The White Box - Rapportage

Beyond SustainabilityBuilding Technology 2013-2014

Veggitel

Social Wall

The White Box

BEYOND SUSTAINABILITY THE WHITE BOX | 3

THE WHITE BOXVISIE

CONCEPT

ONDERZOEK& VERANTWOORDING

UITWERKING

REALISATIE

| 3

THE WHITE BOX

THE WHITE BOX

Auteurs René BakxPieter BeurskensJan van AstenMichiel Lambriex


SAMENVATTINGSUMMARY

| 5

SAMENVATTING

VISIE

SUMMARY

| 7BEYOND SUSTAINABILITY THE WHITE BOX

Er zijn diverse trends en ontwikkelingen gaande. Veel daarvan spelen in of zijn gebaseerd op de toename van de wereldbevolking, die tot 2030 zal toenemen tot 8,3 miljard (een stijging van 1,3 miljard) [ING,2012]. Voor de bouwsector heeft dit invloed op de toekomstige woningmarkt. Een van de uitdagingen voor de bouwsector is het inspelen op ecologische innovaties, dit door schaarste aan grondstoffen, voedsel en fossiele brandstoffen. Gekozen is verder te focussen op het terugdringen van fossiele brandstoffen. Dit doordat fossiele brandstoffen een grote bijdrage leveren aan de klimaatverandering door de uitstoot van broeikasgassen. In Nederland zijn de effecten van klimaatverandering merkbaar, zo is de temperatuur de afgelopen 100 jaar met 1,7 C° gestegen. Daarnaast zal naar verwachting de zeespiegel tot 2100 tussen 35 en 85 cm stijgen [KNMI’06-scenario’s, 2006]. Klimaatverandering zal doorzetten, alleen de mate waarin dit gebeurd is te beïnvloeden. Om dit te beïnvloeden wordt gefocust op het elektriciteitsverbruik van huishoudens.

Het elektrictietisverbruik van Nederlandse huishoudens is sinds 1990 jaarlijks gemiddeld met 2,2% toegenomen [CBS, 2013]. Apparaten worden weliswaar steeds zuiniger, maar door een toename van de hoeveelheid apparaten, is het totale elektriciteitverbruik van een huishouden toegenomen. De bepalende factor hierin is de mens. Het veranderen van het energiegedrag van mensen zal zorgen voor een verlaging van het energieverbruik, wat bereikt kan worden

SAMENVATTING

| 7SAMENVATTING

door de mens bewust te maken van het elektriciteitsverbruik. Naast beperken van de energievraag is de doelstelling het gebruik van duurzame energiebronnen te bevorderen. In 2012 leverden duurzame energiebronnen 4,5% van het totale energieverbruik, de doelstelling is dat dit tot 2023 oploopt tot 16% [Nationaal Energieakkoord].

Het ontwikkelde product is The White Box. The White Box is een centraal gelegen ruimte, die het geweten van de woning vormt. Het geweten omschrijft het gevoel voor goed en kwaad. The White Box zal de gebruiker bewust maken van het goede en het kwade op het gebied van energieverbruik in de woning. Dit wordt bereikt door de bewoner bij een hoog energieverbruik zich niet prettig te laten voelen in zijn eigen huis. Met als gewenst effect dat de gebruiker hierop zal anticiperen en zijn energieverbruik zal verminderen.

Het concept dat ontwikkeld is bestaat uit een kubus vormige ruimte, welke niet enkel het energieverbruik weergeeft, maar ook de energiebalans weergeeft van het energieverbruik ten opzichte van de energieopwekking. Hierbij wordt er vanuit gegaan dat de toekomstige woningen energieneutraal of energieleverend zijn. Dit betekent dat de toekomstige woning evenveel energie opwekt als dat er energie verbruikt wordt.

Om de visie en het concept invulling te geven is onderzoek gedaan op diverse gebieden. Allereerst naar verschillende trends en ontwikkelingen welke gaande zijn of gestimuleerd dienen te worden. Onderzoek naar diverse vormen van interactie tussen mens en architectuur. Pyramid of Technology heeft inzicht gegeven in verschillende niveau’s tot volledig genaturaliseerde techniek. Studie is gedaan naar werking van bewustwording en de te verwachten besparing die te behalen valt. Voor het bepalen van afmetingen van The White Box is de comfortzone van de mens geanalyseerd.


Several trends and developments are ongoing. Many of those trends are based on the fact that the world population will increase to 8,3 billion people in 2030 (an increase of 1,3 billion) [ING, 2012]. This will have a big influence on the future housing market and the building industry. One of the major challenges for the building industry is to respond to the eco-innovations, because of the scarcity of raw materials, food and fossil fuels. In the vision is chosen to focus on reduction of fossil fuels. Fossil fuels supply a major contribution to the climate change, by the large greenhouse gas emission. In the Netherlands the climate change is noticeable by several factors and predictions. The past 100 years the temperature has increased with 1,7 C°. Besides this, the prediction is that the sea-level will rise between 35 and 85 cm till 2100 [KNMI’06-scenario’s, 2006]. It is a fact that climate change will continue, only the degree of changing can be influenced. To influence the climate change the further focus will be on the electricity consumption of households.

