aanpasbaarheid van de draagstructuur : veranderbaarheid van de

Aanpasbaarheid van de draagstructuur :veranderbaarheid van de drager op basis vangebruikerseisen in het kader van SlimbouwenGijsbers, R.

DOI:10.6100/IR723151

Gepubliceerd: 01/01/2011

Document VersionUitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

A submitted manuscript is the author's version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differencesbetween the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact theauthor for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website. The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review. The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

Citation for published version (APA):Gijsbers, R. (2011). Aanpasbaarheid van de draagstructuur : veranderbaarheid van de drager op basis vangebruikerseisen in het kader van Slimbouwen Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven DOI:10.6100/IR723151

General rightsCopyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright ownersand it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal ?

Take down policyIf you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediatelyand investigate your claim.

Download date: 18. Mar. 2018

http://dx.doi.org/10.6100/IR723151https://research.tue.nl/nl/publications/aanpasbaarheid-van-de-draagstructuur--veranderbaarheid-van-de-drager-op-basis-van-gebruikerseisen-in-het-kader-van-slimbouwen(684330fc-4c41-4015-bde2-ee2c4d1aff71).html

AanpasbaarheidvandedraagstructuurVeranderbaarheidvandedrageropbasisvangebruikerseiseninhetkadervan

Slimbouwen PROEFSCHRIFT terverkrijgingvandegraadvandoctoraande TechnischeUniversiteitEindhoven,opgezagvande rectormagnificus,prof.dr.ir.C.J.vanDuijn,vooreen commissieaangewezendoorhetCollegevoor Promotiesinhetopenbaarteverdedigen opdonderdag1december2011om16.00uur door RoelGijsbers geborenteBoekel

Ditproefschriftisgoedgekeurddoordepromotor:prof.dr.ir.J.J.N.LichtenbergCopromotor:dr.ir.P.A.Erkelens

Aanpasbaarheidvandedraagstructuur

Veranderbaarheidvandedrageropbasisvangebruikerseisen

inhetkadervanSlimbouwen

RoelGijsbers

voorInge,Daan&Roos

SamenstellingPromotiecommissie:prof.ir.E.S.M.Nelissen,voorzitter,TechnischeUniversiteitEindhovenprof.dr.ir.J.J.N.Lichtenberg,Promotor,TechnischeUniversiteitEindhovendr.ir.P.A.Erkelens,Copromotor,TechnischeUniversiteitEindhovenprof.dr.ir.J.I.M.Halman,UniversiteitTwenteprof.dr.ir.F.S.K.Bijlaard,TechnischeUniversiteitDelftprof.dr.ir.C.P.W.Geurts,TechnischeUniversiteitEindhovenprof.dr.ir.A.A.J.F.vandenDobbelsteen,TechnischeUniversiteitDelftDitonderzoekismedetotstandgekomendoorfinancieringvandeDr.Ir.CornelisLelyStichtingCopyright2011R.GijsbersTechnischeUniversiteitEindhovenFaculteitBouwkundeAanpasbaarheidvandedraagstructuurVeranderbaarheidvandedrageropbasisvangebruikerseiseninhetkadervanSlimbouwenOmslagontwerp:BertLammers,GrafischeStudioFaculteitBouwkundeTU/eDruk:UniversiteitsdrukkerijTechnischeUniversiteitEindhoven1stedruknovember2011Bouwstenen159ISBN9789068146424NURcode955:Bouwkunde


i

VoorwoordHoeweldemeestedissertatiesbeginnenmeteenvoorwoord, ishetdikwijls juisthet laatstestukjetekstdatwordtgeschreven.Ditisnietzonderreden.Hetisnamelijkonmogelijkomvoorafaaneendergelijke onderneming te weten wat je te wachten staat en wie je daarbij gaan helpen. Ditvoorwoordisdaaropgeenuitzonderingenisdaaromeigenlijkeenreflectieopdeafgelopenzesjaardieditpromotieonderzoekheeftopgeslokt.Eenpromotieonderzoekiseenlangzaamprocesmeteenaantalzekerheden.Deeerstezekerheidisdathetmeertijdkostdanvooraf ingeschat.Metnamewanneerdeeindstreep inzichtkomtenerookveleavondurensneuvelenomde juiste lettersoppapiertekrijgen.Eenpromotietrajectduurtnormaalgesprokenvierjaar,inmijngevalliepditechteranders.Hetplanwasomernaastookanderonderzoekuittevoerenvoordebuitenwereld.Enerzijdsomhetfinancileplaatjesluitendtekrijgen,anderzijdsomdaterbepaaldeprojectendie reeds ingangwarengezet inmiddels rijpwarenvoorverdere uitwerking.Dit is enigszins uit de hand gelopen.De tussendoortjeswaaraan is gewerktnaasthetpromotieonderzoekzijnnietopnhandtetellen.ErisbijvoorbeeldmeeontwikkeldaaneentweetaldemonstratieprojectenvanhetBooghalsysteem,waarvannvoorderundveehouderijennvoordevarkenshouderij,waarnaook(jaarrond)hetbinnenklimaatgemonitordis.Daarnaastis gewerkt aan de ontwikkeling en realisatie van een prototype van een Collective Centre voornoodhulphuisvestinginsamenwerkingmethetRodeKruis.InhetkadervanpostdisastershelteringzijnnogeenaantalandereprojectenmethetRodeKruistotstandgekomen.Invierjaarpromoverenbleekeenonbegonnenzaak.Erzittenimmersmaar24uurinndag.Detweedezekerheidvanpromoverenisdathetwerkinhoudelijkeigenlijknooithelemaalafis.Hetbewijsdaarvoorzijndeonvermijdelijkeaanbevelingenvoorvervolgonderzoek,onderwerpendie jegraag hadwillen behandelenmaar die niet binnen de kaders en de tijdsplan van het onderzoekpassen.Terugkijkendkan ikwelstellendathetresultaatveelomvangrijker isgewordendanvoorafgedacht en voorgenomen. Het uiteindelijke aantal paginas van dit proefschrift spreekt daarvanletterlijk boekdelen, een deel van de inhoud is namelijk vanwege de omvang verwezen naarappendicesdiealleenindigitalevormwordenaangeboden.Delaatstezekerheidisdathetonmogelijkisomhetprocestoteengoedeindetebrengenzonderdehulpenondersteuningvananderen.Erzijneenaantalmensendie ikdaarvoor inhetbijzonderwilbedanken.Allereerstwil ikJosLichtenbergbedankenvoorhet inmijgesteldevertrouwen,vanafhetmomentvanmijnafstuderen in2005. Ikhadhetprivilegeom indebeginperiodevanhetbestaanvanzijnleerstoelaftestuderenenommeteendaarnaalsradar inhetsysteemtewordenopgenomen.Devele inspirerende en gemoedelijke gesprekken zijn voor mijn vorming als onderzoeker enproductontwikkelaarvangrootbelanggeweest.Een ontspannen werksfeer is erg belangrijk wanneer stressvolle deadlines zich snel na elkaaropvolgen.Dedagelijksebegeleidingspeeltdaareenheelbelangrijkerolin.PeterErkelensheeftdierol,zelfsnazijnpensionering,metvervevervuld.Hetmeermaalsminutieusdoorakkerenvanaldiepaginasisalleenalhetbewijsvanultiemetoewijding.Decommentarenenkritiekenwarenzonderuitzondering zeer grondig n gegrond, maar altijd met de nodige dosis humor en relativeringgebracht.Bedanktvoordewijzewaaropjemedoorhetproceshebtgeloodst.Ik dank de leden vanmijn commissie allereerst voor hun bereidheid om te participeren,maarbovenalvoordeenthousiastereactiesenscherpecommentarenenaanvullingen.Aan de basis van dit onderzoek staat de financile ondersteuning van de Dr. Ir. Cornelis LelyStichting.EenwoordvandankisopzijnplekeninhetbijzondergerichtaandeheerPaulVisser.

