, omdat dit elke openingsrichting mogelijk maakt ongeacht welkerotatie-as er wordt gekozen.

Op de afbeeldingen hiernaast is goed zichtbaardat de elementen in verschillende standen eengevarieerd gevelbeeld op kunnen leveren. Deelementen kunnen zowel als geheel functionerenmaar ook individueel hun bewegingsvrijheidgebruiken om te kunnen voldoen aan de wensenvan de achterliggende functie ofgebruikerswensen.

1. Geheel gesloten gevel2. Geheel geopende gevel waarbij de

elementen dezelfde richting hebben3. Individueel aangestuurde elementen waarbij

de esthetische functie en de behoeften vanachterliggende ruimte behaald kunnenworden

1

2

3

The Endless Rotation; Een gevel bestaand uit elementen, waarin zich panelen bevinden welkeeen oneindige openingsrichting kunnen verkrijgen waardoor deze voormeerdere doeleinden gebruikt kunnen worden, denkend aan zonwering,daglichttoetreding etc.

Naast de draaiende werking van de elementenkan er op architectonisch niveau nog meerbereikt worden met de variërende openingen inde gevel. Denk hierbij aan het licht wat zowel vanbinnen naar buiten als van buiten naar binnenkomt gedurende de dag. Het verwerken van eenlichtspel kan de gevel communicerend latenwerken door afbeeldingen of tekst te verwerkenin het gevelbeeld.

Daarnaast kan er door het draaien van depanelen een patroon of vorm gecreëerd wordenin een, in dichte vorm, gladde gevel. Dit kanwederom met de elementen die in dezelfderichting draaien of in individuele richtingen.

Om deze verschillende rotaties te kunnen bewerkstelligen zal er ook een aandrijvingsysteem moetenworden ontwikkeld. Deze aandrijving zal zowel individueel als geschakeld moeten kunnen werken.Afhankelijk van de grootte van het draaiende paneel moet er onderzocht worden welke sterkte engrootte er nodig is voor de aandrijving.

Functies verstelbaar paneelDe mogelijkheid van het oneindig roteren van de panelen biedt een kans hiermee verschillende functieste bewerkstelligen met deze gevel. Voorbeelden van dergelijke functies zijn het weren van zonlicht ofjuist het weerkaatsen van daglicht het achterliggende gebouw in. Daarnaast is het de vraag of hetpaneel kan voldoen aan de gestelde thermische eisen van een gevel.

1. Panelen kunnen in de juiste stand gebruikt worden als zonwering

2. Lichttoetreding verbeteren door juiste afstelling van de panelen

3. Bij een open stand van de panelen is er eventueel een extra thermische schil nodig

1 2 3

1.0 STARTDOCUMENTATIE

8

Page 9: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

2.0 SCENARIO EN HYPOTHESE

Page 10: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]

2.0 SCENARIO EN HYPOTHESE

2.1 Scenario op hoofdlijnenWoon- en kantoorgebouwen worden nog steeds statisch benadert terwijl uit onderzoek blijkt dat dit soortgebouwen worden afgedankt wanneer zij hun functie verliezen. De levensduur van een gebouw isafhankelijk van de gebruiker. Wanneer de gebruiker zijn activiteiten kwalitatief kan blijven uitvoeren, zalhet gebouw aanzienlijk langer blijven bestaan. Dynamische gebouwen hebben een hoge mate vanflexibiliteit en kunnen mee transformeren met de behoefte van de gebruiker. Hierbij speelt de gevel eenbelangrijke rol.

Kijkend naar de globaal jaarlijkse energiebehoefte van woon- en kantoorgebouwen is opmerkelijk datverlichting, verwarming en koeling de grootste energieverbruikers zijn:

Kantoor- en woongebouwen kunnen een betere energiebalans (de theoretische nul balans) verkrijgen.Dit is beter voor het milieu, klimaat en fossiele brandstoffen aangezien de energie nog steeds wordtverkregen middels kolen, olie en aardgas. Kernenergie en duurzame energie zijn de lichtgewichten endragen nauwelijks bij aan het winnen van energie.

Probleem- en doelstelling op hoofdlijnen“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit endaarmee de levensduur van gebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische enenergievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

2.2 Hypothese op hoofdlijnenDe hypothese is een mogelijke oplossing die tegemoet kan komen aan de gestelde probleemstelling,namelijk het ontwerpen en technisch uitwerken van een dynamische en energieopwekkende gevel. Dedak- en gevelsluiting zal vertaald moeten worden naar één component.

De onderstaande afbeelding en tekst weergeeft globaal de randvoorwaarden en uitgangspunten van degevel en component.

? ? ?

? ? ?

? ? ?

I. Orthogonaal grid als speelvelden kader;

II. Vast kader c.q. grid met flexibelevulling;

III. De gevel is een puzzel waarbijde puzzelstukjes een eigenprogramma hebben;

IV. Programma is afhankelijk van degebruiker en dus de functie;

V. Één component voor de dak- engevelsluiting.

Globaal jaarlijks energiebehoefte van een standaard woongebouw

55 %22 %

23 %

Globaal jaarlijks energiebehoefte van een standaard kantoorgebouw

21 %

Verwarming & Ventilatie

Verlichting

Warm water

Het component, onafhankelijk van de vorm, vormthet orthogonale grid. De componenten en het gridwat ontstaat bij het schakelen van de elementen,dienen voor de dak- en gevelsluiting. Decomponenten zijn niet verantwoordelijk voor deconstructie van het gebouw. Zij zullen zelfdragenduitgevoerd worden en voor overige constructieworden zij niet toegepast. Hierdoor bouwt men metéén universeel component waarvan de rondeopeningen echter flexibel en nader te bepalen zijn.De vulling in de ronde openingen is overal in hetgrid toepasbaar en kent zijn eigen programma. Hetprogramma is afhankelijk van de gebruiker endaarmee de functie. Het gebouw en de gevelbeperkt zich hiermee niet tot één functie maar eenbreed scala aan functies.

Transmissie

Pompen & Ventilatoren

2 %

10 %34 %

32 %

10

2.0 SCENARIO EN HYPOTHESE

Page 11: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING

Uitstraling functie (Reclame)

Transparantie vs Geslotenheid

Energieopwekking

Licht sturen vs weren

2.3 Programma paneelvullingTransparantie vs GeslotenheidEen belangrijk aspect van de paneelvulling is de functie van transparantie tegenovergeslotenheid. Beide functies hebben hun eigen voor- en nadelen. Echter door dit tecombineren biedt dit vele mogelijkheden binnen een element en de totale gevel.De transparantie is esthetisch een belangrijk aspect, de mensen in een gebouw willengraag naar buiten kijken. Daarnaast is het bouwkundig vastgelegd dat er een bepaaldehoeveelheid daglicht het gebouw in valt. Echter hebben te veel transparantegeveldelen een nadelig gevolg van opwarming van het gebouw. Om dit te voorkomendienen er koelinginstallaties of meer gesloten geveldelen worden gebruikt. Eengesloten paneelvulling heeft vergeleken met transparante paneelvullingen onderandere de voordelen van zon- en warmtewering. Brandtechnisch gezien biedt eengesloten paneelvulling ook voordelen, een gesloten paneel is gemakkelijker tevoorzien van voldoende brandwerendheid ten opzichte van een transparante vulling.

Licht sturen vs werenHet voordeel van het eindeloos kunnen roteren van het paneel is de mogelijkheid vanhet gebruiken van beide kanten van het paneel. De ene zijde kan ingezet worden voorzonwering, terwijl de andere zijde ingezet kan worden voor daglichtsturing.

EnergieWegens de mogelijkheid van het eindeloos roteren is het mogelijk om het paneel in deideale richting vast te zetten. Om dit optimaal te gebruiken is het verstandig om depaneelvullingen te voorzien van energieopwekkende materialen, bijvoorbeeld metpv-cellen. Deze kunnen gedurende de gehele dag de zonnestraling volgen en op dezemanier energie omzetten.

Warmte en energieDe grootte van het element kan naast het esthetische ook een interessante rol spelenvoor de warmte en energie installaties van het gebouw. Een paneel ter plaatse van deverdiepingsvloer kan gaan dienen als buffer, hiermee kan de warmte en energieuitstoot gestuurd worden.

Uitstraling functieEen andere mogelijkheid van de paneelvulling is het uitstralen van de achterliggendefunctie, hierbij denkend aan bijvoorbeeld reclame. Het bedrijf van de achterliggendefunctie kan zelf bepalen welke panelen gebruikt worden om de reclame weer te geven.De functie kan natuurlijk ook op andere manieren duidelijk gemaakt worden, denkendaan kleuren en verlichting. Het paneel kan worden voorzien van een bepaalde kleurverlichting wat de achterliggende functie van het bedrijf kan verduidelijken of deaandacht kan trekken.

11

Page 12: The Endless Rotation

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]12

ANALYSE EN CONCEPTFASE

Page 13: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

3.0 LIGGING EN ORIËNTATIE

Page 14: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]14

3.0 LIGGING EN ORIËNTATIE

3.1 Invloed intensiteit van de zonIn het vorige hoofdstuk is het scenario met hypothese omschreven. Kijkend naar de energiebehoeftevan een gebouw draait het voornamelijk om verlichting, verwarming en ventilatie. Wanneer mengebruik maakt van passieve en actieve zonne-energie, is de zonnestraling op een gevelvlak ergbelangrijk. Een gebouw heeft, afhankelijk van zijn functie, een bepaalde cyclus. Door het in kaartbrengen van deze cyclus en dit naast de grafieken te leggen van de zonnestraling op een gevelvlak,kan men zien waar de meest gunstige plek is voor bijvoorbeeld: zonnecellen, het onttrekken vanwarmte of juist koude, lichtintensiteit, open en gesloten delen.

Enige elementaire kennis van de door de zon uitgezonden straling is nodig om de uitgezondenzonnestraling effectief te weren en in andere gevallen zo goed mogelijk te benutten. De aardeontvangt minder dan één biljoenste deel van de totaal door de zon uitgezonden straling. Desondanksbedraagt dit betrekkelijk kleine gedeelte van de totaal uitgezonden zonne-energie bijna 1018 kW/h. Ditis meer dan 99% van alle op aarde aanwezige energiebronnen. De zon zendt deze energie uit in devorm van elektromagnetische straling. Deze straling beslaat het hele gebied van elektrische golven,radiogolven, microgolven, infraroodstraling, zichtbaar licht, ultraviolet straling, röntgenstraling totkosmische fotonen. De diverse golflengten of golflengtegebieden hebben een verschillende uitwerkingop de mens (warmte, licht, verkleuring van de huid, etc.) Ongeveer 95% van de zonnestraling die deaarde bereikt bestaat uit ultraviolette (UV), zichtbare en kortgolvige infraroodstraling (IR). Een deeldaarvan is voor ons niet zichtbaar (het infrarood en UV-gedeelte), maar wel erg belangrijk voor onswelbevinden. Alleen het gedeelte in het golflengtegebied tussen 380 en 780 nm (nanometer) is ‘zonderhulpmiddelen’ voor het menselijk oog zichtbaar.

De zonnestraling (zonne-energie) die een gevelopening bereikt bestaat uit een aantal vormen,namelijk de volgende vijf stralingsvormen:1. Directe straling;2. Diffuse straling;3. Gereflecteerde straling;4. Globale straling;5. Geabsorbeerde straling.

De eenheid voor de hoeveelheid zonnestraling of zonne-energie die per seconde op één vierkantemeter aardoppervlak valt is de stralingsintensiteit [ W/m2 ]. Gegevens over de stralingsintensiteit zijnvan belang om het rendement van actieve en/of passieve zonbenuttingssystemen te bepalen. Demaximale stralingsintensiteit op een verticaal vlak is afhankelijk van de breedtegraad, degeveloriëntatie, de datum, het tijdstip op de dag en de zuiverheid van de atmosfeer. De maximale intensiteit van de bij heldere hemel op de

gevel vallende globale zonnestraling (dat is de som van de directe, diffuse en gereflecteerde straling) afhankelijk van de datum voor enkele geveloriëntaties.

De zonnestralen die de aarde bereiken bestaan voor ongeveer 3% uit ultravioletstraling (UV), voor 55% uit infraroodstralen (IR) en voor 42% uit zichtbare stralen (licht).

Zonbanen per jaargetijden

Hoe hoger de zon, hoe meer intensiteit op de horizontale vlakken. Hoe lager de zon, hoe meer intensiteit op de verticale vlakken.

3.0 LIGGING EN ORIËNTATIE

Page 15: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 15

3.2 Zonnestraling op horizontale en verticale vlakken gedurende de dagWanneer men gebruik wil maken van passieve- en actieve zonne-energie is het uitzetten van een dagcyclusvereist. Dit laat het aantal Watt per vierkante meter zien op een bepaald uur. De verdeling is genomen in demaand juli; de warmste maand van het jaar. Afgebeeld is het horizontale vlak in verhouding tot de verticalevlakken gedurende de dag.

7%

25%

27%

17%

3%3% 3% 3% 12%

juli 07:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

3%

20%

27%21%

4%3%

3% 3% 16%

juli 08:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

7%

25%

27%

17%

3%3% 3% 3% 12%

juli 09:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

4%

9%

20%

21%13%4%

4%4%

21%

juli 10:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

4% 4%

15%

21%

17%5%

4%

4%

26%

juli 11:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

4% 4%

9%

18%

19%11%

4%

4%

27%

juli 12:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

Totale ontvangen zonnestraling: 2427 W/m2 Totale ontvangen zonnestraling: 2797 W/m2

De zon staat al wat hoger en de ontvangen energie op het horizontale vlak neemt toe.

Totale ontvangen zonnestraling: 3247 W/m2

Relatief is de zonnestraling op het platte vlak toegenomen maar het gedeelte op de verticale vlakken is relatief groter.

Totale ontvangen zonnestraling: 3376 W/m2

Het aandeel wat het horizontale vlak ontvangt is praktisch gelijk aan dat van het oostelijke en het zuid-oostelijke vlak.

Totale ontvangen zonnestraling: 3316 W/m2

De zon staat steeds hoger het aandeel van het verticale vlak wordt groter.

Totale ontvangen zonnestraling: 3357 W/m2

De zon staat in het Zenith.

Page 16: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]16

3.0 LIGGING EN ORIËNTATIE

4% 4%5%

13%

19%

17%

7%4%

27%

juli 13:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

4% 4% 4%

7%

17%

21%13%4%

26%

juli 14:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

4% 4% 4%4%

14%

22%19%

7%

22%

juli 15:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

4% 3% 3% 3%

10%

22%

24%

12%

19%

juli 16:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

3% 3% 3% 3%6%

21%

27%

18%

16%

juli 17:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

6%3% 3%

3% 3%

19%

27%

23%

13%

juli 18:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

Totale ontvangen zonnestraling: 3314 W/m2 Totale ontvangen zonnestraling: 3358 W/m2

Gedurende de warmste uren krijgt het horizontale vlak het zwaarst te verduren.

Totale ontvangen zonnestraling: 3371 W/m2

De verticale vlakken krijgen nu de overhand.

Totale ontvangen zonnestraling: 3320 W/m2 Totale ontvangen zonnestraling: 3027W/m2 Totale ontvangen zonnestraling: 2591 W/m2

Page 17: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 17

11%

3% 2%2%3%

15%

29%

26%

9%

juli 19:00

N

NO

O

ZO

Z

ZW

W

NW

Horizontaal

Zonnestraling op horizontale en verticale vlakken gedurende de dagDe grafieken geven een duidelijk beeld waar de warmte vandaan komt en wat op welk tijdstiphet koudste vlak is.Het optimaal benutten van deze omstandigheden bij de situering van het gebouw is zeerbelangrijk; het gebruiken van de te ontvangen warmte en zeker niet op de laatste plaats hetgebruiken van het koelend vermogen van gevelvlakken.

3.3 Invloed oriëntatieDe intensiteit van de zon op de west- en oostgevel is hoger dan op de zuidgevel. Dit komtdoordat de zon veel hoger staat als hij midden op de dag op de zuidgevel schijnt, danwanneer hij aan het begin en het eind van de dag op de oost- of westgevel valt. De intensiteitloodrecht op de richting van de zonnestralen is vrijwel even groot. De intensiteit vanzonnestraling berekend per vierkante meter geveloppervlak is bij hoge zonstanden echterrelatief laag. Anders wordt het wanneer men de maand september bekijkt. Dan is dezonstand, ook voor een zuidgevel, veel lager. De zuidgevel ontvangt daardoor een hogerestralingsintensiteit dan in de zomermaanden. De westgevel krijgt in die situatie minder stralingomdat de zonstand voor deze gevel heel erg laag is en de intensiteit van de straling nu sterkwordt verminderd door de atmosfeer.

Oriëntaties op het westen of zuidwesten geven de meeste problemen als het gaat omoververhitting. De zonbestraling bereikt in de middag hoge waarden, juist op de uren dat ookde buitentemperatuur het hoogst is. Overigens wordt voor kantoorgebouwen, werkplaatsen endergelijke de situatie gunstig beïnvloed door de zomertijd. De top van de binnentemperatuurvalt dan aan het eind van de werktijd. Dit houdt wel in dat de zonweringen ook na werktijdgesloten moeten blijven om opwarming van het gebouw te voorkomen.