The electricity consumption of households has increased since 1990, with an annual average increase of 2,2% [CBS,2013]. Although devices are getting more efficient during the time, the amount of devices in a households are raising. For that reason, the total energy use of households has increased. Energy use is caused by citizens, behavior change of energy consumption should decrease the consumption. This could be reached by making citizens aware of their electricity

SUMMARY

| 9SUMMARY

consumption. Besides the purpose of decreasing the energy consumption, also a raise in renewable energy is needed for a more sustainable world. The renewable energy rate of the total energy use in 2012 stands at 4,5%, while the goal is an increase to 16% in 2023 [Nationaal Energieakkoord].

We have developed The White Box. The White Box is formed by a central room in the house, which shows the conscience of good and evil of the home. The conscience will be expressed by the electricity use of the household. If there is a relatively high electricity use, The White Box will make you uncomfortable in your own house. The citizen will response to The White Box, which will have a positive effect on the energy use of the household. This is caused by a more comfortable feeling in the house when there is a lower energy use. The White Box consist of a cube-shaped room, which shows the energy consumption and also the energy balance between use and generation. This is based on future homes, which will be energyneutral or even better an energy supplier. This means future homes will generate energy as much as they consume, or even more than they consume.

During the vision and concept phase several research topics are conducted, to improve the understanding and quality of the result. Firstly, trends and developments are being researched. Secondly, different forms of interaction between human and architecture. Thirdly, The Pyramid of Technology, which provide more insight in the different levels of technology adaptation, from envisioned till naturalized level. Fourthly, the functioning of awareness and predicted energy saving is researched. As last there is done research to the comfort zone of humans, to determine the dimensions of The White Box.


VISIE

| 11

VISIE

VISIE


Kijkend naar toekomstige trends en ontwikkelingen, verwacht de Verenigde Naties in 2030 een wereldbevolking van ruim 8,3 miljard mensen, ruim 1,3 miljard meer dan nu [ING, 2012]. In Nederland zal de bevolking verder toenemen tot 17,4 miljoen in 2030 [CBS, 2010]. Om in te spelen op de bevolkingstoename zijn verschillende trends gaande of dienen te worden gestimuleerd, zie Figuur 1.

Glocalisering is een samentrekking van de begrippen globalisering en lokalisering. Ofwel het ontstaan van producten/diensten in een lokale gemeenschap, die een bijdrage leveren aan de globale maatschappij. Deze verandering zorgt ervoor dat mensen niet enkel consumeren maar daarnaast ook producten en diensten gaan produceren, delen en opwekken, wat prosumeren wordt genoemd. Door hierin meer te focussen op het gebruik van producten of diensten is er een omslag mogelijk waarin delen het nieuwe hebben is. Dit is tevens in lijn met de circulaire economie, waarbij gefocust wordt op kringlopen van grondstoffen, waarin onderscheid wordt gemaakt in biologisch en technische kringlopen. Andere woonvormen zijn nodig voor het optimaal benutten van de aarde door de stijging van de wereldbevolking en een kleinere gezinssamenstelling. Technologie zal in hoog tempo blijven innoveren, echter dienen deze dagelijkse processen het leven te blijven ondersteunen en geen eigen leven te gaan leiden. Ecologische innovaties zijn nodig om in te spelen op schaarste aan grondstoffen, voedsel en fossiele brandstoffen.

VISIE

| 13VISIE

Figuur 1: Toekomstvisie woningmarkt 2030.


Diverse deelonderzoeken zijn gedaan om meer kennis te vergaren van de trends en ontwikkelingen en het effect daarvan. Een van deze deelonderzoeken betrof de klimaatverandering, wat ons meer inzicht gaf in ecologische innovaties, dan wel het anders denken op dit gebied.

Uit onderzoek van het Planbureau voor de Leefomgeving blijkt dat de gemiddelde temperatuur in Nederland de afgelopen 100 jaar steeg met 1,7°C en het aantal jaarlijkse zomerse dagen steeg met bijna 20 dagen, terwijl het aantal vorstdagen met ongeveer hetzelfde aantal afnam. Daarnaast nam de jaarlijkse neerslag met 20% toe en ook nam de frequentie van hevige buien toe. De temperatuurstijging in Nederland is twee maal zo hoog als de gemiddelde temperatuurstijging over de gehele wereld. De klimaatverandering en de effecten daarvan zullen doorzetten, alleen de mate waarin dit gebeurd is te beïnvloeden. De mogelijke klimaatverandering tussen 1990 en 2100 is in Figuur 2 [KNMI, 2006].

De klimaatverandering wordt veroorzaakt door de emissie van broeikasgassen. Om invloed uit te oefenen op de klimaatverandering, is het dan ook van belang om de emissies van broeikasgassen te remmen.

KLIMAATVERANDERING

| 15VISIE

Figuur 2: Mogelijke klimaatverandering tussen 1990 en 2100 [KNMI ‘06-scenario’s, 2006].


The White Box focust op het terugdringen van het elektriciteitsgebruik van huishoudens. Er is een significante winst te behalen in het energiegebruik van het huishouden. Door gedragsverandering is energiebesparing mogelijk, wat zal zorgen voor een afname in de emmissie van broeikasgassen. Het elektriciteitsgebruik van huishoudens is sinds 1990 met gemiddeld 2,2% toegenomen, zie Figuur 3 [CBS, 2013]. Alle huishoudens samen gebruiken ongeveer een kwart van het totale elektrictiteitsgebruik in Nederland.