ii

Deuitvoeringvanhetmonnikenwerkkannietgeheelopmijncontowordengeschreven.Zonderdehulpvaneenaantalgedrevenstudentenhadditheletrajectwellichtnoglangergeduurd.IkbedankArnoElijzenvoorzijnhulptijdenszijnafstudeerprojectmetalsonderwerpdevalidatievandeCSAmethode.Hetwasbijvlagenhectisch,maaraltijdprettigsamenwerken.Ikhebvoordeontwikkelingvandeverplaatsbarekolomdankbaargebruikgemaaktvanhetenthousiasmeende inspanningenvanPimvanRede, Job jonkers,SanderKoenenenDanil Ivanov.Tot slotwil ikHarmHulsbergenbedanken voor zijn waardevolle bijdrage als student assistent aan het automatiseren van deconstructievevergelijkingentussenvloertypen,gebruiksfunctiesenstramienafmetingen.Bij de totstandkoming van dit proefschrift hebben een aantalmensen bijgedragen die ik graagafzonderlijkwilbedanken.DavidLuftvanWoonquestvoorhetbeschikbaarstellenvandedatauithun woningbehoeftenonderzoek. Astrid Kemperman voor de ondersteuning en tips bij destatistischeanalysevanhetuitgevoerdeexperiment.EmiliavanEgmond deWildeDeLignyvoorhet controleren van de Engelse samenvatting en de immer bemoedigendewoorden tijdens hetonderzoek.BertLammersvoorhetontwerpenvandestijlvolleomslagIkwilmijncollegasbinnendeunitADEbedankenvoordeprettigesamenwerkingopallefronten.Ikwildaarbijafzonderlijkdemensenvandeleerstoelproductontwikkelingnoemenvoorhunfeedbackenhetvormenvaneenwaardevolklankbord.Deelsbinnendezegroepheeftzicheen (onofficile)groepering gevormd rondom de projecten voor noodhulphuisvesting.Deze zelfverklaarde ShelterResearchGroup iseengroepmensendiehetbelangzienvan innovaties indenoodhulpsectorenoplossingengenererenopwetenschappelijkebasis,maaraltijdmeteenpraktischdoel.Kortomeeninspirerendeengedrevengroeppersonenwaarbinnenikhopelijknoggeruimetijdmagopereren.Ik wil mijn huidige kamergenoot Gijs Wallis de Vries bedanken, voor de aanhoudendeaanmoedigingen en de prettige en rustige werkomgeving waarin ik de laatste fase van hetonderzoek heb kunnen doorbrengen. Een bijzonder dankwoord naarmijn oudkamergenoten enmeestdirectecollegas,MarkCoxenTimdeHaas.Hetisbelangrijkenverrijkendominhoudelijkmetelkaartekunnensparrenopeen inmiddelszeerbreeduitgewaaierdexpertisegebied.Het isechterminstenszobelangrijkomookpersoonlijkopn lijntezittenennietsonderstoelenofbankentehoeven schuiven. Ikbener zekervandewedeuitdagingendiedekomende tijd inhetverschietliggenmet succeszullenaangaan.Deervaring leertdatkanwringen,maaruiteindelijkaltijdgoedkomt(hoewelvaaknetbuitendegrenzenvanhetmogelijke).Een goede veilige basis is extreem belangrijk. Ik wil daarvoor mijn familie en schoonfamiliebedanken,inhetbijzondermijnoudersvoorhetmogelijkmakenvanmijnstudie.Ikkanzeggendatiknu,netnamijn30everjaardag,eindelijkklaarbenmet studeren.Zoals ze inBrabant zeggen:goedwerkheefttijdnodig!Mijngezinisdehoeksteenvanditproefschrift.Parallelaanditpromotieonderzoekzijnernogalwatontwikkelingen geweest op het thuisfront: samenwonen, de geboorte van Daan in 2007, eennieuwbouwwoning kopen en direct na oplevering verbouwen, verhuizen, trouwen en tot slot degeboortevanRoosopKoninginnedagdit jaar.Hiermee zijneengrootaantalonderdelen vaneen(klassieke)wooncarrire tijdens dit onderzoek doorlopen,waardoorwe als ervaringsdeskundigeninmiddelswetenhoebelangrijkflexibiliteitenaanpasbaarheidkunnenzijn.Detijdgaat(te)snelenveranderingen lijken veel sneller te gaan dan elders in dit proefschrift is veralgemeniseerd.Ongetwijfeldhebbenaldeontwikkelingenbinnenhetgezinookvoorenigevertraginggezocht,maarikhadhetvoorgeengoudwillenmissen. Inge,DaanenRoos,bedanktvoor jullie liefde,geduldenuithoudingsvermogenmetmij. De komende tijd zal ik vaker bij jullie op de bank en tussen hetspeelgoedzitten,eneindelijkminderopzolder.RoelGijsbers Uden,17oktober2011