3.4 BeschaduwingHet is duidelijk dat er bij het bepalen van de zonbelasting op de gevel, ook beschaduwing door gebouwen of andereobjecten zoals bomen een rol speelt. Wanneer een gedeelte van het gebouw door de schaduw van een tegenoverliggend gebouw nauwelijks door de zon wordt beschenen, is zonwering uiteraard niet van toepassing. Ook het ontwerpvan de gevel vormt een belangrijke factor bij de zontoetreding. Bij diepliggende ramen ligt een gedeelte van het glaslangdurig in de schaduw. Wanneer het glas dicht bij het buitenvlak van de gevel ligt, wordt een groter deel van het glasdoor de zon beschenen. Ook luifels en verticale schermen kunnen als zonwering dienen. Op een oost- of westgevel isdoor de lage zonstad het effect van een luifel zeer gering. Een luifel is meer geschikt voor een zuidgevel waarbij de zonin de zomer maanden hoog aan de hemel staat. Op een noordoost- of een noordwestgevel kan men bijvoorbeeldgebruik maken van verticale schermen, omdat de zon hier nooit recht op de gevel staat, maar altijd onder een bepaaldehoek.

3.5 De zoninvalDe zoninval is het grootst:Oost- en westgevel: april tot septemberZuidoost- en zuidwest gevel: gehele jaar doorZuidgevels: van januari tot mei en augustus tot november

Het schema rechtsonder geeft de gemiddelde lichtsterkte op de verschillende windrichtingen op een heldere dag. De ideale lichtinval voor het werken met een beeldscherm is gemiddeld 500 lux. Met een goede zonwering die de straling reflecteert is dit te bewerkstelligen.

Totale ontvangen zonnestraling: 1904 W/m2

Page 18: The Endless Rotation

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]18

Page 19: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

4.0 GEBOUW vs ENERGIE

Page 20: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]20

Warmtebehoefte(winterperiode)

Transmissie

Ventilatie/infiltratie

Zonbijdrage

Interne warmteproductie

Verlies Winst

Koelbehoefte(zomerperiode)

Transmissie

Ventilatie/infiltratie

Zonbijdrage

Interne warmteproductie

Winst Verlies

Thermische capaciteit

0500

1000150020002500300035004000

Globaal jaarlijks energieverbruik van een gemiddeld huishouden

3567

1965

46,03

Elektriciteitsverbruik [kWh] Gasverbruik [m3] Waterverbruik [m3]

050000

100000150000200000250000300000350000400000450000500000

Globaal jaarlijks energieverbruik van een standaard kantoorgebouw (30x30x30m)

459000

70200

Nihil

Elektriciteitsverbruik [kWh] Gasverbruik [m3] Waterverbruik [m3]

4.2 Globaal energieverbruik woning en kantoorgebouwDoor het energieverbruik in kaart te brengen kan men zien hoe groot hetelektriciteitsverbruik is en hoeveel er globaal opgewekt moet worden middelsactieve zonne-energie. Tevens is uit onderzoek gebleken dat het energieverbruikmet goede ingrepen 30% omlaag gebracht kan worden waardoor er een betereenergiebalans ontstaat.

4.0 GEBOUW vs ENERGIE

4.1 Verlies- en winstposten voor de bepaling van de warmte- en koudebehoefte

InvloedsfactorenDe volgende factoren zijn van invloed op de gebouwschilindicator:

• Transmissie (inclusief lineaire warmtedoorgangscoëfficiënten): Door verbetering van de warmte-isolatie wordt hettransmissieverlies beperkt. Om de transmissie via de scheidingsconstructies nauwkeurig te bepalen, dient rekening te wordengehouden met het warmteverlies via de aansluitingen van constructies op elkaar (Ψ-waarden);

• Ventilatie en infiltratie: Het totale ventilatiedebiet wordt op basis van NEN 5128 bepaald. In de gebouwschilindicator wordt deinvloed van zelfregelende roosters, warmteterugwinning en voorverwarming ventilatielucht (met uitzondering vanvoorverwarming door serres) niet meegenomen. Op deze wijze wordt de invloed van ventilatie op het energieverbruik bepaald,onafhankelijk van het ventilatiesysteem. Het infiltratievoud van een woning wordt bepaald door de bouwkundige detaillering ende uitvoering daarvan. Goede detailleringen beperken het warmteverlies;

• Zoninstraling: Het aantal, de grootte, de positie en de oriëntatie van de ramen zijn bepalend voor de mate van warmtewinst tengevolge van de zon. Dat is gunstig in de winterperiode, maar heeft een negatief effect op het zomercomfort. Daarom wordenpassieve maatregelen als zonwering en overstekken gewaardeerd in de gebouwschilindicator;

• Thermische capaciteit: Voor een gebouw met een hoge thermische capaciteit geldt dat de constructie langzaam opwarmt ofafkoelt. Hierdoor worden extremen in de binnentemperatuur afgezwakt. Een bouwkundig schilcasco met een hoge thermischecapaciteit beperkt de koudebehoefte;

• Interne warmtelast: De warmtewinst door interne warmteproductie betreft de bijdrage aan de warmtehuishouding doorwarmteproductie van personen, verlichting en apparatuur.

4.0 GEBOUW vs ENERGIE

Page 21: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 21

Speerpuntencomponent

Energiebehoeftein %

Problematiek Mogelijke oplossing

1. Verwarming&

Ventilatie

21 % Elk gebouw heeft verse lucht nodig! 21% van de totale energiebehoeftegaat verloren aan verwarming en ventilatie. In de winter zal men,afhankelijk van de zonbijdrage en interne warmteproductie, moetenverwarmen. Ventilatie voor verse lucht is nodig maar voert tevens dewarmte af (energieverlies).

In de zomer zal men, afhankelijk van de transmissie, ventilatie/infiltratieen thermische capaciteit, moeten koelen. Ventilatie voor verse lucht isnodig en voert tevens de warmte af (juist nodig!). (Top)koeling is éénvan de grootste energieverslinders.

Door het reguleren van de gewenste en ongewenste transmissie kan de koel- en warmtebehoefteaanzienlijk gereduceerd worden.

Een gevel is bouwfysisch en constructief gekoppeld aan het gebouw! Het gebouw en de gevel werkenbouwfysisch samen en kan dus niet apart benaderd worden. Een rij componenten tussen de vloer- enplafondconstructie reguleren de ventilatie in het gebouw. De kleppen kunnen open gezet worden waardoorlangs- en/of dwarsventilatie wordt verkregen. De interne warmteproductie stijgt naar het plafond waarna hetdoor de ventilatie wordt afgevoerd. De draagvloeren dienen wel een thermische capaciteit en daardoorgoed kunnen accumuleren. Een ander voordeel is dat zo de W&E – installaties koeler blijven waardoor erminder energieverlies is. In de winter wil men de ruimte tussen het plafond en de draagvloer alsbufferruimte gebruiken. De luiken gaan dicht (positief broeikaseffect) en de interne warmteproductie wordtopgeslagen in bufferruimte (plafond en draagvloer). De W&E – installaties blijven nu warmer waardoor erminder energieverlies is.

2. Verlichting 34 % Verlichting in kantoorgebouwen gebruiken 34% van de totaleenergiebehoefte. De verlichting heeft invloed op de internewarmteproductie. In de winter is dit gunstig maar wel een aparte vormvan verwarmen. In de zomer is de warmteproductie negatief en heeftdit direct invloed op de ventilatie en daarmee het energieverbruik.

Door een goed daglichtsysteem kan het energieverbruik gereduceerd worden. De daglichtreflectors kunneniedere stand aannemen waardoor het daglicht optimaal naar binnen gestuurd kan worden. Door dedaglichtreflectors vlak onder de draagvloer te plaatsen en de onderkant van de draagvloer reflecterend temaken, kan men het daglicht dieper in de ruimte krijgen. Het verlaagd plafond, welke translucent uitgevoerddient te worden, geeft een gelijkmatig lichtverdeling en bovendien ziet men de installaties dan niet. Hetplafond kan ook gespiegeld uitgevoerd worden waardoor het daglicht nog dieper naar binnen komt.

3. Transmissie 32 % Transmissie van kantoorgebouwen bedraagt circa 32% van deenergiebehoefte. In de winter is de transmissie ongewenst omdat erdan sprake is van warmteverlies (ongewenste transmissie). In dezomer wil men juist transmissie zodat de warmte die ontstaat door dezonbelasting en interne warmteproductie afgevoerd kan worden(gewenste transmissie).

Zoals links is omschreven heeft transmissie zowel een negatieve als positieve functie. Degedragsverandering tussen winter en zomer vragen om een gevelvulling die zich aanpast aan de situatie. Inde winter wil men gebruik maken van de zonbelasting en de interne warmteproductie. De gevelvulling moetde warmte in de vorm van straling middels reflectie binnenhouden. In de zomer wil men geen gebruikmaken van de zonbelasting maar juist de warmtestraling weren en de interne warmteproductie afvoerenmiddels de transmissie. Hiermee wil men eigenlijk de gelaagdheid en daarmee de reflecterende folie ofdergelijke in het element veranderen. Door de elementen 180 graden te draaien veranderd de gelaagdheiden dus de thermische eigenschappen.

4. Energieopwekking Geeftvermindering in fossiel brandstofgebruik en dus uitstoot

De zon staat centraal als het gaat om energieopwekking. De eenheidvoor de hoeveelheid zonnestraling of zonne-energie die per secondeop één vierkante meter aardoppervlak valt is de stralingsintensiteit[ W/m2 ]. Gegevens over de stralingsintensiteit zijn van belang om hetrendement van actieve en/of passieve zonbenuttingssystemen tebepalen. De maximale stralingsintensiteit op een verticaal vlak isafhankelijk van de breedtegraad, de geveloriëntatie, de datum, hettijdstip op de dag en de zuiverheid van de atmosfeer.

Moeilijkheidsgraad hierbij is de gedragsverandering tussen winter enzomer. De zonintensiteit zal per gevelvlak veranderen en daarmee ookde plaats van de zonnecellen.

Wanneer men de zonintensiteit uitzet in grafieken geeft dit een duidelijk beeld waar de warmte vandaankomt en wat op welk tijdstip het koudste vlak is.Het optimaal benutten van deze omstandigheden bij de situering van het gebouw is zeer belangrijk; hetgebruiken van de te ontvangen warmte en zeker niet op de laatste plaats het gebruiken van het koelendvermogen van gevelvlakken.

Door de panelen in de zomer en winter van plaats te veranderen kan men optimaal gebruik van de zonne-energie. Echter is dit zeer arbeidsintensief en ligt de oplossing wellicht in de kruising van de zomer- enwintersituatie. Een ander idee is dat de gesloten componenten voorzien zijn van twee verschillendematerialen (binnenkant en buitenkant) welke inspringen op de gewenste situatie.

5. Flexibel&

Demontabel

Vergroot de levensduur van het gebouw

Woon- en kantoorgebouwen worden nog steeds statisch benadertterwijl uit onderzoek blijkt dat dit soort gebouwen worden afgedanktwanneer zij hun functie verliezen. De levensduur van een gebouw isafhankelijk van de gebruiker. Wanneer de gebruiker zijn activiteitenkwalitatief kan blijven uitvoeren, zal het gebouw aanzienlijker langerblijven bestaan.

Dynamische gebouwen hebben een hoge mate van flexibiliteit en kunnen mee transformeren met debehoefte van de gebruiker. Hierbij speelt de gevel een belangrijke rol. De gevel is niet alleen eenarchitectonisch en thermisch jasje maar het bepaald ook de kwaliteit van de binnenruimtes. De gevel,afhankelijk van de functie en vraag, zal energie moeten opwekken. Tevens wil men in sommige gevallendat het zijn functie uitstraalt. Dit vraagt om een flexibele en vrij indeelbare gevel waarbij een orthogonaalgrid als speelveld en diverse puzzelstukjes als programma een belangrijk element zijn. Kortom bepaal despelregels en speel het spel!

4.3 Hoofdpunten component

Page 22: The Endless Rotation

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]22

Page 23: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

5.0 VORM EN SCHAAL

Page 24: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]24

1350

mm

1700

mm

5.0 VORM EN SCHAAL

5.1 GebruikelijkheidVanuit het programma van eisen en de randvoorwaarden van het totaal ontwerp is bekend gewordendat de context waarin het pand komt te staan nagenoeg niet gedefinieerd is. Vanuit deze informatie iskortgesloten dat de gebruiker, de mens, daarom het belangrijkste middel is om de gevel te toetsen. Deinvulling van het gebouw, namelijk een kantoor, zal hiervoor de belangrijkste informatie opleveren.

De beleving van de gevel zal van binnenuit beleefd worden als de scheiding tussen de kantooromgevingen de buitenwereld. Deze zal voornamelijk zittend maar ook staand worden beleefd. Als belangrijkstefactor mag dus de beleving vanuit zittende of staande positie worden gezien.

Onderzoek in Neufert wijst uit dat de zichtlijnen van de mens in zittende en staande houding oprespectievelijk 1350 mm en 1700 mm hoogte liggen. Dit zullen dan ook de maten worden waaraan degevel getoetst zal worden om de gebruikers van de binnenfunctie een optimaal zicht naar buiten tegeven en deze dus zo veel mogelijk te kunnen bedienen. De grootte en manier van stapelen van deverschillende elementen kan op deze manier beoordeeld worden en op basis hiervan kunnen keuzesgemaakt worden ten behoeve van de vorm en schaal van de verschillende elementen.

Aan de hand van de stapelbaarheid van verschillende vormen zal het onderzoek naar de idealeelementgrootte zich beperken binnen de vierkante en de hexagonale vorm. Deze twee vormen zijnideaal te stapelen en zullen daarnaast voor zowel de gevelsluiting als de dakafwerking gebruikt worden.

Vierkant Hexagon

Voordelen Nadelen Voordelen Nadelen

I. Gemakkelijk te stapelen

II. Goed toepasbaar op hoekpunten

III. Horizontale en verticale krachten afdrachten

IV. Rustig gevelbeeld

I. Oppervlakte verlies bij hoeken in verband metniet goed overeenkomende vormen

II. Optrekken van een raster, minder speelse uitstraling

III. Niet toepasbaar op gebogen gevels

I. Goed stapelbaarII. Vorm sluit goed

aan bij het ronde raam waardoor er weinig oppervlakte verlies optreedt

III. Speelse uitstraling door verspringen van elementen

IV. Toepasbaar op zowel vlakke als gebogen gevels

I. Op maaiveld passtukken nodig voor het stapelen

II. Passtukken nodig bij hoekpunten

III. Naast horizontale en verticale ook diagonale krachten

Conclusie Conclusie

De goede stapelbaarheid van het vierkant is in hetvoordeel voor deze vorm. Er zijn geen passtukkennodig bij de vloeraansluiting en de hoeken en ditmaakt het een makkelijk te hanteren vorm. Devorm zelf is echter een struikelblok. Door deslechte vormaansluiting tussen het vierkant en hetcirkelvormige paneel gaat er veel oppervlakteverloren aan het paneel.

De stapelbaarheid van de hexagon is in hetnadeel vergeleken met het vierkant. Demogelijkheid tot stapelen is er zeker, maar dit zaleen aantal speelse verspringingen met zich meebrengen. Daarnaast zullen er op maaiveld en dehoekaansluitingen koppelstukken nodig zijn om deelementen door te kunnen zetten. In tegenstellingtot het vierkant is de vorm beter aansluitend bij hetcirkelvormige paneel.

5.2 VormAan de hand van de stapelbaarheid van het element zijn er twee vormen die in aanmerking komen omhet element in uit te voeren. Dit zijn het vierkant en de hexagon, beide symmetrische en stijve vormen.Beide vormen hebben hun eigen voor- en nadelen, hieronder omschreven.

5.0 VORM EN SCHAAL

Page 25: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 25

1. Gevel voor de vloeren geplaatst 2. Vloeren zichtbaar in de gevel

5.3 Gevelopbouw en esthetiekOp de afbeelding hiernaast is een duidelijk onderscheid te zientussen een zelfdragend paneel en een paneel wat opgezetwordt vanaf de verdiepingsvloeren. Het doortrekken van devloer in de gevel heeft grote gevolgen voor de constructievewerking van de losse elementen.

Daarnaast geeft het doorvoeren van de vloeren in de geveltevens een architectonisch ander beeld. Zoals op hetgevelaanzicht duidelijk te zien is, heeft de vloer een zeeraanwezige rol in het gevelbeeld. De gevel moet een speciaalonderdeel van het gebouw worden en niet puur en alleen eenmiddel om een ruimte dicht te zetten.

Op de verschillende afbeeldingen onderaan deze pagina zijn deelementen in verschillende schalen uitgevoerd en daarbij zijn deverschillende uiterlijke vertoningen tussen een zelfdragendegevel en een gevel waarbij de vloeren doorsteken in hetgevelbeeld goed zichtbaar. Deze afweging is gemaakt bij eeneventuele keuze voor vierkante elementen. Bij het toepassenvan de hexagon zal dit ten koste gaan van de vorm omdat erdan bij elke vloer passtukken gebruikt moeten worden.