50

60

70

80

90

10019

90

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

Elektriciteits gebruik door huishoudens (PJ)

Figuur 3: Energieverbruik door huishoudens, 1990-2012 [CBS, 2013]

ELEKTRICITEITSGEBRUIK

| 17VISIE

Figuur 4: Trias Energetica.

Het ontwerpen van een energiezuinig huishouden is volgens Trias Energetica mogelijk door een drie-stappen-strategie te hanteren, zie Figuur 4. Allereerst kan de benodigde energie worden teruggedrongen door energiebesparende maatregelen. Ten tweede is het mogelijk meer gebruik te maken van hernieuwbare energiebronnen, zoals zon- en windenergie. Als laatste kan de benodigde energie uit niet-hernieuwbare energiebronnen zo efficiënt mogelijk worden opgewekt, ofwel door het verhogen van het rendement ofwel door een verlaging van de koolstofinhoud. The White Box stimuleert de eerste stap van Trias Energetica door het elektriciteitsgebruik van huishoudens te verminderen, immers de meest duurzame energie is bespaarde energie.

Naast het beperken van de energievraag ligt de focus van The White Box op het gebruiken van duurzame energiebronnen, ofwel hernieuwbare energie. Het aandeel hernieuwbare energie in het totale energieverbruik van 2012 was 4,5% [CBS, 2014]. In het Nationaal Energieakkoord is de doelstelling gesteld dit percentage te verhogen tot 16% in 2023. The White Box zal dit stimuleren door energie opwekking te uiten in het product, waardoor de verhouding tussen opwekking en verbruik inzichtelijk wordt.

Bewustwording van het energiegebruik wordt bereikt door interactie met de mens en zijn energiegebruik. Dit is al mogelijk door technologische applicaties zoals TOON of een applicatie op de telefoon of tablet. Echter is dit geen extreme bewustwording, de bewustwording is te ontwijken en te negeren, het effect is daardoor niet optimaal. Gekozen is dan ook voor een vorm van extreme bewustwording, wat niet te ontwijken valt. Om dit te bereiken zal in iedere ruimte van de woning het energieverbruik inzichtelijk worden, waarbij in een centrale ruimte in de woning een extreme vorm van bewustwording plaatsvindt.


CONCEPT

| 19

CONCEPT

CONCEPT

| 21BEYOND SUSTAINABILITY THE WHITE BOX Explanation | [p]

Het doel is de opgestelde visie te vertalen naar een uniek concept, welke voorbereid is op de toekomst. Om dit te realiseren zijn de volgende criteria maatgevend voor het ontwikkelen van een toekomstig concept:

• Inzichtoptotaleenergieverbruik;• Inzichtenergieverbruikenenergieverspilling;• Inzichtverhoudingenergieopwekkingenenergieverbruik;• Bewustwordingopeeninteractievemanier;• Centraleruimteindewoning;• Inspirerend.

CONCEPT

| 21Explanation | [p]

Het concept The White Box vormt het geweten van de woning. Het concept heeft als doel het energiegedrag van de mens positief te veranderen. Dit zal worden gerealiseerd door het uitten van het geweten van de woning, waarbij de gebruiker bewust wordt gemaakt van zijn energiegedrag. Het concept zal volgens het principe in Figuur 5 werken:

• Actie:gebruikerverbruiktenergie;• Reactie:interfacereageertopenergieverbruikvandegebruiker;• Interactie:gebruikerwordtbewustgemaaktvanenergieverbruik;• Actie:Gebruikerreageertopinterfaceenvermindertenergieverbruik (positief effect energiegedrag).

GEWETEN

ReactieInteractie

Actie

Figuur 5: Schematische weergave geweten van de woning.

CONCEPT


Het concept The White Box bestaat uit een centraal gelegen ruimte, welke het geweten vormt van de woning. Het geweten omschrijft het gevoel voor goed en kwaad. The White Box zal de gebruiker bewust maken van het goede en het kwade op het gebied van energieverbruik in de woning. Dit wordt bereikt door de bewoner bij een hoog energieverbruik zich niet prettig te laten voelen in zijn eigen huis. Met als gewenst effect dat de gebruiker hierop zal anticiperen en zijn energieverbruik zal verminderen.

Het geweten van de woning zoekt op een extreme manier naar interactie met de gebruiker. Dit zal teweeg worden gebracht door middel van pulserende fysieke elementen, welke bestaan uit puntvormen. De puntvormen komen uit de wanden van de centraal gelegen ruimte, zie Figuur 7. Iedere wand geeft daarin het energieverbruik van de naastgelegen ruimte weer. De frequentie-snelheid van de pulserende beweging is afhankelijk van de hoeveelheid energieverbruik. Het bewustwordings effect wordt versterkt naarmate het energieverbruik toeneemt.