iii

Samenvatting


VeranderbaarheidvandedrageropbasisvangebruikerseiseninhetkadervanSlimbouwenTenaanzienvanhetflexibelgebruikvangebouwenisindebouwtechniekhetaxiomavankrachtdatdedrageronveranderbaar is.Dezedissertatiebeschrijfthetonderzoekwaarin isuitgezochtofdeaannamevandezenietbewezen,maaralgemeenaanvaardestellinggerechtvaardigdis.Het stimuleren van flexibel gebouwgebruik is een strategie die als doel heeft om de functionelelevensduur van een gebouw te verlengen. De huidige gebouwenvoorraad lijdt als gevolg vanfunctionelebeperkingenondereengrootaantalkwalitatieveproblemen,en isnietgoeduitgerustomdecontinuveranderendegebruikerseisenlangdurigteblijvenvervullen.Gebouwenzijndikwijlsvervoorhetverschrijdenvandebeoogdelevensduurnietmeerfunctioneel,met in veel gevallen voortijdige sloop als gevolg.Het slopen van gebouwendie technischnog ingoedestaatzijn,isnauwelijksteverantwoorden.Bovendiendruktdebouwsectoreenzwarestempelopmaatschappelijkeproblemenzoalsmilieubelasting,energiegebruikenafvalproductieenkandezewordengekenmerktalseenweinigefficintebedrijfstak,methogefaalkosten,kleinewinsteneneengroot aandeel in het gebruik van grondstoffen en in hetwegtransport. Als een reactie op dezeproblematiekisSlimbouwenontstaan,eenvisiemetalsdoeldebouwsectortehervormennaareenefficinte enmilieutechnisch verantwoorde bedrijfstak. Het huidige onderzoek is gepositioneerdbinnendekadersvanSlimbouwen. Inconcretezinwordtdaarbijgestreefdnaarhetreducerenvanhetmateriaalgebruik en het bruto gebouwvolume,met behoud van flexibel gebouwgebruik engebruikerscomfort.Flexibiliteitiseenveelomvattendbegrip.Inditonderzoekisgetrachteenordeaantebrengenindeverschillendevormenvanflexibiliteitvangebouwenendemaatregelendieervoornodigzijnomeenbepaaldevormvanflexibelgebouwgebruikterealiseren.Eenbelangrijktechnischmiddelhiervoorisaanpasbaarheid. In dit onderzoek is aanpasbaarheid gedefinieerd als: het vermogen van eengebouwonderdeel om blijvend fysieke veranderingen te kunnen ondergaan ten dienste van degebruiksflexibiliteit,zonderofmetslechtskleinegevolgenvoordeoverigegebouwonderdelen.Indehuidigebouwsectorwordenaanpasbaarheidsmaatregelenvoornamelijkgeconcentreerdopdeafbouwonderdeleneninsommigegevallenopdeinstallatietechnischecomponentenengeveldelen.De draagstructuur kent echter alleen passieve flexibiliteitsmaatregelen, zoals het bieden vanindelingsvrijheid door grote vloer en liggeroverspanningen of het bieden van constructieveovercapaciteit.Dezemaatregelen blijken in de praktijk effectief,maar zijn tegelijkertijd bijzonder inefficint.Dedraagstructuur is gemiddeld genomen verantwoordelijk voor60% vanhet totale gebouwgewicht.Hetrealiserenvangroteoverspanningen leidttotzwareconstructieveonderdelenendaardoortoteenexcessiefgebruikvanmateriaalennietbruikbaargebouwvolume.InhetlichtvanSlimbouwenwordtinditonderzoekdevraaggesteldofhetmogelijkisomexcessiefmateriaal en volumegebruik terug te dringen door de overspanningsafmetingen te beperken entochvoldoende indelingsvrijheidtebieden.Actieveflexibiliteitsmaatregelen,zoalsaanpasbaarheid,lijkenhiertoedesleuteltezijn.Dehoofdonderzoeksvraagluidt:onderwelkeconditiesishetmogelijkomdegebruiksflexibiliteitvande gebruiksruimte te vergroten met behulp van aanpasbaarheid van onderdelen van dedraagstructuur.