Om de gevel beter tot zijn recht te laten komen is er gekozenom de vloeren niet door de gevel te laten steken waardoor degevel een verschijning op zich wordt. Op deze manier zal degevel niet alleen in bouwtechnische en bouwfysische aspectenwerken maar ook een architectonische waarde krijgen.

Vorm: VierkantAfmetingen elementen: 300 x 300 mmAfmeting paneel: 250 mm diameter

Vorm: VierkantAfmetingen elementen: 600 x 600 mmAfmeting paneel: 500 mm diameter

Vorm: VierkantAfmetingen elementen: 1200 x 1200 mmAfmeting paneel: 1000 mm diameter

Vorm: VierkantAfmetingen elementen: 3000 x 3000 mmAfmeting paneel: 2700 mm diameter

Page 26: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]

Vierkant Hexagon

Gelijkmatig Verspringend Horizontaal geaccentueerd Verticaal geaccentueerd

Voordelen Nadelen Voordelen Nadelen Voordelen Nadelen Voordelen Nadelen

I. Elementen goed te koppelen en eventueel uit te voeren in een ‘supercomponent’

II. Achterliggende vloeren goed te camoufleren door één rij elementen ‘blind’ uit te voeren

I. Weinig variatie in de gevel

II. Veel oppervlakte verlies door paneelvorm

III. Lastig om ideale zichtlijnen voor zittend en staand te vinden.

I. Speelser effect in de gevel ten opzichte van gelijkmatig verdeelde blokken

II. Variatie zorgt voor mogelijkheden voor zowel zittend als staand de ideale zichtlijnen

I. Pasblokken nodig bij vloer en dak aansluitingen

II. Achterliggende vloeren zichtbaar in twee panelen op verschillende hoogtes, afbreuk aan je gevelbeeld

III. Veel oppervlakte verlies door paneelvorm

I. Speelser effect in de gevel

II. Achterliggende vloeren goed te camoufleren door één rij elementen ‘blind’ uit te voeren

III. Kleinere pasblokken nodig bij vloer-, en dak-aansluiting nodig dan bij verticaal georiënteerde elementen

I. Pasblokken nodig bij vloer-, dak- en hoek aansluitingen

II. Lastig om ideale zichtlijnen voor zittend en staand te vinden

I. Speelser effect in de gevel

II. Variatie zorgt voor mogelijkheden voor zowel zittend als staand de ideale zichtlijnen

I. Pasblokken nodig bij vloer-, dak- en hoek aansluitingen

II. Achterliggende vloeren zichtbaar in twee panelen op verschillende hoogtes, afbreuk aan je gevelbeeld

Conclusie Conclusie Conclusie Conclusie

De gevel opgebouwd uit gelijkmatig verdeeldeelementen geeft een beeld aan de hand van eenraster. Dit geeft een rustig, maar daarnaast tevenseen ‘saai’ effect. De krachtenafdracht en deonderlinge koppeling tussen de elementen isechter wel optimaal. De achterliggende vloer kangoed weggewerkt worden door het toepassen vaneen horizontale lijn van dichte elementen.

In tegenstelling tot de gelijkmatig verdeeldegevelelementen geeft dit beeld een spannendereffect. Daarnaast blijft de onderlinge koppeling vande elementen in het verticale vlak ideaal, maar zaler horizontaal rekening gehouden moeten wordenmet de verspringingen van de componenten. Omde vloer te kunnen verbergen gaan er meerdereelementen op verschillende hoogtes verloren doorblind uit te voeren wat een druk gevelbeeld geeft.

De horizontaal geaccentueerde honingraatstructuurheeft een uiterlijk wat aantrekkelijker is dan hetvierkante element. Daarnaast zijn de componentenonderling goed te schakelen. Op de vloer-, dak- enhoekaansluitingen zijn echter hulpstukken nodig.De gehele gevel kan dus niet uit hetzelfde elementworden opgebouwd. De vloeren zijn daarentegenweer goed weg te werken in de horizontalegeaccentueerde elementen.

Verticaal geaccentueerde honingraatstructuur biedin tegenstelling tot de horizontale een nog speelserbeeld in de gevel. Aansluitingen op maaiveld, daken hoeken zullen hulpstukken nodig hebben omdeze gevel uit te kunnen voeren. Daarnaast zullener verschillende verspringende elementen verlorengaan wil men de vloer blind uitvoeren. Dit zal tenkoste gaan van het gevelbeeld.

26

5.4 StapelmanierenDe verschillende elementen zullen gestapeld worden. Verschillende vormen zorgen voor een verschillend gevelbeeld en hebben zo hun eigen voor- en nadelen. De verschillede stapelmethodes per vorm wordenhieronder besproken en afgewogen.

5.0 VORM EN SCHAAL

Page 27: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 27

5.5 SchaalDe verschillende mogelijkheden in elementenleveren verschillende gevelbeelden op. Daarnaast isaangegeven dat er gelet wordt op de zichtlijnen inzittende en staande positie van binnenuit. Om hierinde ideale vorm en grootte te vinden zijn er voor devier verschillende methoden een aantal verschillendeschalen op gesteld om te kunnen zien welke vorm engrootte de meest ideale afmeting heeft om zo hetbest te kunnen voldoen aan de zelf opgesteldeeisen.

De volgende bouwsystemen met de elementenworden behandeld:

I. Vierkant gelijkmatigII. Vierkant verspringendIII. Hexagon horizontaal geaccentueerdIV. Hexagon verticaal geaccentueerd

Dicht element(voor een vloer)

Open, transparantelement

Vierkant gelijkmatigDe indeling aan de hand van vierkanten die gelijkmatig horizontaalen verticaal naast elkaar geplaatst worden creëert een grid op degevel bestaande uit vierkante elementen. Dit geeft een strak, maarwellicht ook wat minder spectaculair gevelbeeld.

Daarnaast is, afhankelijk van de grootte van de elementen en dedikte van het uit te voeren plafond tevens een aantal elementengedwongen om dicht uitgevoerd te worden om zo de vloer niet in hetzicht te houden achter het transparante paneel.

Page 28: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]28

Vierkant verspringendIn tegenstelling tot de gelijkmatig verdeelde vierkanten is deze opzet gebaseerdop het vinden van de ideale zichtlijnen voor de staande en zittende mens. Zoals tezien was bij de andere indeling met vierkante elementen werden beide idealezichtlijnen pas behaald bij een groot element. Door de elementen van elkaar telaten verspringen is het mogelijk om deze zichtlijnen ook met kleinere elementente kunnen bieden.

Groot nadeel is echter wel dat er voor de verspringende elementen ookpasblokken nodig zijn bij vloer- en dakaansluiting. Deze elementen zijn de helftvan de grootte van het element dat gebruikt gaat worden en zal het gevelbeelddus flink beïnvloeden.

5.0 VORM EN SCHAAL

Page 29: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 29

Hexagon horizontaal geaccentueerdDe hexagon heeft het voordeel tegenover het vierkant dat het altijd verspringend is ten opzichte vanelkaar. Dit kan horizontaal en verticaal geaccentueerd worden, waarbij het grootste verschil merkbaar isin het tegemoet komen van de ideale zichtlijnen. Daarnaast heeft de hexagon een groot transparantoppervlak in vergelijking met de totale oppervlakte van een hexagon. Dit zorgt voor een transparanteregevel in vergelijking met een vierkant element.

De horizontale uitlijning van de elementen is niet ideaal voor de zichtlijnen, maar ter plaatse van devloeren heeft de horizontale accentuering een betere uitstraling dan de verticale. De passtukken bij devloer- en dakaansluiting zullen kleiner zijn dan de passtukken bij een verticaal geaccentueerde gevel.

Page 30: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]30

Hexagon verticaal geaccentueerdDe hexagon heeft het voordeel tegenover het vierkant dat het altijd verspringend is ten opzichte vanelkaar. Dit kan horizontaal en verticaal geaccentueerd worden, waarbij het grootste verschil merkbaar isin het tegemoet komen van de ideale zichtlijnen. Daarnaast heeft de hexagon een groot transparantoppervlak in vergelijking met de totale oppervlakte van een hexagon. Dit zorgt voor een transparanteregevel in vergelijking met een vierkant element.

De verticale uitlijning van de elementen is ideaal voor de zichtlijnen, maar ten plaatse van de vloerenheeft de verticale accentuering een slechtere uitstraling dan de horizontale toepassing. De passtukkenbij de vloer- en dakaansluiting zullen groter zijn dan de passtukken bij een horizontaal geaccentueerdegevel.

5.0 VORM EN SCHAAL

Page 31: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 31

5.6 ConclusieVormBeide vormen, vierkant en hexagonaal, hebben hun eigen voor- en nadelen met betrekking op debouwmethode, clustermogelijkheden, passtukken en dergelijke. In deze is gekozen om de gevel uit tewerken op basis van vierkante, recht boven elkaar geplaatste elementen. Dit aan de hand van hetuitgangspunt van één element welke op alle gevels én het dak toegepast kan worden. Door de gevel telaten verspringen zijn extra paselementen nodig om de overige elementen op hoekpunten en vloer endakrand aan te kunnen laten sluiten op elkaar.

De keuze tussen vierkant en hexagonaal is naast het probleem van de passtukken grotendeelsgebaseerd op het bouwfysische gevelconcept van de gevel. De te openen elementen ter plaatse van devloeren zijn een belangrijk onderdeel binnen het concept en om deze ideaal te laten functioneren is hetnoodzakelijk dat de elementen een goede aansluiting hebben op deze opening.

Het verspringen van dehexagonale elementenis een struikelblok voorde aansluiting van dedraaiendegevelpanelen tenopzichte van devloeren. De vloerenzullen namelijk nietverspringen en om deideale aansluiting vanpanelen te kunnengaranderen ter plaatsevan de vloeren is eenhexagonaleelementvorm eenongunstigestapelmethode.

Bij de vierkante vorm isgeen sprake vanverspringingenonderling en kunnen deplafonds en vloerennetjes verwerkt wordenachter de elementen.Daarnaast kunnen dedraaiende panelenoptimaal functionerenen hebben deze denodige bewegings-vrijheid in deachterliggende ruimte.

SchaalDe schaal van de elementen is naast de vorm van grote invloed op het uiterlijk van het totale gebouw.Gezien de geringe randvoorwaarden vanuit de omgeving van het pand is voor de schaal uitgegaan vande gebruiker; de mens. De ideale vormgeving voor de mens is de grootste drijfveer voor deschaalbepaling. Daarnaast zijn er nog een aantal overige eisen waaraan de gevel moet voldoen gezienhet bouwbesluit, denk hierbij aan doorvalbeveiliging en brandoverslag. Aan de hand van de twee vaakstvoorkomende houdingen binnen een gebouw, zittend en staand, is er uitgegaan van twee bepalendezichtlijnen.

Op de afbeelding hiernaast is de uit te voerenschaal en indeling van de gevelweergegeven. De verdeling is gebaseerd opzichtlijnen, functionaliteit en benodigdehoogte.

Invulling en eisen panelenNaast transparantie en de functie van ramenzullen er tevens panelen zijn die een andereinvulling krijgen en waar tevens andere eisenaan gesteld worden. Aan de hand van deafbeelding hiernaast worden deze toegelicht.

1. Installatie doorgangspaneelLuchtdoorlatend ten behoeve van koeleninstallaties en het licht naar binnenkaatsen voor passieve verlichting via hetverlaagde translucente plafond.

2. Transparant paneelPaneel uitgevoerd als raam met demogelijkheid om door zijnbewegingsvrijheid te kunnen fungeren alsventilatiemogelijkheid en als zonwering

3. Doorvalbeveiliging en brandschermHet onderste paneel vanaf de vloer heeftin principe dezelfde werking als hettransparante paneel. Echter zijn er eenaantal eisen waaraan deze moet voldoenzoals de doorvalbeveiliging,brandoverslagscherm en deongeschreven eis van privacy.

EsthetiekMede door de vorm en de schaal wordt een groot deel van esthetische waarde van het gebouw bepaald.Om enige variatie in het esthetische gevelbeeld te creëren is gekozen om af en toe te variëren in groottevan elementen. Dit concept zal later in dit verslag nader worden toegelicht.

v l o e r

v l o e r

1.

2.

2.

3.

Verlaagd translucent plafond

Elementgrootte: 1000 * 1000 mmPaneelgrootte: diameter van 700 mm

Page 32: The Endless Rotation

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]32

Page 33: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

6.0 MECHANISME

Page 34: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]34

6.0 MECHANISME

6.1 Tandwielen

De tandwielconstructie is gebaseerd op verschillende tandwielen welke worden aangedreven vanuit eenas, door het in elkaar draaien van de ‘tanden’ worden meerdere tandwielen aangedreven. Deoverbrenging van het draaien kan via verschillende manieren en verschillende vormen van tandwielen.Er zijn een aantal verschillende tandwielen:

1. De meest bekende is een cilindrisch tandwiel: aan het wiel zitten tanden, welke in elkaar grijpenwanneer deze gaat draaien. Dit gebeurt in hetzelfde vlak, op deze manier kunnen de tandwielen derotatie overbrengen op elkaar. De tandwielen welke in elkaar grijpen zullen in tegengestelde richtinggaan draaien, om dit te voorkomen dient een tussentandwiel toegepast te worden.

2. Een worm: een worm is een stang / as welke is voorzien van schroefdraad, in dit schroefdraadpassen de tanden van een tandwiel. De stang / as kan worden aangedreven door motoren. Hetvoordeel van een worm is de mogelijkheid van het haaks overbrengen van een rotatie, zonder eenextra tandwiel te moeten toepassen.

3. Een tandheugel: een tandheugel is een staaf / as met tanden. Deze tanden grijpen in de tanden vaneen tandwiel en kan op deze manier aangedreven worden. Een belangrijk aspect van eentandheugel is dat wanneer deze wordt aangedreven deze rechtlijnig zal bewegen. Met deze vormkan dus een draaiende beweging omgezet worden in een rechtlijnige beweging.

4. Een kegeltandwiel: kegeltandwielen hebben een vorm van een kegel, waarbij de tanden in eenbepaalde hoek staan. Hierdoor biedt dit tandwiel de mogelijkheid om te bewegen onder een zelf tebepalen hoek. De tanden van een kegeltandwiel passen precies in elkaar, beide tandwielen hebbenhierbij dezelfde hoek.

6.2 Snaarconstructies

Net als een tandwielconstructie is de V-snaar gebaseerd op het aandrijven van verschillende, in ditgeval poelies, welke onderling verbonden worden door een V-snaar of V-riem. De letter V geeft de vormvan de snaar als aan, deze is V-vormig. Een poelie is een schijf met een V-vormige doorsnede waarinde V-snaar precies kan vallen. De V-vorm is gestandaardiseerd, dit geeft als voordeel dat elke poelieeenzelfde V-vorm heeft en deze altijd in elkaar passen en kunnen ‘samenwerken’.Met de V-snaar kan beweging overgebracht worden van de ene poelie naar de andere. Er kan een grootoverbrengingsvermogen worden bereikt door het strak vasttrekken van de snaar in de poelies, waardoorhet slippen grotendeels wordt tegengegaan.Het nadeel van deze constructie is dat er altijd enige slip zal blijven, dit doet zich vooral voor wanneer deV-snaar niet strak genoeg is gespannen. Het belangrijkste onderdeel van deze constructie, de wrijving,mist door te weinig spanning op de snaar.

Naast een V-snaar constructie, is er ook een vorm met een snaar met een getande vorm. Het voordeelvan deze snaar is dat er geen slip ontstaat maar dat de beweging voortduurt door middel van tandenwelke in elkaar zullen grijpen.

Wanneer tandwielen een andere afmetinghebben kunnen deze natuurlijk alsnog inelkaar grijpen. Echter zal het ‘toerental’ vande tandwielen onderling variëren.Dit zogenoemde ‘toerental’ is gemakkelijk teberekenen via de formule:

N1 x Z1 = N2 x Z2

N: het aantal omwentelingen per minuutZ: Het aantal tanden

6.0 MECHANISME

Page 35: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 35

6.3 Kogellagers

Naast een constructie van tandwielen of een V-snaar is het ook mogelijk om een constructie metkogellagers toe te passen. Een kogellager biedt de mogelijkheid een draaibeweging te maken metweinig wrijving. Een kogellager bestaat uit een binnen- en buitenring met daartussen één of twee rijenbolvormige of cilindervormige kogels.Kogels binnenin een kogellager draaien mee, hierdoor ontstaat wrijving tussen de kogels onderlingomdat ze ten opzichte van elkaar tegen elkaar in draaien. Hierdoor is een kogellager niet geheelwrijvingloos.

Een constructie met kogellagers heeft als voordeel dat verschillende delen van de constructie tenopzichte van elkaar makkelijk kunnen bewegen door het verlagen van de wrijving. Nadelen zijn echterdat de kogellagers voorzien moeten zijn van genoeg vet of smeerolie om slijtage te voorkomen. Er moetvoorkomen dat er te veel vet of smeerolie in de lager komt, anders is er een kans dat het vet mee gaatdraaien wat als gevolg temperatuurstijging geeft. Dit betekent weer dat de levensduur van dit vet lagerzal zijn.

6.4 Gyroscoop

Een gyroscoop is een rotatiesymmetrische massa die om zijn as kan draaien. Als het wiel eenmaal in beweging is zal deze blijven draaien.