In het concept zal de gebruiker door de centrale ruimte moeten om in een andere ruimte te kunnen komen. De centrale ruimte omschrijft het geweten van de woning. Vanuit de aangrenzende ruimten is enkel het energieverbruik van de betreffende ruimte zichtbaar op de scheidingswand tussen de betreffende ruimte en de centrame ruimte. Het bewustwordingseffect van het energieverbruik is maximaal in de centrale ruimte zelf, daarin krijgt de gebruiker een

CONCEPT

| 23

Energiegebruik in balans met opgewekte energie

Energiegebruik niet in balans met opgewekte energie

Geen

ene

rgiev

erbr

uikEn

ergie

verb

ruik

Figuur 6: Vier kwadranten model met de mogelijke situaties The White Box.Figuur 7: Conceptuele plattegrond woning.

Ruimte A

Ruimte B

geheel overzicht tussen het totale energieverbruik van de woning en de energieopwekking.Het concept dat ontwikkeld is bestaat uit een kubus vormige ruimte, welke niet enkel het energieverbruik weergeeft, maar ook de energiebalans weergeeft van het energieverbruik ten opzichte van de energieopwekking. Hierbij wordt er vanuit gegaan dat de toekomstige woningen energieneutraal of energieleverend zijn. Dit betekent dat de toekomstige woning evenveel energie opwekt als dat er energie verbruikt wordt. Binnen het concept The White Box zijn er vier basis situaties mogelijk, zie Figuur 6.

CONCEPT


Het concept The White Box is gericht op de toekomstige woningbouw. Hierbij kan het in iedere nieuwbouw woning worden toegepast, een voorbeeld daarvan is weergegeven in Figuur 8. In onze visie zijn de toekomstige woningen energieneutraal of leveren woningen energie aan het energie net. Het opwekken van energie in een huishouden kan op meerdere manieren, een voorbeeld hiervan is zonne-energie. In de naastgelegen figuur wordt de woning voorzien van energie middels zonne-energie.

Het zelfstandig opwekken van energie zorgt voor een balans tussen het eigen energieverbruik en opwekking. De energiebalans tussen opgewekte energie en verbruik van energie is in het figuur schematisch weergegeven met het batterij icoon. In The White Box wordt deze balans weergegeven door de aanpasbare hoogte van het plafond.

Op het energieverbruik van de afgebeelde apparaten, reageert The White Box door pulserende uitzettingen in de betreffende wanden. De gebruiker wordt van zijn energieverbruik bewust gemaakt in de leefruimte waar de persoon zich bevindt. Dit wordt bereikt door de pulserende uitzetting in de betreffende wand van The White Box. Ook in de centrale ruimte is dit in extremere vorm aanwezig. De gebruiker wordt hierdoor gestimuleerd om zijn energieverbruik te verlagen om zich prettig te voelen in zijn woning.

CONCEPT

| 25CONCEPT

Figuur 8: Concept The White Box in de toekomstige woning.

BEYOND SUSTAINABILITY THE WHITE BOX


| 27


ONDERZOEK & VERANTWOORDING


ONDERZOEK & VERANTWOORDINGHet onderzoek is onder te verdelen in een drietal fasen: 1. Strategische fase 2. Conceptuele fase 3. Uitwerkings fase

In de eerste fase is onderzoek gedaan naar toekomstige trends en ontwikkelingen, waarbij allereerst individueel een toekomst visie is geformuleerd. Vervolgens zijn deze individuele visies in groepsverband omgezet naar een groepsvisie. Deze groepsvisie vormde het uitgangspunt van de conceptuele fase, waarin gekozen is te focussen op het terugdringen van het energiegebruik. Tijdens de conceptuele fase zijn meerdere invullingen vergeleken. Door continue testen en evaluaties is uiteindelijk gekomen tot het huidige product. Diverse prototypes en testopstellingen zijn voorafgegaan aan de uiteindelijke realisatie van The White Box. Schematisch is het doorlopen proces weergegeven in Figuur 9.

Dit hoofdstuk geeft een indruk van het doorlopen proces. Allereerst wordt ingegaan op het theoretisch doorlopen onderzoek, daarna het onderzoek door middel van prototypes.

| 29

Figuur 9: Onderzoeksaanpak Masterproject M2.



Interactie tussen mens en objecten/ruimten is te omschrijven als interactieve architectuur. Om in te spelen op de bewustwording is het van belang te verdiepen in de mogelijkheden waarop dit bereikt kan worden.

Interactieve architectuur valt onder reagerende architectuur. Bij reagerende architectuur is er éénzijdige invloed van een of meerdere variabelen op een systeem. De afzender (die variabelen beïnvloedt) vormt hierbij niet de ontvanger van het reagerende systeem. Bij interactieve architectuur daarentegen is er wederzijdse invloed die twee of meerdere objecten/variabelen op elkaar hebben. Het is een communicatief proces, het doorgeven van informatie is gebaseerd op eerdere berichten. In tegenstelling tot reagerende architectuur, is het een wederzijdse dialoog, de afzender (die variabelen beïnvloedt) moet ook de processor en de ontvanger zijn [Fox & Kemp, 2009].

Er zijn verschillende vormen interactieve architectuur te onderscheiden (Figuur 10):• Deelnemergevoelig:Inputdoordeelnemendevariabelenwaarophetsysteemrea-

geert,mogelijkeactiesenreactieszijnvoorafbepaald;• Zelfevaluatieve:Interactiebinnenheteigensysteem(eventueelmetexternebeïn-

vloedbarefactoren),waardooronvoorspelbaargedragontstaat;• Reconfiguratief:Systeemkanzichzelfconfigurerendooraanpassingaanfysieke

structuur van het systeem, met doel aan te passen aan de eisen van de deelnemer.