iv

Het ontwerp van de draagstructuur is sterk bepalend is voor functioneel ruimtegebruik.Aanpasbaarheidsmaatregelen voor de draagstructuur blijken in de praktijk niet te bestaan,maarkunnen een grote betekenis hebben voor de verlenging en optimalisering van de functionelelevensduurvanhetgebouw.Toepassingvanditprincipezoukunnen leiden toteen fundamenteelandereaanpakvaneenontwerpopgave.Defocus inhetonderzoek ligtopnieuwbouw,uitgevoerdmeteenstalenskeletstructuur.Erwordtspecifiekgekekennaarmeerlaagsewoongebouwen,woonzorgcomplexenenkantoren,omdatdezegebouwen qua structuur veel gelijkenissen hebben en omdat de veranderingsbehoefte van degebruikersvandezegebouwengrootistijdensdefunctionelelevensduurvanhetgebouw.Hetblijktdatdoordekeuzevannietconventioneeltoegepastebouwproducten,hetreedsmogelijkisomeengroteslagtemakenophetgebiedvanmateriaalenvolumereductie.Metdetoepassingvaneenlichtgewicht,holle,toegankelijkeleidingvloer(zoalsdeSlimlinevloer),inplaatsvaneenveelgebruikte zware, inflexibele betonvloer (zoals een kanaalplaatvloer) kan er zelfs gelijktijdig eenverbeteringvanhet flexibiliteitsniveau vanhetgebouwwordenbereikt.Er isvoortsgezochtnaaroptimalestramienafmetingenvoordedraagstructuur,waarbijhetmateriaalgebruikminimaal isendenetto/brutovolumeverhoudingmaximaal.Hieruitblijktdateenreductievangrofweg50%voorzowel het constructiegewicht als voor het nietbruikbare gebouwvolume (bruto gebouwvolumeminus netto gebouwvolume) haalbaar is ten opzichte vanmeer gangbare constructiewijzen.Hetoptimum voor stramienafmetingen bij toepassing van een Slimlinevloer ligt bij eenvloeroverspanningvan3,6mincombinatiemeteenliggeroverspanningvaneveneens3,6m.Hetiszeerwaarschijnlijk dat bij dergelijke kleine stramienafmetingen de aanwezigheid van kolommenhinderlijkisvoordevrijeindeelbaarheidvandeplattegrond.Aanpasbaarheidvandedraagstructuurkanindatgevaluitkomstbieden.Detechnologischeimplementatievanaanpasbaregebouwonderdelenisalleenzinvol,wanneereenaantoonbare effectieve bijdrage wordt geleverd aan de gebruiksflexibiliteit. Het streven is datdaarbijheteffectopecologischeeneconomischeaspectenpositief is,met inachtnemingvanallelevensfasenvaneengebouw(vanontwerptotbouw,gebruik,onderhoud,verbouwensloop).Vanwegehetgroteaantalvariabelenendeveleafhankelijkhedenenonzekerhedenbijhetvertalenvan (veranderende)gebruikerseisen naar technische oplossingen, is een methodische aanpaknoodzakelijk,waarmeeeenafgewogenkeuzewordengemaaktvooreenaanpasbaarheidsmaatregel.DeComparatieveSelectiemethodevoorAanpasbaarheidsmaatregelen(CSAmethode)De inditonderzoekontwikkeldeCSAmethode is toepasbaaropalleonderdelenvanhetgebouw,niet specifiek voor de draagstructuur. De methode is bedoeld om meerdere aanpasbaarheidsoplossingenmetelkaartevergelijken.IndeCSAmethodewordtallereersteeneffectieveaanpasbaarheidsmaatregelgeselecteerdopbasisvande(toekomstige)eisenvandegebruiker.Vervolgenswordtdegekozenmaatregel,inrelatietotdeoverigebouwtechnischeonderdelen,getoetstopdematevanefficintie,doormiddelvaneenkwantificeringvandebenodigdeaanpassingsinspanning,dekostenendebelastingvanhetmilieu.Hierbijwordende initile (eenmalige) effectenonderscheiden vandemogelijk vakeroptredendeeffectenbijeenaanpassing.Wanneerdegehelelevensduurvaneengebouwwordtbeschouwdisditonderscheid essentieel voor een onderbouwde keuze voor de meest geschikteaanpasbaarheidsmaatregel.Het unieke van de CSAmethode is dat een best fit wordt gezocht vanuit het oogpunt van degebruikernvanuitdegevolgenvoor/vandetoegepastebouwtechniek.DeCSAmethodemaakthetmogelijkomopgestructureerdewijze,uithetbredescalaaanoplossingen,eenopmeerderevlakkengeoptimaliseerdeoplossingtedestillerenvoorhetverbeterenvanflexibelgebouwgebruik.


v

De werking van de CSAmethode is valide gebleken met behulp van een drietal case studies.Hiermee isduidelijkgewordendatdeontwikkeldestappen indemethodeelkaar logischopvolgen,waarbijdegesegmenteerdeaanpakzorgtvooreenoverzichtelijkenverifieerbaarkeuzeproces.Uit de case studies blijkt dat de oplossingenmet een hogemate van aanpasbaarheid demeestefficinteoplossingbiedenvooropde langetermijn.Deoorzaakhiervan isdatdeefficintiescoresalsgevolgvaneenaanpassingdoorslaggevenderzijndanalleende initilescoresuitdebouwfase.Bepaaldeoplossingenkunneninitieelgoedkoperzijnofminderbelastend,maarbijaanpassingjuistvoor veel inspanning, kosten of vervuiling zorgen. Daarbij komt dat aanpassingen mogelijkmeermalentijdensdelevensduurvaneengebouwmoetenwordengerealiseerd.Totophedenisinde bouwpraktijk nog vooral de initile fase doorslaggevend voor de besluitvorming. De trend isechterdateen langetermijnvisiebelangrijkerwordt,waardoor levensduurdenkenterreinwint.DitbewustwordingsprocescreertruimteenbestaansrechtvoormethodenzoalsdeCSAmethode.MetdeCSAmethode is voordeontwerpereen instrumentontwikkeldwaarmeeeenbrugwordtgeslagentussendetoekomstigeeisenvangebruikersendeprestatiesdiehetgebouwoptermijnkanbieden.Een langdurigerbalans tussendegevraagdeenaangebodengebouwprestatievergrootdekans op een verlenging van de functionele levensduur. Toepassing van de CSAmethode in deontwerppraktijkkanditbevorderen.VerplaatsbaarheidvankolommenConstructieve aanpasbaarheid wordt beschouwd als een kansrijke oplossingsstrategie om degebruiksmogelijkheden van een constructiemet een beperkte stramienafmeting te vergroten.Bijeenhogekolomdichtheid indeplattegrondishetverplaatsbaarmakenvankolommeneenvoordehandliggende,dochonconventioneleoplossing.Het verplaatsen van kolommen is alleen een bruikbaar middel om de vrije indeelbaarheid tevergrotenwanneerditwerkelijkeenmeerwaardevoorhetflexibelgebouwgebruikbetekent.Uit een experiment met ontwerpers blijkt dat de indeelbaarheid van de plattegrond wordtbelemmerd door de aanwezigheid van kolommen in de vrij indeelbare ruimte bijstramienafmetingenkleinerdan5,4bij6,0meter.Naarmatedestramienafmetingenkleinerwordenneemt de functionelemeerwaarde aantoonbaar toe.Ongeveer vijftig procent van de vrijstaandekolommen(nietgelegeninhetgevelvlak)zoudenverplaatsbaarmoetenzijnendezezoudenidealiterin twee richtingen1,2meterverplaatstmoetenkunnenwordenvanuitdeoorspronkelijkepositie(eenverplaatsingsrangevan2,4meter).Deefficintieendetechnischehaalbaarheidvanhetverplaatsenvankolommenisonderzochtdoormiddel van het doorlopen van een productontwikkelingstraject.Op een systematisch analytischewijze, met behulp van methoden uit de industrile productontwikkeling, is stapsgewijs eenproductontwerpontstaan,dat vervolgens technisch indetail isuitgewerkt.Alvorensditproces tedoorlopen, iseerstde constructievehaalbaarheid aangetoond. Een andere kritiekeeis isdateenkolomverplaatsing moet kunnen worden gerealiseerd met een minimale uitvoeringsinspanning,binnenndagenmetbeperkteoverlastvoordegebruiker.Ondanksdestrenggeformuleerdeenuitdagende ontwerpuitgangspunten blijkt het principe technisch haalbaar. Een productoplossingvooreenverplaatsbarekolom,toepasbaarineengeschoordstalenraamwerk,ishiervanhetbewijs.Met behulp van de CSAmethode is getoetst of toepassing van de verplaatsbare kolom devoorspelde voordelen biedt ten opzichte van eenmeer gangbare strategie, het ontwerpen vangroterestramienafmetingen.Kostentechnischisineencasestudymeteenkantoorgebouwgeblekendatdeverplaatsbarekolomefficinter is toteengelimiteerdaantalvanzevenverplaatsingen (perverplaatsbare kolom) tijdens de gebruikslevensduur van het gebouw. Door toepassing van deverplaatsbarekolomisindecase4%bespaardophettotaleconstructiegewichtinclusiefvloeren(inbeidegevallenbijtoepassingvaneenSlimlinevloervanca.300kg/m2),en19%besparingopalleenhetgebruikvanstaalindedraagstructuur.Inhetonderzoek isaangetoonddataanpasbaarheid vandedraagstructuureffectief isenopeenefficintewijze kanworden toegepast.Het axioma dat de drager onveranderbaar is, is daarmee