“Vaak is een gyroscoop in een Cardanische ophanging gevat zodatdeze in alle dimensies kan draaien. Bij een cardanische ophangingis het voorwerp binnen een ronde ring opgehangen aan tweescharnieren die in één lijn liggen die door het midden van de cirkelloopt; de ronde ring is zelf ook weer op dezelfde manier opgehangenin een wat wijdere ring, maar met scharnieren op een lijn dieloodrecht op beide voorgaande staat. Hierdoor kan het opgehangenvoorwerp vrijelijk roteren om twee (bij drie ringen drie) assen.Als het zwaartepunt excentrisch ligt ten opzichte van het middelpuntvan de ringen zal het opgehangen voorwerp steeds rechtop blijvenhangen ondanks bewegingen van de buitenste ring welke vast zit.”Bron: wikipedia

6.5 Magnetisme

Afhankelijk van de oriëntatie van magnetietkristallen kunnen deze elkaaraantrekken of afstoten, dit verschijnsel wordt magnetisme genoemd.Verantwoordelijk voor het magnetisme is het aanwezige ijzer, naast ijzervertonen ook nikkel, kobalt en gadolinium magnetische eigenschappen.Voorwerpen die magnetische eigenschappen sterk vertonen worden magnetengenoemd. Elke magneet heeft twee polen, de noordpool (de pluspool) en dezuidpool (de minpool). Met twee magneten wordt de noordpool aangetrokkendoor de zuidpool en andersom, echter stoot de ene noordpool de anderenoordpool af en de ene zuidpool de andere zuidpool.

Een ander verschijnsel met mechanisme is het elektromechanisme, ditontstaat door een elektrische stroom. Alle magnetisme worden veroorzaaktdoor zowel roterende als revoluerende elektrische ladingen in kringstromen.Elektromechanisme gebeurt met behulp van een geleidende draad waar eenelektrische stroom doorheen loopt. Een magnetisch veld wordt bepaald doorhoge stromen alsmede een grote zelfinductie, echter zijn hoge stromen nietaltijd toelaatbaar, waardoor de zelfinductie wordt verkregen door een draad tewikkelen in de vorm van een spoel. Hierdoor kunnen de velden van alleafzonderlijke windingen bij elkaar worden opgeteld.Bron: wikipedia

Kubler magneetwielsysteem

Het is bedoeld voor die installaties en machines waarbijde inbouw ruimte beperkt is terwijl een grote holle as van30 mm nodig is. Dankzij het contactloze meetprincipekan dit meetsysteem zware schokken en trillingen aan.Buitengebruik is ook geen probleem door de IP67afdichtinggraad en de toegestane luchtvochtigheid van100% met condensatie en breed temperatuurbereik. Demetalen behuizing is afgeschermd tegenelektromagnetische interferentie. Alle incrementelesignalen zijn beschikbaar: A, A-, B, B-, en ook de 0 en 0-Installatie is eenvoudig vanwege de montagetolerantievan 1 mm tussen de magneetring en de sensor. Met eenrode led wordt gewaarschuwd als de afstand te grootwordt of wanneer de snelheid te hoog is. Een groeneled geeft de indexpuls, ofwel de nulpuls, aan. De voedingvoor de sensor mag 4,8 ... 30 VDC zijn. De elektrischeaansluiting is voorzien van een hoogwaardigeafgeschermde flexibele PUR kabel die kan wordengebruikt in kabelrupsen als dit nodig is. De sensor isuitgevoerd met een push pull of RS422 circuit. Deresolutie is tot 5 μm wanneer alle flanken geteld worden,de repeteerbaarheid is +/- één increment en demaximum meetsnelheid is 25 m/s.Bron: www.aandrijvenenbesturen.nl

Page 36: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]36

6.6 Principe rotatiemechanisme

Het rotatieprincipe is gebaseerd op het toepassen van tandwielen, waarbij drie motoren wordentoegepast om het paneel eindeloos te kunnen laten roteren.

1. Rondom het paneel bevind zich een groot tandwiel, welke de mogelijkheid biedt om te roteren in deeerste richting. Aan het tandwiel en het paneel zit een as, welke de mogelijkheid biedt om te roterenin de tweede richting. Wanneer het paneel zich roteert in de eerste richting zal de as meedraaien.

Paneelvulling

As

Tandwiel

2. Door middel van een aandrijfmotor zal het grote tandwiel aangedreven worden, waardoor deze 360o

kan roteren in de eerste richting. Deze aandrijving kan met verschillende tandwielconstructies. Deworm is de meest directe oplossing, deze worm wordt direct aangedreven door een motor en kan zode rotatie van het grote tandwiel verzorgen.

Het tandwiel zal in tegengestelde richtingdraaien dan de wormconstructie

De wormconstructie zaldraaien met de aandrijvingvan een klein motortje

1

3. Aan de as zitten twee motoren vast welke mee kunnen draaien, deze motoren kunnen de as roterenwaardoor de rotatie in twee richtingen mogelijk is.

De as zal aan het uiteinde voorzien zijnvan tanden, waardoor deze aangedrevenkan worden via de twee motoren.

De twee motoren zullenbevestigd worden op hettandwiel.

2

4. Een mogelijkheid om het systeem van het draaiende tandwiel op z’n plek te houden is het toepassenvan meerdere kleine tandwielen. Deze zullen rondom het grote tandwiel geplaatst worden, elke kleine‘as’ zal worden voorzien van strips welke ervoor zorgen dat het tandwiel ook in de 2e richting niet kanverplaatsen.

6.0 MECHANISME

3

Page 37: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

7.0 PROGRAMMA VAN EISEN

Page 38: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]38

7.0 PROGRAMMA VAN EISEN

Wet en regelgevingOm een gevel te kunnen maken die ook daadwerkelijk uitvoerbaar is zullen er aan verschillende eisenvoldaan moeten worden. Het bouwbesluit is één van de belangrijkste en meest invloedrijke documentenwaaraan voldaan moet worden voordat de gevel dan ook daadwerkelijk gebouwd mag worden. In dithoofdstuk worden verschillende eisen behandeld waaraan voldaan moet worden en welketoonaangevend zijn in het gevelontwerp. Dit wordt gedaan aan de hand van de volgende onderwerpen;

7.1 Veiligheid7.2 Gezondheid7.3 Bruikbaarheid7.4 Energiezuinigheid

7.1 VeiligheidAlgemene sterkte van een bouwconstructie;De in NEN 6700 en 6702 vastgelegde eisen aan een constructie dienen behaald te worden. Deze eisengelden voor de te bouwen constructie met de daarop werkende krachten. Constructief zal het volledigepand, en ook de componenten dus moeten voldoen, hetgeen inhoud dat deze hun krachten moetenkunnen afdragen en afvoeren naar de fundering alvorens deze de grond in gestuurd worden.

Beweegbare constructie-onderdelen;Een te bouwen bouwwerk heeft zodanige beweegbare constructie-onderdelen dat veilig kan wordengevlucht en dat veilig gebruik kan worden gemaakt van de aan het perceel grenzende openbare ruimte.De context is in deze niet bekend, daarom wordt hier uitgegaan van de minimale eisen voor bewegendeconstructie onderdelen:1. Een beweegbaar constructie-onderdeel dat zich in geopende stand kan bevinden boven een voor

motorvoertuigen openstaande weg of boven een strook van 0,6 m grenzend aan die weg, ligt, gemeten vanaf de onderzijde van dat onderdeel, meer dan 4,2 m boven die weg of strook.

2. Een beweegbaar constructie-onderdeel dat zich in geopende stand kan bevinden boven een niet voor motorvoertuigen openstaande weg, ligt, gemeten vanaf de onderzijde van dat onderdeel, meer dan 2,2 m boven die weg. Dit voorschrift geldt niet voor een nooddeur.

3. Een beweegbaar constructie-onderdeel dat zich in geopende stand kan bevinden boven een vloer waarover een rookvrije vluchtroute voert, ligt, gemeten vanaf de onderzijde van dat onderdeel, meer dan 2,2 m boven die vloer. Dit voorschrift geldt niet voor een deur, indien de vluchtroute een vrije doorgang heeft met een breedte van ten minste 0,6 m ter plaatse van die deur in geopende stand.

Beperking van ontwikkeling van brand;Een gebouw zal tijdens een brand zoveel mogelijk de voortplantingvan brand tegen moeten houden. Hiervoor moeten onder andere deconstructie onderdelen uitgevoerd worden met eenbrandwerendheidklasse. Hiervoor zit een speling van 5% omdat menniet alles volledig brandveilig uit kan voeren. Daarnaast zal eruitgegaan moeten worden van een WBDBO van minimaal 60 minuten.Ter belemmering van verticale brandoverslag is moet minimaal 1meter gevel tussen open geveldelen aanwezig zijn.

Inbraakwerendheid;Gezien de vele te openen gevel elementen zal er extra nadruk op deafsluiting hiervan gelegd worden. Hufterproof en inbraakwerendheid isdaarom een belangrijk onderdeel binnen de regelgeving. Deuren,ramen, kozijnen en daarmee gelijk te stellen constructie-onderdelen ineen uitwendige scheidingsconstructie van een niet-gemeenschappelijke ruimte, die volgens NEN 5087 bereikbaar zijnvoor inbraak, hebben een volgens NEN 5096 bepaaldeinbraakwerendheid die voldoet aan de in die norm aangegevenweerstandsklasse 2.Sterkte bij brand;

Een te bouwen bouwwerk heeft een bouwconstructie die zodanigis dat het bouwwerk bij brand gedurende redelijke tijd kan wordenverlaten en doorzocht, zonder dat er gevaar voor instorting is.Een uiterste grenstoestand van een bouwconstructie waarvan hetbezwijken leidt tot het onbruikbaar worden van een rookvrijevluchtroute, wordt gedurende 30 minuten niet overschreden bij devolgens NEN 6702 bepaalde bijzondere belastingscombinatiesdie kunnen optreden bij brand. Met oog op de grootte van hetgebouw zal de gehele draagconstructie 120 minutenbrandwerend moeten zijn.

7.2 GezondheidBescherming tegen geluid van buiten;De beste manier op te beschermen tegen geluid van buiten is bij de bron. Dit is echter niet altijd mogelijken daarom moet er in de buitenschil rekeningen gehouden worden met het voorkomen vangeluidsoverlast binnen door geluidsproductie van buiten. Maximale geluidsbelasting in het pand isdaarom vastgesteld op 35 dB(A). Daarnaast zal er een geluidseis aanwezig zijn voor geluid watgeproduceerd wordt door installaties. Deze eis is vastgesteld op 30 dB(A).

Daglicht;Minimaal 10% van het vloeroppervlak van het pand zal in de gevel uitgevoerd moeten worden alsdaglichtopeningen. Deze minimale eis geld voor zowel de woning als de kantoorinvulling van het pand.Zoals eerder aangeven wordt 22% van de gebruikte energie besteed aan verlichting en door hetruimschoots voldoen aan de eis van daglichtinval en het slim omgaan met het geboden (zon)licht kandeze energie verspilling tegen gegaan worden.

Luchtverversing;De gevel zal mede door de te openen elementen bij gaan dragen aan de ventilatie mogelijkheden en deluchtverversing van de achterliggende ruimtes. In samenwerking met de installaties ten behoeve vanluchtverversing en ventilatie zal er gestreefd worden om dit zoveel mogelijk op een natuurlijke en dusenergie arme manier te doen. Grenswaarde van de luchtverversing bedraagt 6,4 dm3/s per m2.

7.0 PROGRAMMA VAN EISEN

Page 39: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 39

7.3 BruikbaarheidToegankelijkheid;Het gebouw moet voor ieder persoon toegankelijk zijn. Om te zorgen dat iedereen makkelijk het pandkan betreden mag de toegang van het gebouw met het aansluitend terrein maximaal een verschil zijnvan een meter. De toegankelijkheid wordt gewaarborgd door de minimale afmetingen van de vrijedoorgang. Deze bedraagt een minimale breedte van 0,85 meter en een hoogte van 2,3 meter.Daarnaast zal voor toegankelijkheid van rolstoelers een minimale breedte van 1,5 meter wordenaangehouden.

7.4 EnergiezuinigheidThermische isolatie;De thermische schil zal een minimale warmteweerstand moeten hebben van 2,5 m2 K/W. Dit is eenminimale eis, echter door het veel toepassen van glas of ander transparant materiaal zal dit getal nietoveral gehaald kunnen worden met standaard glas. Door dit op te schroeven naar een hogere eis envoor de transparante delen van de gevel te zoeken naar betere materialen kan het warmteverliesworden beperkt.

Luchtdoorlatendheid;Om warmteverlies door tocht en andere luchtdoorlatendheid te beperken zijn er eisen gesteld aan demaximale luchtdoorlatendheid van de gevel. Deze eis is vastgesteld op 0,2 m3/s.

Samenvatting van eisen en minimale waarden;Veiligheid

Hoofddraagconstructie Constructief voldoen

120 brandwerend op instorting

Bewegende constructie-onderdelen Geen belemmering voor buitenterrein op straatniveau

Brandontwikkeling WBDBO minimaal 60 minuten

1 meter verticale onderbreking t.b.v. brandoverslag

Inbraakwerendheid Voldoen aan klasse 2

Gezondheid

Bescherming tegen geluid van buiten 35 dB(A)

Bescherming tegen geluid van installaties 30 dB(A)

Daglichtopeningen Minimaal 10% van het vloeroppervlak

Luchtverversing Minimaal 6,4 dm3/s per m2

Bruikbaarheid

Minimale openingen toegang 0,85 meter breed, 2,3 meter hoog

Rolstoeltoegang 1,5 meter breed, 2,3 meter hoog

Energiezuinigheid

Thermische isolatie Minimaal 2,5 m2 K/W

Luchtdoorlatendheid Maximaal 0,2 m3/s

Page 40: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]40

12

3

45

7.5 MaterialisatieHet element zal uit verschillende lagen worden opgebouwd. Elkelaag zal zijn eigen programma van eisen bevatten, hiermee zalworden gezocht naar geschikte materialen.

De opbouw van het element is als volgt:

1. Thermische (binnen) schil

2. Thermische onderbreking

3. Constructieve element + vulling

4. Thermische onderbreking

5. Esthetische (buiten) schil

Tussen deze lagen zal een bevestiging moeten komen welkenader bepaald zal worden. Ook dit zal invloed hebben op demateriaalkeuze.

7.0 PROGRAMMA VAN EISEN

Page 41: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 41

THERMISCHE (BINNEN)SCHIL THERMISCHE ONDERBREKING CONSTRUCTIEVE ELEMENT + VULLING ESTHETISCHE (BUITEN)SCHIL

Zelfdragend / Sterk

VormvrijheidIn verband met koppeling / productie

Lage warmtegeleidingcoëfficiëntIn verband met reduceren van warmte transmissies

Lage warmtedoorgangcoëfficiëntIn verband met het reduceren van zonnestraling

Lage uitzettingscoëfficiëntIn verband met koppelen van componenten en tolerantie

‘Hufterproof’In verband met vandalisme- Met name de plint van gebouw

WeersbestendigheidWaterkerend, zonnestraling etc.

BrandwerendheidIn verband met eisen brandveiligheid

LevensduurIn verband met onderhoud

PROGRAMMA VAN EISEN PROGRAMMA VAN EISENPROGRAMMA VAN EISEN PROGRAMMA VAN EISEN

VormvrijheidIn verband met koppeling / productie

‘Hufterproof’In verband met vandalisme- Met name de plint van gebouw

WeersbestendigheidWaterkerend, zonnestraling etc.

BrandwerendheidIn verband met eisen brandveiligheid

LevensduurIn verband met onderhoud

VormvrijheidIn verband met koppeling / productie

Lage warmtegeleidingcoëfficiëntIn verband met reduceren van warmte transmissies

Lage warmtedoorgangcoëfficiëntIn verband met het reduceren van zonnestraling

Lage uitzettingscoëfficiëntIn verband met koppelen van componenten en tolerantie

Isolerende waarde: Rc = < 5 W/m.K

BrandwerendheidIn verband met eisen brandveiligheid

Waterkerend

LevensduurIn verband met onderhoud

TransparantIn verband met daglicht en ‘zien van mechanisme’

VormvrijheidIn verband met koppeling / rekbaarheid

Lage warmtegeleidingcoëfficiëntIn verband met reduceren van warmte transmissies

Lage warmtedoorgangcoëfficiëntIn verband met het reduceren van zonnestraling

Lage uitzettingscoëfficiëntIn verband met koppelen van componenten en tolerantie

LevensduurIn verband met onderhoud

Page 42: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]42

7.0 PROGRAMMA VAN EISEN

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

7.6 SupercomponentZoals reeds vermeld dient een component ontworpen te worden welke gekoppeld zal worden tot eensupercomponent. Dit supercomponent zal constructief bevestigd worden aan de hoofddraagconstructie.Belangrijk aspect bij het bepalen van de grootte van een supercomponent is dus de achterliggendeconstructie. Naast de constructie speelt ook de verdiepingshoogte een rol, om extra verticale bevestigingte voorkomen dient het supercomponent verdiepingshoog uitgevoerd te worden.

De breedte van het supercomponent is gebaseerd op de stramienmaat. De stramienmaat is op zijn beurtgebaseerd op de mogelijke overspanning van de staalplaatbetonvloeren welke voor dit project toegepastworden. (Voor meer informatie over de toegepaste hoofddraagconstructie zie hoofdstuk 9.4).