INTERACTIE

| 31

In deze fase zijn meerdere voorbeeldprojecten geannalyseerd. Gelet op de verschillende soorten interactie is hierin onderzoek gedaan welke vorm van interactieve architectuur aansluit bij onze doelstelling van bewustwording, dat is deelnemer gevoelige interactieve architectuur. In deze vorm van interactieve architectuur is het de deelnemer welke de input vormt en ook de deelnemer waarop acties of invloed wordt uitgeoefend. In The White Box wordt de input bepaald door het elektriciteitsverbruik wat door de deelnemer verbruikt wordt. Het voordeel van deelnemer gevoelige interactieve architectuur is dat het direct te begrijpen valt, echter worden acties en reacties wel voorspellend voor de deelnemer.

Figuur 10: Onderverdeling soorten interactieve architectuur [Linus, 2012].



De Pyramid of Technology is een onderzoek door ir. Van Mensvoort. Zijn theorie maaktonderscheid in de verbintenis tussen mens en techniek, ofwel hoe techniek onderdeel wordt van ons leven in zeven oplopende niveau’s, zie Figuur 11.

Het eerste niveau hierin is wanneer een nieuw product of idee tot stand komt (als voorbeeld is Phonebloks afgebeeld, een nieuwe ontwikkeling vanuit Google waarbij een telefoon bestaat uit diverse vervangbare componenten). Een niveau hoger in de piramide bevinden zich de werkende technieken, wanneer de innovatie een werkend prototype heeft maar nog niet wordt toegepast. Het derde niveau is het applied niveau, waarin de techniek door een groot deel van de maatschappij wordt gebruikt of toegepast. Het accepted niveau doelt op techniek die de meerderheid van de maatschappij zal bezitten. Het daaropvolgende level, vital, doelt op essentiële techniek wat onderdeel uit maakt van ons leven, zoals het afgebeelde Wi-Fi. Het een na hoogste level in de piramide betreft de technologie die nauwelijks opvalt dat het nog techniek is, zoals schrijven, geld en landbouw. Het hoogste niveau zijn de genaturaliseerde technieken, waar we niet zonder kunnen. Daaronder vallen veel dagelijks gebruikte technieken zoals tijd, koken en het beheersen van vuur.

Het onderzoek naar de Pyramid of Technology geeft de complexiteit aan waarin technologische innovaties plaats vinden. Veel innovaties komen namelijk niet verder dan de onderste laag. Het primaire doel van The White Box is het vormen van een inspirerend object, wat zich aan de onderzijde van de piramide bevindt. Gezien de toekomstgerichtheid, bestaat de mogelijkheid in de piramide te stijgen.

PYRAMID OF TECHNOLOGY

| 33

Figuur 11: Pyramid of Technology [Mensvoort, 2013]



Onderzoek is gedaan naar de te verwachten energiebesparing die te behalen is met The White Box. Hierin is het onderzoek van Martinez (2010) gebruikt, welke 36 studies heeft vergeleken en concluderend de gemiddelde energiebesparing aangeeft, zie Figuur 12. De energiebesparing door bewustwording is volgens dit onderzoek gelegen tussen 3,8en 12,0%, wat afhankelijk

BEWUSTWORDING

Figuur 12: Energiebesparing door bewustwording [Martinez, 2010]

is van het type feedback. Het eerste onderscheid valt te maken in ‘indirecte’ en ‘directe’ feedback. The White Box geeft directe feedback (zonder tussenkomst van ander medium).

Geadviseerd wordt in de praktijk te toetsen welk besparings percentage wordt behaald met The White Box. De extreme bewustwording zorgt mogelijk voor hogere waardes dan uit het onderzoek van Martinez blijken.

| 35

Figuur 13: Werking bewustwording in The White Box (Work Solutions, 2010)

THE WHITE BOX

Bewustwording

Willen

Kunnen

Doen

Blijven doen

The White Box maakt de gebruiker bewust van het huidige energieverbruik in de woning door het prikkelen van zintuigen.

Uitstraling van The White Box is aantrekkelijker bij lager energieverbruik, wat de gebruiker motiveert energieverbruik te verlagen.Gebruiker ziet resultaat aan The White Box bij poging energieverbruik te verlagen, waardoor gebruiker op eigen ervaring inzicht krijgt in het energieverbruik van de woning.Door real-time informatie te verschaffen is invloed van handelingen zichtbaar, waardoor er confrontatie met- en continue focus op het energiegebruik ontstaat.The White Box valt niet te ontwijken door zijn centrale plaats in de woning, waardoor er blijvende bewustwording plaatsvindt.

ENERGIE BESPARING

Om de bewustwording optimaal te laten fungeren is onderzoek gedaan naar welke stappen doorlopen moeten worden om het gedrag van mensen te veranderen. In Figuur 13 zijn de verschillende stappen weergegeven, alsmede hoe deze in The White Box tot uiting komen. Belangrijkste eigenschap hierin is het niet te vermijden karakter van The White Box, ofwel de continue confrontatie tussen mens en zijn energieverbruik.