vi

ontkracht. De theorien ten aanzien van flexibel bouwen kunnen met de resultaten van ditonderzoekwordenaangescherptenuitgebreid.Het implementerenvanaanpasbaarheid inallegebouwonderdelenwapenteengebouw tegendevoortdurend veranderende omstandigheden tijdens de gebruikslevensduur. Een hoge mate van(technische)veranderingscapaciteitbiedtruimte indebouwtechniekvoor inpassingvantechnischeinnovatiesenvooraanpassingaannieuwe regelgevingengebruikerswensen.Ookaanpasbaarheidvanminder voordehand liggende gebouwonderdelen, zoalsdie vandedraagstructuur,heeftdepotentie om direct of indirect een bijdrage te leveren aan het structureel verduurzamen van detoekomstige gebouwenvoorraad. Hierbij is het tevens van belang dat door ontwerpers deverantwoordelijkheid wordt genomen om de ecologische voetafdruk van het bouwen teminimaliseren.Slimbouwen inhetalgemeen,enaanpasbaarheidvandedraagstructuurendeCSAmethodeinhetbijzonder,biedenhiertoedeinstrumenten.


vii

SummaryAdaptabilityofthebuildingstructure

ChangeabilityofthesupportbasedonuserrequirementsinthecontextofSlimbouwenIncurrentbuildingengineering it isacceptedasselfevident that thebuildingstructurecannotbealtered inorder to enable a flexible useofbuildings. This thesisdescribes the research thathasinvestigatedwhethertheadoptionofthisunprovenbutcommonlysharedpropositionisjustified.Stimulationofflexibleuseofbuildingsisastrategythataimsatextendingthefunctionallifespanofbuildings.Alargepercentageofthebuildingstockcurrentlydoesnotmeetthequalityrequirements,due to functional limitations, whilst it is hardly equipped to fulfill the ever changing userrequirementsonthelongterm.Buildings are often no longer fully functional long before the intended service life has ended,resulting in untimely demolition. The demolition of buildings which are technically still in goodcondition is hardly justifiable.Moreover, the building sector heavily leaves itsmark on societalproblems such as environmental impact, energy use and generation of waste, and can becharacterized as an inefficient industry due to high failure costs, small profits and a largecontribution to theuseof rawmaterialsand to road transport.Asa response to these issues theSlimbouwen strategy was developed, aiming to reform the sector into an efficient andenvironmentally responsible industry.The current research ispositionedwithin the frameworkofSlimbouwen.Moreconcrete,thetargetistoreducetheamountofmaterialsusedandtominimizethegrossbuildingvolume,whilemaintainingflexibleuseandusercomfort.Flexibilityisabroadterm.Inthisstudyadistinctorderisintroducedtoclassifythevariousformsofbuilding flexibility and the requiredmeasures to realize flexibleuse.Adaptability is an importanttechnicalaidthatfacilitatesflexibleuse.Inthisresearch,adaptability isdefinedas:theabilityofabuildingparttocontinuouslyundergophysicalchangestothebenefitofflexibilityinuse,withnooronlyminoreffectsonotherbuildingparts'.Incurrentconstruction industryadaptabilitymeasuresareprimarilyfocusedonthe infillpartsandinsomecasesonbuildingservicesandfaadecladding.Theloadbearingstructureisonlyprovidedwithpassive flexibilitymeasures, suchasa large floorandbeam spansofferinga freelydividablefloor plan or providing structural overcapacity, which enhances possible application ofmultiplefunctions.Thesemeasures have proven to be effective in practice, yet also very inefficient. The buildingstructure ison average responsible for60%of the totalbuildingweight.The applicationof largespansresultsinheavystructuralcomponentsandconsequentlytoanexcessiveuseofmaterialsandtoalargeportionofnonusablebuildingvolume.InaccordancewithSlimbouwenprinciples,thecurrentresearchinvestigateswhetheritispossibletoprevent excessive usage ofmaterials and volume by reducing span sizes of structural elements,whilestillprovidingsufficientplanningfreedom.Activeflexibilitymeasures,suchasadaptability,canbeconsideredasthekeytothis.Themainresearchquestionis:underwhatconditionsisitpossibletoincreasetheflexibilityinuseoftheusablespacebymeansofadaptabilityofpartsofthebuildingstructure?Thedesignof thebearing structurehas a strong impacton functionaluse of space.Adaptabilitymeasuresforthebuildingstructuredonotseemtoexistinpractice,butmayhavealargeimpactonthe possibilities for the extension and optimization of the functional lifespan of the building.