De supercomponenten zullen bestaan uit 16 componenten welke 4 x 4 worden uitgevoerd. Deafmetingen van het supercomponent zal hierdoor 4080x4080mm bedragen inclusief stuiknaden. Decomponenten zullen door en door gebout worden met daartussen een rubberen stuiknaad om zo eensterke en waterdichte koppeling te vormen tussen de componenten onderling. Verdere uitwerking vanhet component en supercomponent zal in de uitwerking nader worden toegelicht.

Page 43: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

8.0 REFERENTIES

Page 44: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]44

8.0 REFERENTIES

8.1 Referenties: Ronde openingenJardine House Hong Kong - Architect: Palmer & Turner

JARDINE HOUSE HONG KONGDe toren werd geopend in het jaar 1973, een vervanging van het oude Jardine House welke in het jaar 1948 werd afgerond.Het dient als kantoor en staat naast het welbekende HSBC gebouw in Hong Kong.

De toren bestaat uit 52 verdiepingen en heeft een vloeroppervlak van ruim 65.000m2. De toren heeft een hoogte van 178,5meter, waarbij de bovenste verdiepingsvloer de hoogte van 168,5 meter bereikt.

Het gebouw is geconstrueerd met een metalen frame en een vliesgevel met ronde ramen. De dikte van het frame wordt doorde vorm van de ronde ramen gereduceerd.

KENMERKEN GEVEL JARDINE HOUSE HONG KONG

Vliesgevel

Mogelijke lichteffecten

Diepe negges

Stuiknaden opvallend in het zicht (vormen een grid)

Elementen verdiepingshoog

Transparante paneelvullingen

8.0 REFERENTIES

Page 45: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 45

Woontoren Rokade te Groningen - Architect: Arons en Gelauff Architecten

WOONTOREN ROKADE te GRONINGENDe woontoren is opgeleverd in 2007 en bevat 72 woningen + 2 penthouses. Daarnaast bevat de plint 1000m2 bedrijfsruimte en 72parkeerplaatsen. De woontoren bestaat uit 21 verdiepingen en heeft een kruisvormige plattegrond. Elke verdieping bevat vierwoningen, welke een L-vormige plattegrond hebben. Deze zijn rond een binnenhoek gesitueerd.

De gevels, draagstructuur en installaties van de appartementen zijn voorbereid op drie verschillende indelingsmogelijkheden. Debewoner bepaald zelf de plattegrondindeling.

Het gebouw is gemetseld uit een speciaal voor dit gebouw ontwikkelde witte baksteen. Deze zijn verlijmd en voorzien van een engobelaag waardoor onderhoud aan de gevels tot een minimum beperkt is.

KENMERKEN GEVEL WOONTOREN ROKADE

Bakstenen gevel

Speelse indeling van ramen (vormen geen grid)

Gevarieerde grootte van ronde ramen

Mogelijke lichteffecten

Ramen ‘buiten gevel’ + diep dagstuk

Transparante paneelvullingen

Mogelijkheid tot openen raam

Page 46: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]46

Chrome Hotel - Architect: Sanjay Puri Architecten

CHROME HOTELHet Chrome Hotel van Sanjay Puri Architects heeft een gevel welke is ‘doorboort’ met gaten (openingen)welke zorgen voor de natuurlijke daglichttoetreding en de kosten voor de luchtkoeling tot een minimumbepalen doordat hierdoor geventileerd kan worden. De ondoorschijnende ramen zijn doelbewust over degehele gevel gesitueerd om hierdoor het effect van luchtkoeling en natuurlijk daglicht te maximaliseren.‘s Nachts worden deze ramen opgelicht met behulp van LED-verlichting.

Het hotel heeft verschillende uitstekende betonnen blokken (puntvormig) welke zowel als warmtebufferfungeren en dienen voor privégasten. Tussen de ramen en de zogenoemde ‘vinnen’ van het betonnenblok is het mogelijk de ventilatiekosten tot 25% te besparen. Hierdoor wordt bewezen dat Low-Techenergiebesparende oplossingen toegepast kunnen worden in een ongelofelijk glad (afgewerkt) pakket.

KENMERKEN CHROME HOTEL

Diameter openingen = 45cm

Openingen liggen in één lijn

Lichteffecten d.m.v. LED-verlichting

Transparante paneelvullingen

Ventilatie / Luchtkoeling t.p.v. ‘vinnen’

Interieur

8.0 REFERENTIES

Page 47: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 47

8.2 Referenties: Variatie in grootte openingenO-14 TOWER te DUBAI - Architect: RUR Architecture - Reiser + Umemoto

O-14 TOWER te DUBAIEen toren welke bestaat uit 22 verdiepingen in het centrum van Dubai’s Business Bay. De toren heeft eenvloeroppervlak van zo’n 300.000 m2.De O-14 Tower ligt aan de uitbreiding van de Dubai Creek, gesitueerd aan een prominente locatie aan de waterkant.De gevel bestaat uit een sterke zelfverstevigde betonsoort welke gemaakt is rondom een wirwar aan wapening, ditresulteert in een elegante geperforeerde buitengevel.De gevel is voorzien van een efficiënte structuur die de kern bevrijd van de last van de zijdelingse krachten en maaktzeer efficiënte, kolomvrije open ruimten in het gebouw.De schil is niet alleen de structuur van het gebouw, maar werkt op het interieur als een zonnescherm en openheidmet betrekking tot licht, lucht en uitzicht. De openingen worden gemoduleerd afhankelijk van de bouwkundige eisen,visies, blootstelling aan de zon en helderheid.Bron: www.e-architect.co.uk/dubai/o14_tower.htm

KENMERKEN O-14 TOWER

De toren is voorzien van openingen met verschillende groottes, hierdoor ontstaat eengevarieerde gevel welke een esthetisch aantrekkelijke gevel vormen.

Daarnaast wordt bij dit ontwerp gebruik gemaakt van lichteffecten waarbij de openingenoplichten in het donker.

Page 48: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]48

8.3 Referenties: Gebruik van zoninval

COOLSINGEL PROJECT te ROTTERDAM - Architect: O.M.A. - Rem Koolhaas

COOLSINGEL PROJECT te ROTTERDAMHet ontwerp voor het gebouw is beïnvloed door de architectuur van de directe omgeving die wordt gedomineerddoor torens. De torens zorgen weliswaar voor een indrukwekkende skyline maar dit gaat ten koste van dediversiteit en leefbaarheid van het Rotterdamse centrum. Om die reden is het ontwerp van OMA gebaseerd opeen kubus met een totale oppervlakte van 20.000m2 waarin bestaande architectuur, zoals het historische ABN-AMRO pand, wordt geïntegreerd.“OMA beschouwt het als een uitdaging om deze waardevolle gebouwen binnen het ontwerp te integreren. Debank zal een prominente rol in het nieuwe plan worden gegeven en zal de basis voor het project vormen meteen opvallende ingang aan de Coolsingel.”Behalve kantoor- en werkruimte zullen in het project ook openbare voorzieningen als restaurants, galeries enwinkels worden opgenomen.Bron: mattus.web-log.nl

KENMERKEN COOLSINGEL PROJECT

Door grote openingen welke gericht zijn op de zon “daglicht het gebouw intrekken”. Hetgebouw wordt als het ware doorboord.

Daarnaast worden hiermee spannende onderdelen in het gebouw gewaarborgd metbetrekking tot in- en uitzicht.

Er ontstaat als het ware een groot atrium met een indrukwekkende daglichttoetreding.

8.0 REFERENTIES

Page 49: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 49

8.4 Referentie: Diffuus licht d.m.v. plafond

KUNSTHAUS te BREGENZ - Architect: Peter Zumthor

8.5 Referentie: Zien van mechanisme

ARAS INSTITUTE te PARIJS - Architect: Jean Nouvel

Het Kunsthaus in Bregenz maakt gebruik van daglicht. Er is een grote ruimte tussen devloer- en plafondconstructie zodat het daglicht diep binnen de ruimten komt. Hettranslucente plafond is niet alleen functioneel maar ook een architectonisch begrip.De Aras Institute in Parijs maakt gebruik van een diafragmatische gevel waardoor hetdaglicht gereguleerd kan worden (zonwering). De architectonische schoonheid ligt in hetmechanische gedeelte van de gevel. Beide projecten zijn belangrijke referenties voor hetproject The Endless Rotation.

Page 50: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]50

8.6 Conclusie

Aan de hand van de voorgaande referenties zijn er een aantal uitgangspunten opgesteld met betrekking tot

de te ontwerpen gevel:

1. Een duidelijk grid, met daarbinnen ronde gevelopeningen

2. Voor de variatie van het esthetische beeld gebruik maken van af en toe grotere openingen, welke

tevens gebruikt worden voor extra daglichttoetreding

3. Een mogelijkheid om de openingen te accentueren met behulp van lichteffecten

4. Gebruik maken van translucent plafond waardoor diffuus licht ver het gebouw in komt

5. Het laten zien van het mechanisme in de gevel

8.0 REFERENTIES

Page 51: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

9.0 CONCEPT EN VISIE

Page 52: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]52

9.0 CONCEPT EN VISIE

9.1 Wat wordt meegenomen naar de uitwerkingUit voorgaande analyses zijn een aantal belangrijke punten welke worden meegenomen naar de uitwerking van degevel.De hoofddoelstelling is hieronder nogmaals omschreven:“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmeede levensduur van gebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretendegebouwen tot het verleden behoren!”

Hieronder de hoofdpunten welke worden meegenomen naar de uitwerking

De gevel dient de energiebalans, flexibiliteit en levensduur van het gebouw positief te beïnvloeden

Flexibele vulling met betrekking tot idealiseren verschillende functies als energie opwekken, zonlicht reflecteren,daglichtsturing, ventilatie, transparantie, commercie etc.

Orthogonaal grid als speelveld en kader

Programma is afhankelijk van gebruiker en dus de functie

Één component voor de dak- en gevelsluiting

Één supercomponent wordt gevormd uit 16 componenten

Gevel programmeren aan de hand van dagcyclus van de zon, dit zal geschieden met behulp van sensoren enautomatische mechanismen

De mens is de bepalende factor voor de schaal van een component, uitgaande van een kantoorfunctie

Het component zal een afmeting hebben van 1000x1000mm met een paneelvulling met een diameter van 700mm

De dikte van het component hangt af van de rotatiemogelijkheid, waarbij uitgegaan wordt van een maximalerotatie van het paneel

De rotatie zal geschieden met tandwielen als aandrijfmechanisme

Het mechanisme zal op zijn plek gehouden worden door een extra constructie die de bewegingsvrijheid nietbelemmerd

Het component zal opgebouwd worden uit verschillende lagen: buitenblad, constructie en een binnenblad

Waarbij de binnenschil voldoet aan de thermische en geluidsisolatie en zal dienen als waterkering

Het totale component dient te voldoen aan de wet- en regelgeving zoals is weergegeven in hoofdstuk 7.1 t/m 7.4.

Meenemen vanuit referenties:

Een duidelijk grid, met daarbinnen ronde gevelopeningen

Voor de variatie van het esthetische beeld gebruik maken van af en toe grotere openingen, welke tevens gebruiktworden voor extra daglichttoetreding

Een mogelijkheid om de openingen te accentueren met behulp van lichteffecten

Gebruik maken van translucent plafond waardoor diffuus licht ver het gebouw in komt

Het laten zien van het mechanisme in de gevel

9.0 CONCEPT EN VISIE

Page 53: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 53

9.2 Evolutie van het ontwerp

+ +

Orthogonaal grid plakken op kubus als speelveld en kader

Kubus als massavolume Grid op kubus Perforatiestaven / schietgaten

Kubus doorboren met perforatiestaven ten behoeve van tegenoverliggende

openingen

De opdracht zoals de onderwijsinstelling datvoorschrijft beperkt zich tot de gevel van hetgebouw. Echter kan het bouwfysische gedragvan het gebouw grote invloed hebben op degevel en heeft de gevel grote invloed op hetgebouw. Alsmede daarom wordt het gebouw bijde gevel betrokken.Het concept is een kubus als massavolumewaarop een orthogonaal grid is geprojecteerd. Ditgrid is het speelveld en kader van het gebouw.De gevelcomponenten zijn in dit gridondergebracht. Om binnen en buiten met elkaarte verbinden is er een binnentuin c.q. atriumgeïntroduceerd waarvan het kantoorpersoneelgebruik kan maken. Tevens heeft dit eenbouwfysische werking omdat de klimaat- enlichtplafonds er op aansluiten. Het zorgt voor nogmeer daglicht en het kan de warmte en koudereguleren (bufferruimte). De gevel wordt, zoalsde afbeeldingen laten zien, geperforeerd dooreen aantal staven. Het atrium is het snijpunt vanalle lijnen. De staven zijn georiënteerd opverschillende zonstanden waardoor daglicht naarbinnen komt. De staven laten slechts de richtingzien en de vorm van de daglichtopeningen.

Page 54: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]54

9.3 Bouwfysisch concept

Gevelconcept 01

Warmtevoordeel door:- personen- verlichting- apparatuur- zon

Direct licht

Diffuus licht

OngewensteTransmissie

Reflector

Translucentplafond

Zomersituatie• De zon zoveel mogelijk buitensluiten middels reflectie;• Daglichtsturing;• Thermische binnenschil is open ten behoeve van dwars- en langsventilatie (openen ter plaatse vande koele gevels);

• De warmte zal stijgen en wordt via het plafond natuurlijk weggeventileerd;• De warmte van de W&E – installaties wordt afgevoerd en de kanalen voor het koelen blijven koeler;• Accumulatie van de vloer;• Zoveel mogelijk transmissie naar buiten.

Wintersituatie• De zon zoveel mogelijk binnensluiten middels absorptie of dergelijke;• Daglichtsturing;• Thermische binnenschil is dicht ten behoeve van het opsluiten van de warmte (positief broeikaseffect);• De warmte zal stijgen en wordt via het plafond opgesloten waardoor er een soort bufferruimte ontstaat;• De warmte van de W&E – installaties wordt vastgehouden en de kanalen voor het verwarmen blijvenwarmer;

• Zo min mogelijk transmissie naar buiten.

Thermische capaciteit vloer

Warmtelast door:- personen- verlichting- apparatuur- zon

Dwars- en langsventilatie

Direct licht

Diffuus licht

Gewenste Transmissie

Reflector

Translucentplafond

Reflector

Reflector

9.0 CONCEPT EN VISIE

Page 55: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 55

Gevelconcept 02

Zomersituatie

Wintersituatie

Absorberen / infiltratie warmte

Afvoeren interne warmte

Wel transmissie

Geen transmissie

Reflecteren zon

Reflecteren van interne warmtestraling

Zomer Winter

Gedragsverandering

Gelaagdheid element omkeren

Beheersbare transmissie

Zoals reeds omschreven heeft transmissie zowel eennegatieve als positieve functie. De gedragsveranderingtussen winter en zomer vragen om een gevelvulling die zichaanpast aan de situatie. In de winter wil men gebruik makenvan de zonbelasting en de interne warmteproductie. Degevelvulling moet de warmte in de vorm van straling middelsreflectie binnenhouden. In de zomer wil men geen gebruikmaken van de zonbelasting maar de warmtestraling werenen de interne warmteproductie afvoeren middels detransmissie. Hiermee wil men eigenlijk de gelaagdheid endaarmee de reflecterende folie of dergelijke in het elementveranderen. Door de elementen 180 graden te draaienveranderd de gelaagdheid en dus de bouwfysischeeigenschappen.

Wintersituatie

Zomersituatie

Page 56: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]56

Gevelconcept 03

Zonne-energie Toe- en afvoer van lucht

Warmteafvoer middels natuurlijke ventilatie

Dwars- en langsventilatie

Ontstaan van brand

Toevoer van koelelucht uit de buitengevel

De rook zal stijgen

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

Afvoer van de rook

1

2

3

4

5

1

2

3

45

Gevelconcept 04

9.0 CONCEPT EN VISIE

Page 57: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 57

Concept 05

Wintersituatie• De zon zoveel mogelijk binnensluiten middels absorptie of dergelijke;• Daglichtsturing via gevel en atrium;• Thermische binnenschil is dicht ten behoeve van het opsluiten van de warmte (positief broeikaseffect);• De warmte zal stijgen en wordt via het plafond en atrium opgesloten waardoor er een soortbufferruimte ontstaat;

Zomersituatie• De zon zoveel mogelijk buitensluiten middels reflectie;• Daglichtsturing via gevel en atrium;• Thermische binnenschil is open ten behoeve van dwars- en langsventilatie (openen ten plaatse vande koele gevels);

• De warmte zal stijgen en wordt via het plafond natuurlijk weggeventileerd. Gedeeltelijk ten plaatsevan de gevel en een groot deel zal via het atrium weggeventileerd worden;

Dwars- en langsventilatie

Diffuus licht

Warmtelast door:- personen- verlichting- apparatuur- zon

Reflector

Translucentplafond

Dwars- en langsventilatie

Diffuus licht

Warmtelast door:- personen- verlichting- apparatuur- zon

Reflector

Translucentplafond

Page 58: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]58

Gevelconcept 06

Actieve gevelDe opbouw van de componenten is een abstractie van een tweedehuidfaçade en valt daarmee onderactieve gevels. Net zoals een tweedehuidfaçade heeft ook dit component een thermisch binnenblad,een spouw en een enkel ongeïsoleerd buitenblad. De spouw fungeert als buffer tussen binnen- enbuitenmilieu. Men kan op grote hoogte nog natuurlijk ventileren en de spouw is een klimatologischebufferruimte om de warmte juist buiten te houden of juist op te sluiten (positief broeikaseffect). Geluidwordt door de extra schil aanzienlijk gereduceerd, wat natuurlijk gewenst is voor een kantoorgebouw.