Bij de uitwerking van het concept is er onderzoek verricht naar de optimale verhouding van The White Box. The White Box moet een bepaalde afmeting hebben om het gewenste effect ‘extreme bewustworing’ optimaal tot uiting te laten komen. Hierbij is er onderzoek gedaan naar de werking van claustrofobie bij de mens. Het onderzoek van Lourenco (2011) heeft hieraan een grote bijdrage geleverd. Uit haar onderzoek blijkt dat de gemiddelde persoon een comfortzone heeft welke bestaat uit een ‘persoonlijke bel’. Deze persoonlijke bel heeft een afmeting van ongeveer de armlengte van de persoon. De persoonlijke bel verschilt van persoon tot persoon. Wanneer mensen op deze afstand van elkaar staan en de ruimte groter is dan de persoonlijke bel, voelt men zich prettig. Bij mensen met claustrofobie is deze benodigde ruimte groter dan de gemiddelde persoon. Hierdoor voelen zij zich minder prettig in kleinere ruimten, waar mensen zonder claustrofobie zich wel prettig in voelen.

Bij The White Box is deze kennis meegenomen en zijn de afmeting afgestemd op de comfortzone van een Nederlandse man van gemiddelde lengte (1,80 meter lang). Gemiddeld in Nederland zijn vrouwen kleiner dan mannen, hiermee wordt ook voldaan aan de comfortzone van een vrouw. Bij een laag energieverbruik zal de persoon zich prettig voelen in The White Box. Wanneer er wel energieverbruik is of het energieverbruik in onbalans is, zullen de pulserende uitzettingen en het plafond in de comfortzone van de persoon komen. Hierdoor zal extreme bewustwording van het energieverbruik in The White Box ervaren worden, Figuur 14.

COMFORTZONE

| 37

Figuur 14: Comfortzone van de mens, verwerkt in The White Box.



In het ontwikkelproces van The White Box zijn prototypes toegepast. De kennis en ervaringen uit de protypes zijn meegenomen in de verdere uitwerking. De afbeeldingen geven een beeld van de diverse variabelen die onderzocht zijn met de prototypes.

Prototype 1 is gebruikt om variabelen in het concept te vergelijken, om zowel de esthetica als het bewustwordingseffect te onderzoeken. Met dit prototype is onderzoek gedaan naar:

• Frequentieuitzettingen;• Aantaluitzettingen;• Verplaatsinguitzettingen;• Richtingengrootteuitzettingen;• Vergrotenenverkleinenvanruimte.

Prototype 2 is gemaakt om de maakbaarheid te onderzoeken. Dit vormt een schaalmodel van een wand van The White Box. Met dit prototype is onderzoek gedaan naar:

• Stofkeuze;• Werkingmechaniek;• Frequentieuitzetting.

Figuur 15: Aanzicht prototype 1.

Figuur 16: Aanzicht prototype 2.

PROTOTYPES

| 39

Figuur 17: Testen van effect grootte bolvorm van indrukking.

Figuur 18: Testen van effect aantal uitzettingen. Figuur 19: Testen van uitzettingsrichting ‘trekken’ of ‘duwen’.

Figuur 20: Testen van maakbaarheid uitzetting met schaarmechanisme.

Figuur 21: Testen van diverse doeken op elasticiteit en dichtheid.

Figuur 22: Testen van toevoeging optisch bedrog door middel van lichteffecten.



UITWERKING

| 41

UITWERKING

UITWERKING


In de uitwerkingsfase van The White Box is onderzoek gedaan naar verschillende uitvoeringsmethoden.

De afwerking van The White Box bestaat zowel aan de binnen- als buiten zijde uit witte lycra stof, die door middel van klemprofielen worden bevestigd. De klemprofielen voorkomen plooien in het doek en zorgen voor strakke in- en uitwendige hoeken.

Voor de werking van The White Box zijn diverse elek-trische motoren gebruikt. Deze zorgen voor beweging van de uitzettingen en de verplaatsing van het dak. Via een ronddraaiend rad in het dak worden de vier hoekpunten van het plafond opgetild. De uitzettingen kunnen meerderen frequenties aannemen, hiermee wordt de hoeveelheid energieverbruik weergegeven.

UITWERKING

Figuur 23: Render The White Box (plafond hoog).

Figuur 24: Render The White Box (plafond laag).

| 43UITWERKING

Achter de doeken van The White Box bevindt zich de constructie, zoals afgebeeld in Figuur 25. Deze is volledig opgebouwd uit hout, dit van-wege de relatief eenvoudige bevestigingen van secundaire elementen aan de hoofdconstructie.

De verschillende wanden worden door middel van stalen hoeken aan elkaar verbonden. De hoeken zijn extra verstevigd door middel van een versteviginghoek. Om The White Box te kunnen vervoeren zijn in ieder vlak scharnieren opgenomen waardoor de verschillende vlakken dubbel zijn te vouwen. Op die manier is The White Box volledig demontabel.

Figuur 25: Constructie The White Box.