viii

Applyingthisprinciplecouldleadtoafundamentallydifferentapproachinthe(technical)designofbuildings.Thefocusoftheresearchisonnewbuildingswithmultiplefloors,constructedwithasteelskeletonstructure.Morespecifically,thefocusisonresidentialbuildings(alsocombinedwithcare)andofficebuildings,becausethesebuildingsarestructurallyquitesimilar.Furthermore,fortheseusergroupstherateofchangeofuserneedsisfairlyhighduringthefunctionallifespanofthebuilding.It appears to be possible tomake a substantial improvement in terms ofmaterial and volumereductionbychoosingproducts thatarenotoftenusedconventionally, forexamplebyapplyingalightweight,hollowandaccessible floor type (like theSlimline floor), insteadofamorecommonlyusedheavy,inflexibleconcretefloortype(likeahollowcorefloor).Inaddition,alsoanimprovementcanbeachievedonthelevelofflexibilitytoenhancethefunctionalityofthebuilding.Furthermorean optimal structural grid size is searched for, tominimizematerial use andmaximize the ratiobetweennetandgrossbuildingvolume.Thisexplorationshowsthatareductionofroughly50% isachievablecomparedtomoreconventionalconstructionmethods,forboththestructuralweightasforthenonusablebuildingvolume(grossvolumeminusnetbuildingvolume).Thedimensionsofanoptimizedgridsizeare3.6x3.6meterswhenusingaSlimlinefloor.Withsuchsmallgriddimensions,itislikelythatthepresenceofcolumnswillhinderfreedivisionofthefloorplan.Adaptabilityofthestructuremaythenbringrelief.The technological implementationofadaptablebuilding components isonlyuseful if itproves toeffectivelycontribute to flexibilityinuse. Inaddition,apositiveeffectonecologicalandeconomicaspects is aimed at, taking into account all phases in the lifespan of a building (from design toconstruction,use,maintenance,renovationanddemolition).Due to the large number of variables and the many dependencies and uncertainties in thetranslation of (changing) user requirements into technical solutions, a methodical approach isindispensible,sothatabalancedchoicecanbemadeforanadaptabilitymeasure.TheComparativeSelectionmethodforAdaptabilitymeasures(CSAmethod)The CSA method, which is developed in this research, is applicable to all building parts, notspecificallytoelementsofthebuildingstructure.Themethod isdesignedto impartiallycompareanumberofeffectiveadaptabilitymeasures.In the CSA method firstly an effective adaptability measure is selected based on (future)requirementsoftheuser.Subsequently,thedegreeofefficiencyofthechosenmeasureisassessedby quantifying the required effort for an adaptation, costs and environmental impact. In thisquantificationtheinitial(single)effectsaredistinguishedfromthemoreoftenoccurringeffectsthatcome with an adaptation.When the full lifespan of a building is considered, this distinction isessentialtoensureawellfoundeddecisionforthemostappropriateadaptabilitymeasure.TheuniquenessoftheCSAmethodisthatabestfitissoughtfromboththeuserpointofviewandtheeffectsonoroftheappliedbuildingtechnology.TheCSAmethodmakesitpossibletoderiveanoptimizedsolutionfromthewidearrayofsolutionsinastructuredway.OperationoftheCSAmethodprovedtobevalidwiththehelpofthreecasestudies.Itbecameclearthat thesequenceofsteps in themethod is logic,whilethesegmentedapproachprovidesawellorganizedandverifiableselectionprocess.Thecasestudiesshowthatsolutionswithahighdegreeofadaptabilityarethemostefficientforthelongterm.Thereason isthattheefficiencyscoresasaresultofeachadaptationaremoredecisivethanthe initialscoresthatonlyaccompanytheconstructionphase.Somesolutionsmay initiallybecheaper andhave less impact,but cause large effort, costs and environmentaldamagewhen anadaptation isnecessary.Moreover,adaptationmightoccur several timesduring the lifespanofabuilding. Incurrentbuildingthe initialphase isdecisivefordecisionmaking.However,thetrend is


ix

that a long term vision, concerning the whole lifespan of a building, is becoming increasinglyimportant.ThisawarenesscreatesspaceandlegitimacyformethodssuchastheCSAmethod.TheCSAmethodisatooldevelopedforthedesignerthatcanbridgethegapbetween(future)userneeds and the functional performance of the building over time. A lasting balance betweendemanded and supplied building performance increases the chance of effectively extending thefunctionallifespanthebuilding.ApplicationoftheCSAmethodindesignpracticecanfacilitatethis.MovabilityofcolumnsStructuraladaptability is regardedasapromisingsolutionstrategy to increase thepossibilities forfunctionaluseofastructurewithasmallgridsize.Whenthedensityofcolumnsinthefloorplanishigh,movingcolumnsisanobvious,howeverunconventionalsolution.Movingcolumnsonlyisusefultoincreasetheoptionsforafreelydividablefloorplanwhenitreallyisanaddedvaluetotheflexibleuseofthebuilding.Anexperimentwithdesignersshowsthatthedivisionofthefloorplanishamperedbythepresenceofcolumnsinthefreelydividablespace,whenthegrid size isbelow5.4x6.0meters.When thegrid sizedecreases, theaddedvalueofmovingcolumnssignificantlyincreases.Aboutfiftypercentofthefreestandingcolumns(notlocatedinthefaade zone) should bemovable and should ideally be able tomove up to 1.2meters in twodirections(adisplacementrangeof2.4meters).Theefficiencyandthetechnicalfeasibilityofmovingcolumnsareinvestigatedbymeansofaproductdevelopment trajectory.Gradually aproduct came intobeing in a systematic and analyticalway,usingmethodsfromtheindustrialproductdevelopment,whichhasbeenfurtherelaboratedinmoretechnical detail. Prior to this development process the structural feasibility has been indicated.Anothercriticalrequirement isthatthemovingofacolumnmustbeachievedwithminimaleffort,within thedurationofonedayandwithminimal inconvenience for theuser.Despite therigorousandchallengingdesignconditionstheprincipleprovestobetechnicallyfeasible.Aproductsolutionforamovablecolumn,applicableinabracedsteelframestructure,isactingastheevidence.WiththehelpoftheCSAmethoditistestedwhethertheapplicationofthemovablecolumnresultsin thepredictedadvantages in regard tomore conventional strategies, suchas theapplicationoflargergridsizes.Thecasestudyofanofficebuildingshows that thecolumn ismoreefficientcostwise to a limited number of sevenmoves (permoveable column) during the service life of thebuilding.The result is that the applicationof amovable column saves4%on the total structuralweightincludingfloors(bothwhenusingaSlimlinefloorof300kg/m2),andsaves19%onthetotaluseofsteelinthebearingstructure.Thisresearchhasshownthatadaptabilityofthebuildingstructure isaneffectivesolutionthatcanbe applied in an efficientmanner. The axiom of the unchangeable support is thus negated. Thetheories regarding flexibilityofbuildingcanbealteredandexpandedbasedon the resultsof thisstudy.The implementation of adaptability in all building parts arms a building against the constantlychangingconditionsduringtheservicelife.Ahighlevelofthecapabilityofthebuildingtochange(intechnicalsense)providesspace inbuildingengineeringforthe integrationoftechnical innovationsand for alteration to new regulations and user requirements. Adaptability has the potential todirectlyor indirectlycontributetoamaintaining levelofsustainabilityofthefuturebuildingstock.Thisaccountsalso foradaptabilityof lessobviousbuilding components, suchaspartsof the loadbearing structure. In addition, it is also important that the designers taken the responsibility tominimize the ecological footprint of buildings. Slimbouwen in general and adaptability of thebuildingstructureandtheCSAmethodinparticular,providethetoolstodoso.