Gewenste Transmissie

Reflecteren zon

Direct licht

Thermische capaciteit vloer

Translucentplafond

Dwars- en langsventilatie

Warmtelast door:- personen- verlichting- apparatuur- zon

OngewensteTransmissie

Absorberen zon

Direct licht

Thermische capaciteit vloer

Translucentplafond

Warmtelast door:- personen- verlichting- apparatuur- zon

De zonwering is de reflector welke de zonstraling weerkaatst en het thermisch binnenblad welke isopgebouwd uit twee elementen. Het bestaat uit een aluminium sandwichpaneel (met hoogwaardigeisolatie) en thermopane beglazing. Het aluminium zal de straling afkomstig van de zon reflecteren ende hitte komt daarmee in de spouw. De spouw kan vervolgens geventileerd worden door derotatiepanelen (gedeeltelijk) open te zetten waardoor de hitte weggeventileerd wordt. Andersom kanmen juist de panelen gesloten houden waardoor de warmte opgesloten blijft.

9.0 CONCEPT EN VISIE

Page 59: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 59

6:0067,3 0

12,1 0

7:0078,4 0

20,8 0

8:0089,8 0

29,9 0

9:00102,4 0

39 0

10:00117,2 0

47,6 0

11:00135,9 0

54,9 0

12:00160 0

59,8 0

13:00187,9 0

60,8 0

14:00214,2 0

57,5 0

15:00235,1 0

51 0

16:00251,4 0

42,9 0

17:00264,8 0

33,9 0

18:00276,7 0

24,8 0

19:00287,9 0

15,8 0

20:00299 07,5 0

9:00126,2 0

2,9 0

10:00138,8 0

9,6 0

11:00152,4 0

14,8 0

12:00166,8 0

18 0

13:00181,7 0

18,9 0 14:00196,6 0

17,5 0 15:00210,9 0

13,8 0

16:00224,2 0

8,2 0

17:00236,6 0

1,2 0

Zoncoördinaten zomerdag Zoncoördinaten winterdag

De Nederlands Normalisatie-instituut heeft de zon op een winter- enzomerdag geanalyseerd. In NEN 5067 vindt men de tabel met de gegevensvan het onderzoek. Het weergeeft het aantal Watt per vierkante meter, dieop een bepaald tijdstip en oriëntatie, op de gevel straalt. Het wattage is weerbelangrijk voor de koeling en verwarming, energieopwekking maar zeker ookde verlichting van het gebouw (lux). Door deze gegevens kan een gebouwprogrammatisch benaderd en uitgezet worden. Op de volgende pagina iseen zomerdagcyclus uitgezet in diagrammen.

Kortom met deze gegevens weet men hoe de zonnepanelen moetenmeedraaien en waar de opbrengst optimaal is. Daarnaast is bekend wat dekoelste en warmste kant van de gevel is zodat men weet waar de luiken juistopen of dicht moeten zijn. Ook de verlichtingssterkte van de zon is bekenden hier kan zo op worden geanticipeerd in de vorm van daglichtsturing.

Page 60: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]60

Zomerdagcyclus & Gevelanticipatie

9.0 CONCEPT EN VISIE

Page 61: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 61

Programma gevelProgrammeren gevel

De

vulli

ngen

die

nen

op v

ersc

hille

nde

wijz

e vo

orzi

en te

wor

den

van

PV

-cel

len

Page 62: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]62

Dwars- en langsventilatie

Warmtelast door personen, verlichting, apparatuur, zon

Reflectie en diffuus licht

Zonstraling

Reflectie zonstraling

Schoorsteeneffect atrium

LEGENDA

Klimatologische werking gebouw Zomerdag

Zoals reeds is omschreven zijn er drie belangrijke bouwfysische aandachtspuntenop het gebied van energieverbruik; namelijk verlichting, transmissie, verwarmingen koeling.

De zon wordt in deze situatie zoveel mogelijk gereflecteerd om zoninstraling tevoorkomen en daarmee de interne warmtelast te beperken. Tussen de vloer- enplafondconstructie is een vrije ruimte voor onder andere installaties, constructiesen klimatologische werking. Daglicht wordt middels de roterende panelen naarbinnen gestuurd c.q. gereflecteerd. Door de spiegelende vloer en translucentplafond zal het licht weerkaatsen en diffuus licht afgeven aan de ruimte eronder.Het plafond dient tevens als een koelplafond. Door de roterende delen enthermische binnenbladen open te zetten op de koudste vlakken van de gevels,verkrijgt men natuurlijke dwars- en langsventilatie. Het plafond zal de koudeuitstralen en de warmte uit de (werk)ruimten onttrekken en afvoeren. Bovendienvoeren de luchtkanalen koele lucht en blijft hierdoor extra koel wat een reductiegeeft. In het gebouw is tevens een atrium ondergebracht wat voor extra daglichten ventilatie zorgt. De gevelopbouw lijkt op een tweede-huidfaçade waardoorongewenste transmissie wordt gereduceerd. De spouw tussen de twee bladenwordt geventileerd waardoor de warme lucht afgevoerd wordt.Het dak bestaat eigenlijk uit twee lagen en dient als een soort tropendak. Enerzijdsverbergt het de installaties en wekt het energie op en anderzijds zorgt het voorschaduw en enorme ventilatie waardoor de klimaatinstallaties koel blijven en nietextra gekoeld hoeven te worden. Tevens blijft het dakvlak relatief koel waardoor erminder gekoeld hoeft worden.

ZOMERDAG

9.0 CONCEPT EN VISIE

Page 63: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 63

Dwars- en langsventilatie

Warmtelast door personen, verlichting, apparatuur, zon

Schoorsteeneffect atrium

LEGENDA

Klimatologische werking gebouw Zomernacht

Aan het eind van een (werk)dag zit het gebouw vol geaccumuleerde warmte.Deze warmte moet afgevoerd worden omdat de volgende dag het gebouw weerwordt gebruikt en dit behaaglijk dient te zijn. De interne warmtelast is kleinergeworden omdat de bezettingsgraad praktisch nul is, als de apparatuuruitgeschakeld is of op stand-by staat en de zoninstraling er niet meer is.Normaliter gebruiken gebouwen topkoeling wat erg kostbaar en energievretend is.

Door de roterende panelen en thermische binnenbladen tussen de vloer- enplafondconstructie te openen, ontstaat er dwars- en langsventilatie. Dit zorgtervoor dat de geaccumuleerde warmte in de betonvloerconstructie afgevoerdwordt. De (werk)ruimten zullen op deze manier ook geventileerd worden. Hetatrium zorgt tevens voor een afzuigende werking en voert hiermee de warmte af.

Wanneer er een behaaglijk binnentemperatuur is ontstaan dient men juist hetgebouw af te sluiten om de warmte binnen te houden, dit bespaard namelijkenergie die normaliter verloren gaat bij de ochtendcyclus van een gebouw. Hetgebouw is dan erg afgekoeld en moet dan opgewarmd worden terwijl ditvoorkomen kan worden. De roterende panelen en thermische binnenbladenworden gesloten waardoor de warmte binnen blijft. De plafonds dienen hierbij alswarmtebuffer. Het atrium wordt tevens afgesloten en dient daarmee als een grotebufferruimte. In de ochtend wanneer de zon opkomt, zal het welbekendebroeikaseffect optreden wat gunstig is tussen 06:00 en 09:00. Daarna neemt deinterne warmtelast weer toe en dient er weer gekoeld te worden (zie werkingzomerdag).

ZOMERNACHT

Page 64: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]64

Dwars- en langsventilatie

Warmtelast door personen, verlichting, apparatuur, zon

Reflectie en diffuus licht

Zonstraling

Circulatie-effect atrium

LEGENDA

Klimatologische werking gebouw Winterdag

WINTERDAG

Doordat de aarde een aantal graden om zijn eigen as draait zal de zon anders opde aarde vallen. Hierdoor staat de zon lager en is de warmte intensiteit minder.

Echter blijft de vraag of het kantoorgebouw overdag verwarmd dient te worden. Deinterne warmtelast kan dusdanig hoog zijn, dat verwarmen overbodig is. Sterkernog, het kan voorkomen dat een gebouw gekoeld dient te worden omdat deinterne warmtelast te hoog is.

Van uitgaande dat de interne warmtelast niet genoeg W/m2 zal leveren, dient hetgebouw verwarmd te worden. Dit kan mechanisch geschieden waarbij de lucht ofdergelijke voorverwarmd wordt. Echter is het veel interessanter om te kijken naarnatuurlijke manieren om een verwarmend effect te generen of middels een hybridesamenwerking.

De zon wordt zoveel mogelijk geabsorbeerd of naar binnen gestuurd om tegemoette komen voor een behaaglijke binnentemperatuur. Hiermee wil men juist eenpositief broeikaseffect genereren. De roterende panelen tussen de vloer- enplafondconstructie reflecteren het licht naar binnen en de thermische binnenschilblijft gesloten. De tussenruimte dient nu als bufferruimte wat de warmte opsluit enafgeeft aan het plafond en de vloerconstructie. De luchtkanalen welke warme luchtvervoeren worden hierdoor verwarmd en hebben minder last vantransmissieverlies. Het atrium blijft zoveel mogelijk gesloten en dient hierbij ookals warmtebuffer. De elementen op het dak zijn gesloten en sluiten de warmelucht op (voorkomt uitstraling).

9.0 CONCEPT EN VISIE

Page 65: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 65

Warmtelast door personen, verlichting, apparatuur, zon

Circulatie-effect atrium

LEGENDA

Klimatologische werking gebouw Winternacht

Op een onbewolkte winternacht is de uitstraling erg groot. Doordat dedakelementen gesloten zijn, wordt de uitstraling aanzienlijk verminderd. Alleroterende panelen en thermische binnenbladen zijn gesloten waardoor de warmteoptimaal wordt opgesloten. De klimaatplafonds zijn gesloten en sluiten de warmteop. De thermische massa accumuleert de warmte en geeft dit gelijkmatig af. Hetatrium blijft gesloten en dient als warmtebuffer.

De zon komt later op en geeft minder warmte af. Hierdoor moeten de gevelslanger gesloten blijven. Later op de dag is er natuurlijke ventilatie nodig om deinterne warmtelast af te voeren.

WINTERNACHT

Page 66: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]66

Om een realistisch ontwerp te maken voor een gevel, is het noodzakelijk daarbij te kijken naar dehoofddraagconstructie van het totale gebouw.

De gevelelementen zullen als supercomponenten opgehangen worden aan de achterliggendedraagconstructie (op stramien). De hoofddraagconstructie van het gebouw bestaat uit een staalskelet,welke onderling verbonden worden door meerdere N-liggers en waarbij het atrium zal dienen alsstabiliteitkern.De afmetingen voor de kolommen en liggers zijn aan de hand van vuistregels en referenties bepaald:

Hoekkolommen: Koker 240x240Kolommen: HEB240Liggers: N-liggers (hoogte 820mm, met stijl- en regelwerk 70x120mm)Randliggers: UNP140

Een belangrijk onderdeel binnen de constructie is het toepassen van ‘dunne’ vloeren waardoor dezeachter de componenten verwerkt kunnen worden. Om deze reden is gekozen voorstaalplaatbetonvloeren met een dikte van 140mm welke constructief met de N-liggers verbondenworden middels reeds opgelaste stiftdeuvels. De stiftdeuvels zorgen voor een interactie tussen het staalen het beton. Staal neemt alle trek op en beton alle druk. De staalplaatbetonvloeren zullen voorzienworden van een geïsoleerde computervloer met afwerking waardoor de totale dikte slechts 240mmbevat en op deze manier achter de componenten verwerkt kunnen worden. De vloeren vormengezamenlijk een stijf geheel en zullen als schijven gaan dienen om de horizontale krachten af te dragennaar de stabiliteitskern welke vervolgens de verticale krachten afdraagt naar de fundering.

Omdat de supercomponenten niet aan de staalplaatbetonvloeren opgehangen kunnen worden isgekozen een stramienmaat te gebruiken welke is gebaseerd op de grootte van de supercomponenten.De supercomponenten zullen inclusief stuiknaden een afmeting hebben van 4080x4080mm, dezematen komen dus overeen met de stramienmaten. Op deze manier kunnen de supercomponentenbevestigd worden aan de kolommen. De windankers, welke winddruk en zuiging opvangen, worden opde UNP-randligger gemonteerd.

Op de afbeeldingen is de hoofddraagconstructie weergegeven. Door middel van verschillende kleurenis getracht het totaalbeeld te verduidelijken. De blauwe kleur geeft het atrium weer, welke is opgebouwduit de eerder genoemde staalconstructie inclusief windverbanden voor de stabiliteit van het totalegebouw. De N-liggers worden weergegeven in een oranje kleur, op deze liggers zullen destaalplaatbetonvloeren gemonteerd worden. De kolommen en randliggers worden weergegeven in degrijze kleur.

Op de volgende pagina twee plattegronden voor extra verduidelijking van de constructie. De detailleringvan de constructie is terug te vinden in Bijlage DO 02 - Doorsneden & Detaillering.

9.4 Constructief concept

9.0 CONCEPT EN VISIE

Page 67: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 67

Aanduiding kolommen Aanduiding N-liggers en randliggers

Page 68: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]68

9.0 CONCEPT EN VISIE

9.5 Draairichting en maximale standenZoals eerder genoemd zal het paneel alle standen moeten kunnen aannemen om een ideale werking tehebben met betrekking tot zonsturing, zonweerkaatsing en het opwekken van energie middels dezonnepanelen. Het draaien van 360 graden in zowel het horizontale als het verticale vlak lijkt daarvooreen passende oplossing maar brengt complicaties met zich mee op het gebied van stroomvoorzieningvan de motoren en de grootte van het totaal element. Daarnaast is het niet nodig om 360 graden tedraaien om alle standen te kunnen behalen.

Draaiende richtingHet paneel 360 graden draaien is benodigd om alle standen te kunnen bereiken in zijn eigen vlak. Het isechter niet nodig om het paneel eindeloos rond te kunnen laten draaien. Dit zou namelijk grote gevolgenhebben met betrekking tot de bedrading omdat deze dan eindeloos lang zou moeten worden om altijdmee te kunnen draaien. Het zal dus nodig zijn om terug te kunnen draaien zodat de bedrading nietlanger hoeft te worden dan de omtrek van het paneel met daarnaast ruimte voor wat speling.

Het draaien van 360 graden in één richting is echter niet de ideale oplossing. De bedrading is tehalveren wanneer men het paneel vanuit zijn beginstand 180 graden naar beide zijden laat draaien. Opdeze manier is de horizontale stand van de motoren zijn beginstand en kan er naar beide zijden wordengeroteerd om zo ook de benodigde 360 graden rotatievrijheid te behalen en tegelijkertijd de bedradingten behoeve van de stroomvoorziening te halveren.

Openslaande richtingOmdat het paneel in de draaiende richting vanuit zijn beginstand naar beide zijden 180 graden kandraaien hoeft er alleen nog voorzien te worden in de openslaande richting. Er is gekozen voor een as opeen kwart van de hoogte van het paneel om de oppervlakte van het paneel wat naar binnen draait tereduceren. Het naar binnen draaien van het paneel zal namelijk een dikker element opleveren omdatmen niet wil dat dit naar binnen slaat de achterliggende ruimte in.

Door de draaiing in het vlak kan de desbetreffende as zowel boven als onder komen te zitten. Deopenslaande richting van het paneel kan dus gereduceerd worden naar 90 graden. Twee motoren,gelegen in het draaiende deel van het element zullen de openslaande richting verzorgen. Destroomvoorziening van deze motoren zullen worden opgenomen in de panelen welke tegen het tandwielaangezet worden.