UITWERKINGToelichting technische tekeningen van The White Box:

1. Lycra ingeklemd in klemprofiel 6. Houten stijl 50x70 mm in verstek2. Bevestigingshoek constructie 7. Katrol voor hijsen plafond3. Houten balken 50x50 mm 8. Verstevigingshoek t.b.v. constructie4. Klemprofiel voor inklemming lycra 9. Plafond constructie (bewegend deel)5. Dwarsverbinding tussen wanden 10. Klemprofiel lycra plafond

1

2 3 4

6

5

5020050 1111

5020

050

1111

322

322

Figuur 26: Horizontaal detail H1 Figuur 27: Verticaal detail V1.

7 8

9 10

5020050 1111

322

50x

1150

| 45UITWERKING

Figuur 28: Plattegrond The White Box.Figuur 27: Verticaal detail V1.

De technische tekeningen zijn gemaakt om de opgedane ken-nis en gemaakte keuzes te verwerken in definitief tekenwerk. Deze vormden de basis voor gedane calculaties van benodigde materialen en maatvoering van de verschillende elementen.

De tekening in Figuur 30 geeft aan welke hoekverdraaiing de motor moet maken om verschillende uitzettingsposities te halen. De totale breedte kan variëren tussen 290 en 1364 mm.

Figuur 29: Doorsnede AA The White Box.

Figuur 30: Verschillende uitzettingsposities t.b.v. puntvorming.


REALISATIE

| 47

REALISATIE

REALISATIE


Het concept The White Box is in fase III van het project gerealiseerd. Alvorens de realisatie is er een sponsor traject in gegaan om de realisatie mogelijk te maken. Tijdens dit sponsortraject is de uitwerking van het concept stapsgewijs gevormd. In de realisatiefase zijn nog kleine aanpassingen doorgevoerd in de uitwerking, doordat er nog enkele moeilijkheden en uitdagingen voorbij kwamen. De realisatie van The White Box kan worden onderverdeeld in de volgende onderderdelen, welke hierna worden weergegeven met behulp van fotomateriaal:

• Hoofdconstructie• Puntvorming• Dak constructie• Doek• Elektronica

REALISATIE

| 49REALISATIE

HOOFDCONSTRUCTIE

Figuur 31: Hoofdconstructie.

Figuur 32: Basis elementen voor de hoofdconstructie.

Figuur 33: Zaag na werkzaamheden.

Figuur 34: Bevestiging van de scharnieren.


PUNTVORMING

Figuur 35: Test 1e uitzetting punt.

Figuur 36: Test aanzicht 1e uitzetting punt.

Figuur 37: Lasercut staven voor de mechaniek.

Figuur 38: Alle drie de mechanieken voor de puntvorming achter elkaar.

| 51REALISATIE

DAK CONSTRUCTIE

Figuur 39: Plafond in lage positie.

Figuur 40: Plafond in hoge positie. Figuur 41: Plafond mechanisme incl. motor.

Figuur 42: Plafond mechanisme.

Figuur 43: Plafond mechanisme van onderaf.


DOEK

Figuur 44: Zaagwerkzaamheden.Figuur 45: Spanprofiel.Figuur 46: Aankoop lycra.

Figuur 47: 1e resultaat doek.

Figuur 48: Bevestigde spanprofielen. Figuur 49: De buitenkubus inclusief doek..

| 53REALISATIE

ELEKTRONICA

Figuur 50: Hergebruik van een oude computervoeding voor de stroomvor-

ziening van de motoren.

Figuur 51: Aansluiting motor t.b.v. uitzetting punten.

Figuur 52: Plafond mechanisme met zelfgemaakte poelie.

Figuur 53: Big driver, ten behoeve van de aandrijving van de motor.

Figuur 54: Controle van de werking van de installatietechnische elementen.


THE WHITE BOX

Figuur 55: The White Box gerealiseerd, buiten aanzicht.

| 55REALISATIE

Figuur 56: Puntvorming in The White Box. Figuur 57: Puntvorming in The White Box.


DANKWOORD

| 57

DANKWOORD

DANKWOORD

Ter afsluiting van deze productpresentatie willen wij alle betrokkenen bedanken voor hun directe en indirecte hulp aan de totstandkoming van The White Box. Daarbij in het bijzonder te noemen:

• Dr.ir.M.Mohammadi,ir.M.M.T.Dominicusenir.K.Hamers;voordewekelijksebegeleidingtijdenshetgeheleMasterproject. Mede door deze begeleiding is het gelukt binnen een relatief kort tijdbestek een visie te vormen en dit te vertalen in een concept met de uiteindelijke realisatie daarvan.

• TechnischeUniversiteitEindhovenenHogeschoolvanArnhemenNijmegen;VerschillendeUniversitairedocentenen Professoren hebben hun bijdrage geleverd tijdens de conceptuele fase van The White Box. Daarnaast heeft de TU/e de realisatie mogelijk gemaakt door het verlenen van een bouwplaats en opslagruimte. Financiële middelen vanuit de HAN maakte de realisatie van het concept mogelijk, in het bijzonder te noemen het Lectoraat Architecture in Health.• PolyGroupenVanDerVorstModestoffen;PolyGroupwillenwijdankenvoorhetsponsorenvan140strekkendemeter klemprofielen voor het opspannen van de Lycra doeken. Van Der Vorst Modestoffen willen wij danken voor de sponsoring van de 75 vierkante meter Lycra doek. • StudentenvanstudiesIndustrialDesignenWerktuigkundevandeTU/e,diehulphebbenverleendbijhetaansluitenvan verschillende elektronische componenten. • MedestudentenvanBuildingTechnologydietijdenshetgeheleprojectendeafsluitendepresentatiehuninteressehebben getoond.