xi

Inhoudsopgave

H1ONDERZOEKSKADER 31.1 Inleiding 31.2 Achtergrondvanhetonderzoek 31.2.1 BouwtechnischOntwerpenenProductontwikkeling 31.2.2 Slimbouwen 3

1.3 OmschrijvingvanhetProbleemveld 51.4 Probleemstelling 81.5 Onderzoeksdoelen 81.5.1 Toetsingvanderesultaten 10

1.6 Onderzoeksvragen 101.7 Relevantievanhetonderzoek 111.7.1 Wetenschappelijkerelevantie 111.7.2 Maatschappelijkerelevantie 11

1.8 Onderzoeksaanpak 121.8.1 Stappeninhetonderzoek 13

1.9 Onderzoeksopzeteninhoudelijkoverzichtvanhetproefschrift 15

DEELIGEBRUIKERvs.BOUWTECHNIEK

H2VRAAG AANBOD 212.1 ScheefgroeiindeNederlandsegebouwenvoorraad 212.1.1 FunctioneleLevensduurEconomischeLevensduurTechnischelevensduur 212.1.2 Marktbeeldpersector 232.1.3 Kapitaalvernietiging:tijdelijkheiddoordisfunctionaliteit 25

2.2 Herbestemmingvoorlevensduurverlenging 272.3 Afstemmenopdemarkt 292.3.1 Kwaliteitsmanagemententoekomstwaarde 292.3.2 Voorspellenenverlengenvandelevensduur 30

2.4 Denoodzaakvanverandering:EyeopenersvanSlimbouwen 312.4.1 Debouwalsvervuilerenverkwister 322.4.2 Inefficintievanhetbouwproces 33

H3VERANDERENDEGEBRUIKERSEISEN 373.1 Prestatieeisenvoorhetgebouw 373.1.1 Invloedsfactorenvoorveranderingvanprestatieeisen 373.1.2 Gebouwgebruikers:Prioriteitenenontwikkelingeninheteisenpakket 403.1.3 Typologienvanveranderingen 41

3.2 Derelatietussengebruikerengebouw 453.2.1 Gebruikerseisenenproductfuncties 453.2.2 Hetfunctionerenvaneenproduct 473.2.3 Vankwalitatievegebruikswaardentotkwantitatieveproductkenmerken 493.2.4 Hetgrensvlaktussengebruikerengebouw 57

3.3 Strategienindebouwpraktijkwaaringebruikerseisencentraalstaan 583.3.1 Ontwerpfase:keuzevrijheid 583.3.2 Gebruiksfase:levensloopbestendigheid,flexibelgebruikenfunctieneutraliteit 60

xii

H4DEGEBRUIKERENDEFLEXIBILITEITVANHETGEBOUW 634.1 Flexibiliteit 634.1.1 Flexibelbouwendoordejarenheen;eenkortoverzicht 644.1.2 Flexibiliteitvangebouwen;despraakverwarringvoorbij 654.1.3 Procesflexibiliteit 664.1.4 Gebruiksflexibiliteit 674.1.5 Flexibiliteitswensenopbasisvanveranderendegebruikerseisen 71

4.2 Flexibiliteitsmaatregelenvoordegebruiksfaseindebouwpraktijk 744.2.1 Ruimtelijkeflexibiliteitindepraktijk 754.2.2 Functioneleflexibiliteitindepraktijk 774.2.3 Hetbelangvandecontext 79

4.3 Aanpasbaarheid 804.3.1 Vormenvanaanpasbaarheid 814.3.2 Technischekenmerkenvanaanpasbaarheid 824.3.3 Aanpasbaarheid:voorbeeldeneninspiratiebronnen 82

H5GELAAGDHEIDVANGEBOUWEN 855.1 Hetgebouwinlagen 855.1.1 Deruimtelijkestructuurvanhetgebouw 855.1.2 Hirarchieingebouwlagen 87

5.2 Deinvloedvangebouwlagenopdeflexibiliteitvanhetgebouw 905.2.1 Definiringvaneenkadervoorflexibiliteit:deinvloedvandedraagconstructie 905.2.2 Hetzwaartepuntvanfinancilerisicosbijdeimplementatievan

flexibiliteitsmaatregelen 92H6VERWEVENHEIDVANGEBOUWLAGENENIMPLEMENTATIEVANAANPASBAARHEID 956.1 Hetontwarrenvandebouwtechniek 956.1.1 Functioneleontkoppeling 976.1.2 Technischeontkoppeling 98

6.2 Categoriseringvangebouwonderdelen 996.2.1 GebouwlagenendeNLSfbElementenmethode 101

6.3 Implementerenvanaanpasbaarheidsmaatregelen 1026.3.1 EffectiviteitvanaanpasbaarheidsmaatregelenQualityFunctionDeployment(QFD) 1036.3.2 EfficintievanaanpasbaarheidsmaatregelenDesignForVariety(DFV) 105

H7CONCLUSIESDEELI 109

DEELIIVERANDERBAARHEIDVANDEDRAAGSTRUCTUUR:DOORBRAAKVANEENAXIOMA

H8SLIMBOUWENENGEBRUIKSFLEXIBILITEITVANDEDRAAGSTRUCTUUR 1138.1 Gebruiksflexibiliteitvandedraagstructuur 1138.1.1 Invloedvandedraagstructuuropdefunctionaliteitvandegebruiksruimte 1138.1.2 Flexibiliteitvandeconstructieindehedendaagsebouwpraktijk 1148.1.3 FlexibiliteitvandeconstructieenSlimbouwenuitgangspunten 115