Page 69: The Endless Rotation

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 69

Page 70: The Endless Rotation

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]70

U ITWERKINGSFASE

Page 71: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

10.0 RENDERS EN TEKENINGEN

Page 72: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]72

10.0 RENDERS EN TEKENINGEN

10.0 RENDERS EN TEKENINGEN

10.1 Impressies: Gebouwniveau

Page 73: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 73

Impressie: Entree

Page 74: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]74

10.0 RENDERS EN TEKENINGENImpressies: Interieur

Page 75: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 75

Impressie: Supercomponent

Page 76: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]76

10.2 Tekeningen

Plattegronden & Gevelaanzichten (zie Bijlage DO 01 voor tekeningen schaal 1 : 100)

10.0 RENDERS EN TEKENINGEN

Page 77: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 77

Doorsneden & Detaillering (zie Bijlage DO 02 voor tekeningen schaal 1 : 100 - 1 : 10)

Page 78: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]78

10.3 Impressies: Componentniveau

10.0 RENDERS EN TEKENINGEN

Page 79: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 79

10.4 Exploded view: Renderversie

Voor een overzicht van het exploded view met subcomponenten zie Bijlage DO 03 – Exploded view - IKEA

Page 80: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]80

10.5 Materialisatie origineel

TRANSPARANT EN ONGEÏSOLEERD BUITENBLAD ROTEREND PANEEL EN AANDRIJVINGSMECHANISME TANDWIELCONSTRUCTIE

Origineel

1000x1000x15mm kunststofbeplating ; opening ø750mm

5mm rubberdichting, onderbroken ten behoeve van afwatering

RVS puntvormige bevestiging met neopreen inlages ; ø40mm

Montage middels draadeind in hoekstaal

Origineel

30mm paneelvulling (pv-cellen, kunststof, folies t.b.v. reflectie

en sturing daglicht, reclamevoorzieningen)

2mm RVS strip / slagring rondom paneel (dichting)

RVS gehard stalen as (C45 koolstofstaal) geschikt voor een

zware stotende belasting, zowel dynamisch als statisch ;

15x15mm

Aandrijving as door middel van stappenmotors

Type: Conrad 540 / 3000 : 1Koppel: 294,2 NmAfmetingen: 40x40x80mmSynchronisatie van motortjes door seriematige koppeling

Motor- en asconsole (t.b.v. krachten)

Elektrische loopkabel en haspel

Origineel

50mm geperforeerd aluminium / kunststof (duurzaam, constructief, lage

uitzetting) ; als kogellagergeleider en stabiliteit

15mm geperforeerd RVS (hoofd)tandwiel (ø900mm ; r= 450mm)

15mm geperforeerd aluminium / kunststof (duurzaam, constructief, lage

uitzetting) ; als kogellagergeleider en stabiliteit

Pakket / bladen door en door gebout

15mm geperforeerd RVS (aandrijvings)tandwiel (ø160mm ; r= 80mm)

2x geleiderplaten geperforeerd aluminium / kunststof (duurzaam, constructief,

lage uitzetting)

10.0 RENDERS EN TEKENINGEN

Page 81: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 81

CONSTRUCTIEVE SCHOREN EN KOGELLAGERS STALEN STIJL- EN REGELWERK (CONSTRUCTIE) ISOLEREND EN WATERDICHT BINNENBLAD

Origineel

5mm RVS gezette strips

Door en door gebout, stellen middels meegenomen slobgaten

5mm oplegvilt / rubber t.b.v. reduceren trillingen afkomstig van de

wind

RVS cilinder / bus ø20mm, t= 5mm

RVS draadeind M10 als as door cilinder / bus, gemonteerd aan

strips

Groefkogellagers rondom RVS cilinder / busType: SFK 6304 – 2RSAfmetingen: ø52mm (uitwendig), ø20mm (inwendig)Breedte = 15mmRubberen seal aan beide kanten – buitentoepassingBestand tegen grote radiale en axiale krachten in zowel dynamische als statische stand

Sleuven gefreesd in cilinder t.b.v. seegerringen

Origineel

10mm RVS stijl- en regelwerk (l = 1000mm, b = 235mm)

Gelast

Uitklossen t.b.v. momentvastheid

16 componenten worden gekoppeld tot één supercomponent

(momentvast verbonden d.m.v. door en door bouten, ook door

RVS schoren)

Origineel

5mm rubberdichting

50mm aluminium sandwichpaneel met hoogwaardig en meerlaagse

isolatie [Rc = 5]

23mm geïsoleerd glas, ø700mm

Duw- en trekelement met wind- en regen sensor t.b.v. (automatisch) te

openen thermische binnenblad

Page 82: The Endless Rotation

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]82

Page 83: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

11.0 CONSTRUCTIE

Page 84: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]84

11.0 CONSTRUCTIE

11.1 Model in iDianaI. De constructie voldoet aan de maximale doorbuigingseisen ten gevolge van het eigen gewicht,

wind- en stootbelasting;

II. Het stripstalen stijl- en regelwerk met een dikte van 10mm heeft meerdere boutverbindingen maaris berekend als één momentvaste verbinding in de hoeken. In de praktijk is de constructie dusaanzienlijk sterker en heeft hierdoor minder last van doorbuiging en vervorming;

III. De gevelpanelen, welke op het stijl- en regelwerk gemonteerd worden, zullen geen hinderondervinden van de verschillende doorbuigingen. De doorbuigingen zijn erg klein waardoor er geenspanning op de gevelpanelen en vullingen komt;

IV. De horizontale en verticale regels in het midden van het supercomponent zijn maatgevendbetreft het berekenen van een boutverbinding. Hier treedt namelijk de grootste doorbuiging en duskracht op;

V. Vervorming door het eigen gewicht vindt voornamelijk plaats bij de buitenste stijlen. De kadersgeven de krachten namelijk door en omdat de supercomponenten per stramien overspannen zitdaar een stuiknaad en worden de krachten niet constructief doorgegeven;

VI. De rollende ophangpunten aan de onderzijde van het supercomponent zorgen voor verticalevrijheid ten behoeve van het opvangen van knik en uitzetting;

VII. De consoles grijpen in het midden van de stijlen aan waardoor er een gelijkzijdige afdrachtplaatsvindt (geen asymmetrische belasting);

VIII. De windankers, welke op de vloerranden gemonteerd worden, vangen slechts de horizontalebelastingen op waardoor de doorbuiging minder is;

IX. Het stijl- en regelwerk is overgedimensioneerd ten behoeve van de flexibiliteit van de gevel en depaneelvullingen ervan. Tevens wordt hiermee de stootbelasting door leunende en / ofvallende mensen tegen de gevels opgevangen. Denk bijvoorbeeld ook aan eenglazenwasinstallatie, etc.;

X. Het stijl- en regelwerk van de componenten is overgedimensioneerd en dusdanig gemonteerd, datmen zonder problemen één component uit het supercomponent kan halen ten behoeve vanreparatie of vervanging.

11.0 CONSTRUCTIE

Page 85: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERINGdr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081 85

Er kan geconcludeerd worden dat de krachten die op de componenten komen te staan verschillennaarmate het paneel is geopend. Het eigen gewicht van de componenten en panelen spelen hierin geengrote rol maar de winddruk die op de variërende stand van de panelen werkt des te meer.

De gesloten panelen kunnen goed met de krachten omgaan omdat deze in hetzelfde vlak werken als decomponenten maar zodra het paneel geopend wordt komen er grotere krachten op de panelen te staan.Deze krachten zorgen voor grote vervormingen volgens de berekeningen maar zullen in werkelijkheidworden opgevangen door RVS-profielen rondom de panelen en de gelaste bevestiging aan de as doorhet gehele paneel.

De krachten welke op het buitenblad werken zullen in werkelijkheid worden opgevangen door andereonderdelen dan het buitenblad zelf. In het iDiana model is de as door het paneel namelijk gekoppeld aanhet glazen buitenblad. In werkelijkheid zal dit echter gekoppeld worden aan de motoren welke voor hetdraaiend vermogen zorgt. Daarnaast zal het paneel, net als het buitenblad, uitgevoerd worden inkunststof in plaats van glas en zal dit een gewichtsreductie betekenen.

Uiteindelijk leidt dit tot de volgende conclusies en aanbevelingen;

I. De gegevens uit het iDiana-model laten zien dat de doorbuiging vrij groot is, echter doorversteviging van de panelen (welke niet in iDiana zijn opgenomen) kan dit worden opgevangen;

II. Het buitenblad krijgt in het model grote krachten te verduren, echter deze zullen opgevangenworden door de motoren en hierdoor zal het buitenblad ontkracht worden;

III. De motoren die de krachten van het paneel opvangen worden bevestigd aan het tandwiel. Dittandwiel wordt gedragen door kogellagers aan schoren, welke verbonden zijn aan het stijl enregelwerk;

IV. De doorbuiging van de gehele strip van vier componenten is zeer klein, de grootste doorbuigingkomt voor in de panelen, deze zal opgevangen worden door versteviging;

V. Afhankelijk van de geopende panelen zullen de krachten welke op het component komen te staangroter of kleiner worden. De krachten zullen niet dusdanig hoog worden dat het paneel begeeft aande hand van de optredende spanningen;

VI. De krachten op de panelen zullen uiteindelijk afgedragen worden naar het stijl- en regelwerk,waardoor deze ook de windbelasting van de geopende panelen constructief zullen zijn.

Page 86: The Endless Rotation

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]86

Page 87: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

12.0 BOUWFYSICA

Page 88: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]88

12.0 BOUWFYSICA

12.1 Model in TriscoEr zijn twee details uitgewerkt, gecombineerd in één detail, namelijk hethoekdetail, met aan beide zijden een component. Op de afbeelding hieronder ishet desbetreffende detail weergegeven.

12.0 BOUWFYSICA

De componenten zijn opgebouwd uit een opeenvolgend buitenblad, constructiewaarin het draaiende paneel zich bevindt en een binnenblad. Het buitenbladwordt transparant uitgevoerd en heeft enkel een esthetische functie. Hetbinnenblad daarentegen dient te voldoen aan alle gestelde bouwfysische eisenen zal de volledige temperatuursschommeling op moeten kunnen vangen.

Gezien de dynamiek van de gevel zal het binnenblad naast de bouwfysischeeisen ook de waterkering moeten verzorgen. Dit aangezien het paneel waar degevel op ontworpen is in alle standen kan openen. Hieronder een impressie vanenkele verschillende standen van de gevel.

1e invoer modelZoals op de afbeeldingen links duidelijk blijkt zal er in dehoek, ter plaatse van de kolom, een koudebrug ontstaan.Naast de kolom zullen de stuiknaden niet groot genoegisolerend effect hebben. Daarnaast is goed zichtbaar datde randen rondom het binnenpaneel nog te veel koudedoorlaten dan is gewenst. In de doorsnede blijkt dat debinnenschil volledig garant moet staan als thermischebuffer en waterkering.

StappenplanVia een stappenplan is gezocht naar de oplossingen voorde hiervoor genoemde problemen.De volgende stappen zijn gedaan:- Het isoleren van de hoekkolom- Het doortrekken van de rubberen stuiknaden- Hoekkolom vervangen voor hoekstrip- Binnenblad verlengen tot isolatie- Binnenblad aan elkaar koppelen- Het grid verfijnen- Binnenblad verdikken- Binnenpaneel toepassen met sponning

ConclusieDe grootste problemen bleken te ontstaan in dehoekaansluiting en de afdichting rondom het te openenbinnenblad. Met behulp van verschillende stappen isuiteindelijk een definitief model ontstaan welke voldoetaan de thermische eisen.

De oplossing is gezocht in de materialisatie en hetdetailleren van het te openen binnenblad. Omdat hetontwerp is gebaseerd op een binnenblad welke dient tevoldoen aan alle thermische eisen en waterkering iservoor gekozen om dit thermische binnenblad de hoekvolledig af te sluiten waardoor er maximaal geïsoleerdwordt in de hoek.

Het probleem rondom de afdichting van het te openenpaneel is opgelost door middel van het voorkomen vaneen directe verbinding tussen buiten / binnen. Met behulpvan een sponning valt het te openen binnenblad (HR++glas 23mm) in het thermische binnenblad welke isuitgevoerd als sandwichpaneel en een hoge thermischeweerstand biedt. Hierdoor wordt voorkomen dat eenrubber de thermische weerstand biedt maar is het eensamenwerking tussen het thermische binnenblad en hette openen binnenpaneel. Dit uitgevoerd als kozijnprofielzal een positief effect geven.

Page 89: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 89

12.2 Model in BOAHet ontwerp is ingevoerd middels afmetingen en toegekende materialen in BOA. Hieruit volgenresultaten en de resultaten dienen getoetst te worden aan de gestelde eisen conform het bouwbesluit.Indien de façade niet voldoet moet men verbeteringen aanbrengen waardoor de geluidswering beterwordt. Tevens is het realistisch om de 35 dB(A) grens op te zoeken zodat men niet onnodig betaald voorextra geluidswering. In de praktijk zoekt men namelijk ook altijd de grens op. De resultaten wordenvervolgens geanalyseerd waaruit de conclusie en aanbeveling volgt. De essentiële vragen zijn onderandere of de constructie voldoet aan de gestelde 35 dB(A) norm conform het bouwbesluit, wat dezwakke en sterke materialen zijn van de constructie en hoe men eventueel verbeteringen kanaanbrengen.

Achtergrondinformatie

Van buiten naar binnen1) 15mm buitenblad van glas en/of kunststof 1000x1000x15mm2) 30mm rotatiepaneel van glas en/of kunststof Ø = 700mm3) 235mm spouw -

4) 24mm te openen thermisch binnenblad Ø = 700mm5) 50mm sandwichpaneel als binnenblad 1000x1000x50mm

Conclusie & AanbevelingDe eerste drie schema’s weergeven de geluidswering bij een bepaalde frequentie. De schema’sweergeven de geluidswering van het buitenblad, spouw en binnenblad. De geluidswering wordtgrotendeels verzorgt door het binnenblad. Het buitenblad en de spouw geven slechts eenreductie van 9.6 dB(A).

Omdat het buitenblad een stuiknaad rondom het rotatiepaneel heeft (20 a 23mm) laat het veel geluid door. De spouw is daardoor ook open en staat direct in verbinding met de buitenlucht. Het binnenblad is hierdoor een kritisch punt omdat het grotendeels garant moet staan voor een goede geluidswering. In werkelijkheid zit de beglazing in een kozijnprofiel met goede kierdichtingen. Dit is niet meegenomen in de berekeningen omdat het programma dit niet toelaat. Echter zal dit in de praktijk een goede geluidsreductie geven. Uit diverse berekeningen blijkt dat de gevel (oorspronkelijk ontwerp) voldoet aan de 35 d(B)A –norm namelijk:

70 dB(A) – 37.8 dB(A) = 32.2 dB(A) < 35 dB(A)

De projectgroep zou meer richting de 35 dB(A) grens kunnen rekenen omdat er veiligheidsfactoren zijn meegenomen die erg groot zijn. Echter is dit een veilig uitgangspunt omdat hiermee het ontwerp nog enigszins veranderd kan worden. Hetgeen betekent dat men nog wijzigingen kan aanbrengen in materialisatie zonder dat de gevel niet meer voldoet aan de gestelde eisen. Hiermee is de ontwerpvrijheid en dus de flexibiliteit groter.

Onderdeel Geluidswering / dB(A) Lp, i / dB(A) Totaal opvallend geluid

Buitenblad 9.6 60.4 70

Spouw 9.6 60.4 70

Binnenblad 37.8 32.2 70

Binnenblad

010203040506070

125

250

500

1000

2000

Sandw. El.Therm. Begl.NaadKier

dB

0

5

10

15

20

25

30

125 250 500 1000 2000

Gevel tot

Lp,i

Hz Hz

0

5

10

15

20

25

125 250 500 1000 2000

Spouw

dB Buffer (spouw)

010203040506070

125

250

500

1000

2000

Enkel Bu. Bl.Rond paneelNaadKier

dB Buitenblad

HzHz

Identiek

Verzorgt de grotendeels de geluidswering

as

as

1m 1m 1m 1m

1m

1m

1m

1m

4m

4m

1

2

3

4

5

Page 90: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]90

GELUIDSBEREKENING

Situatie Kantoor TOTAAL 125 250 500 1000 2000

Geluidsbelasting 70 dB Spectrum -14 -10 -6 -5 -7

Opgegeven als Lden

Su, tot 15.3 m2 Opp. Uitw. Gevelconstr. Verblijfsgebied

Binnenruimte

Su, ruimte 15.3 m2

Volume 199.9 m3

T,ref 0,5 sec

GA 37.8 dB GA 47 48.4 42.4 43.4 45.8

Lp 32.2 dB Lp 23 21.6 27.6 26.6 24.2

Binnenblad

Su, gevel 15.3 m2 CI 0 0 0 0 0

Cg

GA, gevel 37.8 dB CA, g 37.8 47 48.4 42.4 43.4 45.8

Gi, g 33 38.4 36.4 38.4 38.8

Lp, gevel 32.2 dB Lp, g 32.2 23 21.6 27.6 26.6 24.2

Geveldeel Afmeting Categorie Nr. Materiaalsoort Lp;p Cvlg

Paneel 6.16 m2 gd32@ 24mm therm. Begl. 20.3 0 RA 32.2 20 28 41 46 41

Paneel 9.12 m2 pa22a 50mm sandw. El.20 kg/m2

29 1.5 RA 22.2 23 22 17 33 43

Naad 32.32 m na55k30 Eenzijdige vulling 5.6 2 RA 55.4 45 50 60 60 65

Kier 36.19 m K30 O-profiel 28.6 0 RA 30.2 35 36 34 28 28

Berekening middels toegekende catalogusmaterialen Vervolg berekening z.o.z.