LITERATUUR & afbeeldingen

| 59LITERATUUR & AFBEELDINGEN

LITERATUUR & afbeeldingen


LITERATUURCentraal Bureau voor de Statistiek (2010, Maart 12). Bevolkingsprognose 2009-2060. Den Haag.

CBS, PBL, Wageningen UR (2013). Energieverbruik door huishoudens, 1990-2012 (indicator 0035, versie 18, 3 december 2013). www.compendiumvoordeleefomgeving.nl. CBS, Den Haag;PlanbureauvoordeLeefomgeving,DenHaag/BilthovenenWageningenUR,Wagenin-gen.

CBS, PBL, Wageningen UR (2014). Verbruik van hernieuwbare energie 1990-2012 (indicator 0385,versie29,20januari2014).www.compendiumvoordeleefomgeving.nl.CBS,DenHaag;Planbureau voor de Leefomgeving, Den Haag/Bilthoven en Wageningen UR, Wageningen.

ECN (2012, November). Energie Trends 2012. Energie-Nederland en Netbeheer Nederland.

Fox M. & Kemp M. (2009). Interactive Architecture. New York.

ING (2012, Juni 12). Food 2030. Samenwerking vanuit een nieuwe mindset. Amsterdam.

Kwadijk, J., A. Jeuken, & H. van Waveren (2008), De klimaatbestendigheid van Nederland Waterstand. Verkenning van knikpunten in beheer en beleid voor het hoofdwatersysteem. Deltares rapport T2447, Delft.

| 61

Linus T. (2012, November 07). Interactive Architecture. Melbourne.

Lourenco S.F. (2011). Psychologists closing in on claustrophobia. Verenigde Staten.

Martinez K., Donnelly K., Laitner J. (2010, Juni). Advanced Metering Initiatives and Residential Feedback Programs: A Meta-Review for Household Electricity-Saving Opportunities. Washington.

Mensvoort (2013, Oktober). Pyramid of Technology. How Technology Becomes Nature in Seven Steps. Eindhoven.

Planbureau voor de Leefomgeving (2012). Effecten van Klimaatverandering in Nederland: 2012. Den Haag.

WorkSolutions(2010).sWitch-Traject.Gedragsverandering,Bewustwording,Beweging,Motivatie.Zaandam.

LITERATUUR & AFBEELDINGEN


Kwadijk, J., A. Jeuken, & H. van Waveren (2008), De klimaatbestendigheid van Nederland Waterstand. Verkenning van knikpunten in beheer en beleid voor het hoofdwatersysteem. Deltares rapport T2447, Delft.

CBS, PBL, Wageningen UR (2013). Energieverbruik door huishoudens, 1990-2012 (indicator 0035, versie 18, 3 december 2013). www.compendiumvoor-deleefomgeving.nl. CBS, Den Haag; Planbureau voor de Leefomgeving, DenHaag/Bilthoven en Wageningen UR, Wageningen.

Linus T. (2012, November 07). Interactive Architecture. Melbourne.

Mensvoort (2013, Oktober). Pyramid of Technology. How Technology Becomes Nature in Seven Steps. Eindhoven.

Martinez K., Donnelly K., Laitner J. (2010, Juni). Advanced Metering Initiatives and Residential Feedback Programs: A Meta-Review for Household Electricity-Saving Opportunities. Washington.

Work Solutions (2010). sWitch-Traject. Gedragsverandering, Bewustwording, Beweging,Motivatie.Zaandam.

AFBEELDINGENFiguur 2:

Figuur 3:

Figuur 10:

Figuur 11:

Figuur 12:

Figuur 13:

| 63LITERATUUR & AFBEELDINGEN

Beyond Sustainability Studiejaar 2013- 2014Technische Universiteit Eindhoven

Masterproject 2 - Beyond SustainabilityMaster Track Building Technology - Productdevelopment

Dit magazine vormt het eindresultaat van het 2e masterproject, tot stand gekomen door studenten onder begeleiding van de Technische Universiteit Eindhoven. Tijdens dit onderzoek zijn er drie pro-ducten en concepten ontwikkelt en gerealiseerd, waarbij de focus ligt op het duurzaamheidsvraag-stuk van 2030. Er is onderzoek verrichten naar de toekomstige trends en ontwikkelingen, de ontwikkelde concepten en producten spelen hierop in.

Researched & sponsored by

Sustainable Electrical Energy Centre of

Expertise

Group

pla

fondoplo

ssin

gen

Ceiling

wandoplo

ssin

gen

Wall

akoestie

koplo

ssin

gen

Sound

lichto

plo

ssin

gen

Lighting

prin

toplo

ssin

gen

Sign

Ceiling

Wall

Wall

WSound

Lighting

Sign

pla

fondoplo

ssin

gen

Ceiling

wandoplo

ssin

gen

Wall

akoestie

koplo

ssin

gen

Sound

lichto

plo

ssin

gen

Lighting

prin

toplo

ssin

gen

Sign

The White Box Veggitel