Lden De Lden is de afkorting voor Lday-evening-night. Deze eenheid is, met de Lnight, in de Europese richtlijn voor omgevingsgeluid

Su Het totale oppervlak (gevel en ruimte) in m2T,ref De referentienagalmtijd in sGA De geluidswering van de scheidingsconstructie in dB(A)Lp Het geluidsdrukniveau (gevel en binnen)

Gi De partiële geluidswering van een scheidingsconstructie voor octaafband i in dBCg De gevelstructuurcorrectieterm in dB CI De herleidingswaarde voor octaafband i waarmee het effect van de vorm van het

buitengeluidsspectrum en van de A-weging op de geluidwering wordt berekend in dBRA Geluidsisolatiewaarde van de gevel in dB(A)Cvlg Correctie / veiligheidsfactoren

12.0 BOUWFYSICA

Page 91: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 91

Buffer (spouw)

Su, gevel 15.3 m2

Volume 2.4 m3 T60 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

Reductie 9.6 dB Red 20.2 20.2 18.5 13.2 15.3

Lp 60.4 dB Lp 49.8 49.8 51.5 56.8 54.7

Buitenblad

Su, gevel 15.3 m2 CI 0 0 0 0 0

Cg

Red, gevel 9.6 dB Red 9.6 20.2 20.2 18.5 13.2 15.3

Lp, gevel 60.4 dB Lp, g 60.4 49.8 49.8 51.5 56.8 54.7

Geveldeel Afmeting Categorie Nr. Materiaalsoort Lp;p Cvlg

Glas / kunststof 9.12 m2 gs34ah Glaverbel Stratophone 44.4

51.6 1.5 RA 33.5 24.1 28.7 34.3 38.5 40

Paneel (rond) 6.16 m2 gs34ah Glaverbel Stratophone 44.4

49.4 1.5 RA 33.5 24.1 28.7 34.3 38.5 40

Kier 36.19 m K30 O-profiel 59.4 0 RA 30.2 35 36 34 28 28

Naad 32.32 m na55k30 Eenzijdige vulling 35.7 2 RA 55.4 45 50 60 60 65

Vervolg berekening

LET OP

De materialen en bijhorende dimensioneringen van het ontwerp zijn NIET veranderd. Hetgeen houdt

in dat de constructie, zoals ontworpen, reeds voldoet aan de gestelde eisen en komt dus positief uit

de berekening. Er is GEEN sprake van een evolutie in het ontwerp dan wel detail.

Page 92: The Endless Rotation

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]92

Page 93: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

13.0 PROTOTYPE

Page 94: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]94

13.0 PROTOTYPE

F

F

13.0 PROTPTYPE

13.1 Transmissiemotors

Berekening transmissiemotorHet mechanisme met een tandwiel is bepaald waarbij aandrijfmotoren de rotatie bewerkstelligen.Belangrijk voor het mechanisme is de ruimte die deze inneemt, met als belangrijkste deel deaandrijfmotoren. Om te achterhalen hoeveel ruimte deze aandrijfmotoren in zullen nemen zijn erberekeningen gemaakt.

Voor de berekening is uitgegaan van een maximaal gewicht van het ronde paneel, uitgaande vaneen massieve glasplaat van 20mm dik. Daarnaast is uitgegaan van een maximale windkrachtwelke loodrecht op het paneel zal plaatsvinden.

Bepalen transmissiemotorUit de berekening komt de nodige koppelkracht voor het aandrijven van het paneel uit op een kracht van520 Nm. Dit is de kracht welke verkregen moet worden door twee motoren, omdat de ‘arm’ van hetpaneel wordt vastgehouden aan twee kanten. Op onderstaande afbeelding wordt het principeweergegeven van het toepassen van twee aandrijfmotoren in dezelfde richting.

Berekening gewicht glaspaneel

Ø Paneel = 800mm

Oppervlakte paneel = πr2 = π x 0,42 = 0,503m2

Dikte paneel = 20mm

Gewicht paneel = 0,503 x 0,020 = 26 kg / 260 N / 0,26 kN

Berekening windkracht (gewicht op paneel)

Prep = Cdim x Cindex x Ceg x φ1 x ρw

Prep = 0,91 x 0,8 x 1 x 1 x 1,43 = 1,04 kN/m2

Fw = A (oppervlakte paneel) x Prep

Fw = 0,503 x 1,04 = 0,52 kN

Σmom A = 0

(0,26 x 0,4) + (0,52 x 0,8) – MA = 0

MA = 0,52 kNm = 520 Nm

Fw

0,4 0,4

Av

MA

Wanneer twee motoren in dezelfde richtingwerken kan de benodigde koppelkracht doortwee worden gedeeld. Dit betekent dat elkeaandrijfmotor een koppelkracht van 260 Nmmoet kunnen aandrijven.Op onderstaande afbeelding is de gekozenaandrijfmotor te zien met de bijbehorendetechnische specificaties.

Uitvoering: De aandrijfas is sintergelagerd. De transmissiemotor is op een 1 mm dikke stalen motordragergemonteerd. Motor bij 6 V: Onbelast toerental 7500 omw./min., stroomsterkte 0,45 A. Bij maximaal rendement toerental 6180 omw./min., stroom 2,1 A, draaimoment 1,182 cNm, 7,49 W. Rendement 59,4%

Motor bij 12 V: Onb. toerental 15.800 omw./min., stroom 0,52 A. Bij maximaal rendement toerental 13.360 omw./min., stroom 2,85 A, draaimoment 1,544 cNm, 21,2 W. Rendement 61,9%

Technische specificaties:Afmeting:Nominale spanning:Tandwielreductie:Aslengte:As-ø:Voedingsspanning:

Max. Draaimoment:

Onbelast toerental bij 12 V:Onbelast toerental bij 15 V:Onbelast toerental bij 4,5 V:Onbelast toerental bij 6 V:Onbelast toerental bij 9 V:Onbelast toerental bij 1,5 V:Gewicht:

(ø x l) 39 x 80 mm12 V/DC3000 : 115 mm6 mm4,5 – 15 V/DC

294.2 Nm

5 omw/min6 omw/min1.5 omw/min2 omw/min3 omw/min5 omw/min262 g

M2M1

Page 95: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 95

13.2 Doel en materialisatie prototypeHet hoofddoel van het te maken prototype is het laten zien dat het mechanisme om het paneel ‘oneindig’te laten roteren daadwerkelijk werkt. Daarnaast speelt het architectonische beeld alsnog een rol voor ditproject en zal dit tevens zo goed mogelijk worden meegenomen in het prototype.

Wegens mogelijkheden van productie en de bijkomende kosten voor de originele materialen is gekozenvoor vervangende materialen welke dusdanig bewerkt zullen worden zodat het architectonische beeldintact blijft en het mechanisme niet zullen beïnvloeden.Op de volgende pagina’s is net als voor de materialisatie van het originele component de materialisatievan het prototype weergegeven.

Page 96: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]96

ROTEREND PANEEL EN AANDRIJVINGSMECHANISME TANDWIELCONSTRUCTIE

Prototype

5mm transparante kunststof ; opening ø750mm

5mm rubberdichting

RVS puntvormige bevestiging, ø40mm

Montage middels draadeind in hoekstaal

Prototype

2x 4mm transparant kunststof incl. spouw (totaal 30mm)

2mm Aluminium strip rondom paneel (dichting)

RVS as 15x15mm

As aangedreven door 1 transmissiemotor (van TU Delft)

Elektrische bedrading begeleid door haspel

Prototype

49mm geperforeerd hout (buitenzijde 1,5mm geperforeerd staal)

13mm geperforeerd houten tandwiel (beide zijden 1mm geperforeerd staal)

14mm geperforeerd hout (buitenzijde 1,5mm geperforeerd staal)

Pakket door en door gebout

11mm geperforeerd houten tandwiel (beide zijden 1,5mm geperforeerd staal)

2x geperforeerd staal

TRANSPARANT EN ONGEÏSOLEERD BUITENBLAD

13.0 PROTOTYPE

Page 97: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 97

CONSTRUCTIEVE SCHOREN EN KOGELLAGERS STIJL- EN REGELWERK (CONSTRUCTIE) ISOLEREND EN WATERDICHT BINNENBLAD

Prototype

RVS strips dikte = 5mm – welke door en door gebout worden aan

het houten stijl- en regelwerk

5mm vilt t.b.v. verbinding

RVS cilinder ø20mm, dikte = 5mm waardoor M10 RVS

Kogellagers rondom RVS cilinder

Op plek gehouden m.b.v. zegelringen

Prototype

10mm Houten stijl- en regelwerk (l = 1000mm, b = 235mm)

Prototype

5mm rubberdichting

5mm transparante kunststof

Page 98: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]98

13.3 Begroting / Budget

13.0 PROTOTYPE

Page 99: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 99

13.4 Shopdrawings

Page 100: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]100

13.0 PROTOTYPE

Page 101: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 101

Page 102: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]102

13.5 Productie

13.0 PROTOTYPE

Page 103: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 103

Page 104: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]104

13.6 Eindresultaat

13.0 PROTOTYPE

Page 105: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 105

Page 106: The Endless Rotation

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]106

Page 107: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

14.0 SAMENVATTING EN CONCLUSIES

Page 108: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]108

14.0 SAMENVATTING EN CONCLUSIES

14.1 Samenvatting

Gewerkt is er vanuit de strekking van het volledige project, hieronder concreet omschreven;

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteiten daarmee de levensduur van gebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische enenergievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

Hieronder op hoofdlijnen de werking en de functie van The Endless Rotation omschreven;

De gevel beïnvloed de energiebalans, flexibiliteit en levensduur van het gebouw positief

Flexibele vulling met betrekking tot idealiseren verschillende functies als energie opwekken, zonlichtreflecteren, daglichtsturing, ventilatie, transparantie, commercie etc.

Orthogonaal grid als speelveld en kader

Programma is afhankelijk van gebruiker en dus de functie

Er wordt gebruik gemaakt van één component voor de dak- en gevelsluiting

Één supercomponent wordt gevormd uit 16 componenten

De gevel is geprogrammeerd aan de hand van dagcyclus van de zon, dit zal geschieden metbehulp van sensoren en automatische mechanismen

De mens is de bepalende factor voor de schaal van een component, uitgaande van eenkantoorfunctie

Het component heeft een afmeting van 1000x1000mm met een paneelvulling met een diameter van700mm

De dikte van het component, vastgesteld op 300mm is gebaseerd op de rotatiemogelijkheid, waarbijuitgegaan wordt van een maximale rotatie van het paneel

De rotatie zal geschieden met een tandwiel als aandrijfmechanisme

Het mechanisme wordt op zijn plek gehouden door een extra constructie die de bewegingsvrijheidniet belemmerd, uitgevoerd in de vorm van kogellagers

Het component is opgebouwd uit verschillende lagen: buitenblad, constructie en een binnenblad

Waarbij de binnenschil voldoet aan de thermische en geluidsisolatie en zal dienen als waterkering

Het totale component voldoet aan de wet- en regelgeving

Daarnaast zijn er vanuit referenties een aantal beeldbepalende onderdelen meegenomen

Een duidelijk grid, met daarbinnen ronde gevelopeningen

Voor de variatie van het esthetische beeld gebruik maken van af en toe grotere openingen, welketevens gebruikt worden voor extra daglichttoetreding

Een mogelijkheid om de openingen te accentueren met behulp van lichteffecten

Gebruik maken van translucent plafond waardoor diffuus licht ver het gebouw in komt

Het laten zien van het mechanisme in de gevel

14.0 SAMENVATTING EN CONCLUSIES

14.2 Conclusies

De conclusies worden getrokken aan de hand van de twee belangrijkste stappen welke gemaakt zijn indit project;

Het omzetten van de analyse naar de uitwerking, waarbij de gemaakte doelstellingen behoudendienden te worden.

De uitwerking vertalen naar een functionerend prototype.

Het omzetten van de analyse naar de uitwerking, waarbij de gemaakte doelstellingen behoudendienden te worden.

Mede door een uitgebreide analyse is de stap tussen analyse / concept en uitwerking goed verlopen enzijn hierdoor weinig verassingen ontstaan. De uitwerking werd hiermee beperkt tot het bepalen vandimensies en materialisatie en uiteindelijk de technische tekeningen waarin dit alles verwerkt is. Aan dehand van de gestelde functies was het mogelijk om een architectonisch, bouwfysisch en constructiefbeeld te geven van het uiteindelijke ontwerp. Dit is gebeurt aan de hand van verschillende software,waarmee de verschillende onderdelen duidelijk zijn weergegeven door middel van impressies.

De uitwerking vertalen naar een functionerend prototype.

Door het maken van een goede technische uitwerking, was het mogelijk om direct goede shopdrawingste kunnen maken. Dit heeft de bouwtijd van het prototype erg verkort. Daarnaast was aan de hand vandeze tekeningen goed mogelijk om zoveel mogelijk onderdelen te prefabriceren waardoor het prototype,op een aantal kleine onderdelen na, veranderde in een bouwpakket. De nadruk tijdens de bouw van hetprototype heeft voornamelijk gelegen op het aantonen dat de rotatiemogelijkheden zoals bedachtmogelijk waren en ook daadwerkelijk uitgevoerd kunnen worden.

Page 109: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

NAWOORD

Page 110: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]110

NAWOORDVia deze weg willen wij laten weten dat ‘The Endless Rotation’ de Msc.1-periode succesvol heeft wetenaf te sluiten en kunnen wij terugkijken op een interessante ontwikkeling die de groep het afgelopen halfjaar heeft doorlopen.

Het afgelopen half jaar heeft de groep zich bezig gehouden met het uitwerken van een innovatieve gevelwelke uiteindelijk heeft geleid tot dit verslag en een prototype. Terugkijkend kunnen we concluderen datde uitwerking van dit totaalproject zeer geslaagd is. Naast de uitwerking van het component is er ookdieper ingegaan op het gebouw wat volledig uitgevoerd is met een gevel bestaande uitsupercomponenten. De concepten als eerder gesteld in dit verslag zijn goed tot uiting gekomen in hetvolledige gebouw en de doelstellingen zijn daarbij behaald.

Naast het bedenken en uitwerken van deze gevel is er ook veel tijd gaan zitten in het maken van eenprototype om aan te kunnen tonen dat er aan een functionerend component gewerkt is. Om dit volledigeproject in goede banen te kunnen leiden is er van verschillende kanten hulp geboden. In dit hoofdstukwillen wij onze dank uitspreken naar deze mensen en bedrijven.

Het begeleiden van het project, in handen van de heren ir. P.M.J. van Swieten (Semester coördinator)en dr. ir. K. Vollers (Begeleider project), is een belangrijke factor geweest in het uitwerken van hetproject. Het aansporen en afremmen van de enthousiaste projectgroep gedurende het project is vangrote invloed geweest gedurende de periode.

Daarnaast is de hulp en het meedenken vanuit de werkplaats van grote invloed geweest op het latenfunctioneren van het prototype. Het was echter zonder de gesponsorde materialen nooit gelukt om hetprototype binnen het budget te kunnen realiseren. De sponsoren die ons hierbij geholpen hebben willenwe daarom nogmaals bedanken. Deze zijn op de pagina hiernaast vermeld met daarbij de gesponsordematerialen. Het assembleren van deze materialen was echter zonder de hulp van Cees en Louis nietgelukt op de manier zoals het prototype nu is geworden.

Al met al kunnen we terugkijken op een succesvolle periode waarin we veel geleerd hebben.

Delft, juni 2010

NAWOORD

ing. Willem Kok4032772

ing. Kevin Vermeulen4030494

ing. Robert Fransen4030958

Page 111: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING 111

SPONSORING PROTOTYPE

Revicon bv Fiction Factory CreaAAcryl bv

Klompenmakersweg 9

3449 JB Woerden

Back-upstraat 1

1033 NX Amsterdam

Expansielaan 2

8466 SP Nijenhaske (Heerenveen)

www.revicon.nl www.fictionfactory.nl www.creaacryl.nl

SPONSERINGSONDERDEEL

Laserwerk RVS Freeswerk hout Kunststofbeplating

FictionFactory

Bouwcenter Filippo Oude Wetering Brammer bv Mastervolt International bv

Kerkstraat 111

2377 BB Oude Wetering

Nieuwe Hemweg 7R

1013 BG Amsterdam

Snijdersbergweg 93

1105 AN Amsterdam

www.filippooudewetering.bouwcenter.nl www.brammer.nl www.mastervolt.com

SPONSERINGSONDERDEEL

Verf, lijm, compriband, handvatten, etc. Kogellagers Elektra

Page 112: The Endless Rotation

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]112

Page 113: The Endless Rotation

T H E E N D L E S S R O T A T I O N

BIJLAGEN

Page 114: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

ing. ROBERT FRANSEN [4030958] ing. WILLEM KOK [4032772] ing. KEVIN VERMEULEN [4030494]114

BIJLAGEN

Tekeningnummer Onderdeel Schaal

DO 01 Plattegronden & Gevelaanzichten 1 : 100

DO 02 Doorsneden & Detaillering 1 : 100 / 1 : 10

DO 03 Exploded View - IKEA n.v.t.

BIJLAGEN

Page 115: The Endless Rotation

TH

E

EN

DL

ES

S

RO

TA

TI

ON

“Hoe creëert men dynamische en energieopwekkende gevels zodat de energiebalans, flexibiliteit en daarmee de levensduur vangebouwen beter en langer zal worden? En hierdoor statische en energievretende gebouwen tot het verleden behoren!”

dr. ir. DHR. K. VOLLERS [DOCENT] VAKCODE AR1B081MSC.1 ARCHITECTURAL ENGINEERING

THE ENDless rotation