8.2 Aanpasbaarheidvandedraagstructuur 1268.2.1 Doorbraakvaneenaxioma 1268.2.2 Indeelbaarheidvandegebruiksruimtedooraanpasbaarheidvandedraagstructuur 129

8.3 Afbakeningvanhetonderzoeksgebied 130


xiii

8.3.1 Gebouwtypenenbeschouwdeconstructieonderdelen 1308.3.2 RelevantesectorenindenieuwbouwmarktGebruiksfuncties 134

8.4 ConstruerenopbasisvanSlimbouwenuitgangspuntenenaanpasbaarheid 1358.4.1 Reductievanmateriaalgebruik,gebouwvolumeenmilieubelasting 1368.4.2 Verplaatsbaarheidvankolommen 140

H9DEINVLOEDENVANDEKOLOMDICHTHEIDENVANVERPLAATSBAARHEIDVAN

KOLOMMENOPDEVRIJEINDEELBAARHEIDVANDEGEBRUIKSRUIMTE 1439.1 Doelstelling 1439.2 Methodevanaanpakensleutelbegrippen 1439.3 Operationaliseringvandevariabelen 1459.4 Ontwerpenuitvoeringvanhetexperiment 1499.4.1 Hypothesen 150

9.5 Dataanalyse 1509.5.1 Homogeniteitvanschalen 1529.5.2 Controlevanverschillentussenonafhankelijkevariabelen 1529.5.3 Bruikbaarheidvandedata 153

9.6 Resultaten 1549.6.1 Vrijeindeelbaarheidinrelatietotdekolomdichtheid 1549.6.2 Verplaatsbaarheidvankolommenterverbeteringvandeindeelbaarheid 1589.6.3 Conclusies 162

H10CONCLUSIESDEELII 163

DEELIIIONTWIKKELINGEN

H11COMPARATIEVESELECTIEMETHODEVOORAANPASBAARHEIDSMAATREGELEN 16911.1 DoelvandeCSAmethode 17011.2 UitgangspuntenbijdeontwikkelingvandeCSAmethode 17111.2.1 Actoren 17111.2.2 Factoren 17111.2.3 Afbakening 173

11.3 Ontwerpvandemethode 17311.3.1 WerkingvandeCSAmethode:modelvooreengesegmenteerdselectieen keuzeproces 17411.3.2 DeCSAmethodestapvoorstap:vanveranderingsscenariototkeuzevoor eendaarbijpassendaanpasbaargebouwonderdeel 176

11.4 Toepasbaarheidenvervolgstappen 19311.4.1 Resultaatentoepassingsgebied 19311.4.2 Toetsingenvalidatie 19411.4.3 Conclusiesenaanbevelingen 194

H12ANALYTISCHSYSTEMATISCHEPRODUCTONTWIKKELING:

DEVERPLAATSBAREKOLOM 19712.1 Doelvandeontwikkeling 19712.2 Constructievehaalbaarheidsanalyse 19812.2.1 Rekenmethodiek 19812.2.2 Toetsingscriteriavoordehaalbaarheid 20012.2.3 Berekendevarianten 203

xiv

12.2.4 Resultaten 20612.2.5 Bepalingvandehaalbaarheid 22212.2.6 Conclusies 227

12.3 Randvoorwaardenvoordeproductontwikkeling 22812.3.1 Gebruikstechnischerandvoorwaarden 22812.3.2 Technologischerandvoorwaarden 230

12.4 AnalytischSystematischeProductontwikkeling 23312.4.1 Functieanalyseenvormingvaneenfunctiestructuur 23312.4.2 Morfologischeanalyseenselectievanoplossingsvarianten 234

12.5 Productoplossing:deverplaatsbarekolom 24912.5.1 DefinitiefOntwerp 24912.5.2 Conclusies 257

H13CONCLUSIESDEELIII 259

DEELIVTOETSINGENTOEPASBAARHEID

H14TOETSINGVANONTWIKKELINGEN 26514.1 ToetsingvandeCSAmethode 26614.1.1 CASE1:Woonfunctiewijziginginruimtelijkeindeling 26614.1.2 CASE2:Woonzorgfunctieupgradevaninstallatietechnischevoorzieningen 275

14.2 Toetsingvandetoepasbaarheidvandeverplaatsbarekolom 27514.2.1 CASE3:Kantoorfunctieherindelingvankantoorruimte 275

14.3 Conclusies 28114.3.1 Validiteitvandeontwikkelingen 28114.3.2 Conclusiesenaandachtspuntenvoorverbeteringen 283

H15ALGEMENECONCLUSIES 28715.1 Beantwoordingaandeonderzoeksvragen 28715.1.1 DeComparatieveSelectiemethodevoorAanpasbaarheidsmaatregelen (CSAmethode) 28715.1.2 Aanpasbaarheidvandedraagstructuur:verplaatsbaarheidvankolommen 288

15.2 Validiteitvandeontwikkelingen 28915.2.1 ValiditeitvandewerkingvandeCSAmethode 28915.2.2 Validiteitvandeverplaatsbarekolom 290

15.3 Aanscherpingvanhetaxioma 29015.4 Aanbevelingenvoorvervolgonderzoek 291

Referenties 294

CurriculumVitae 301


xv

BijlagenBIJLAGE1NlSfbElementenmethode 302

BIJLAGE2StappenplanmethodeDesignForVariety(DFV) 303

BIJLAGE3EigenschappenSlimlinevloer 307

BIJLAGE4Stramienafmetingeninrelatietotconstructiegewichtennetto/brutovolumeverhouding 308

BIJLAGE5Programmasvaneisenbijdeplattegrondstudiesnaardeinvloedvandekolomdichtheidopdevrijeindeelbaarheid(bijH9) 313

BIJLAGE6Achtergrondinformatieendataanalysevanvandeplattegrondstudiesnaardeinvloedvandekolomdichtheidopdevrijeindeelbaarheid(bijH9) 317

BIJLAGE7Constructieveanalyseverplaatsbaarheidvankolommen 324

BIJLAGE8Vormingvanfunctiestructuurvandeverplaatsbarekolom(bij12.4.1) 330

BIJLAGE9Morfologischeanalyse 332

BIJLAGE10Vergelijkingvanvijzelsystemen 340

BIJLAGE11DetailtekeningenVerplaatsbareKolom 343

BIJLAGE12DatabijCasestudy1(14.1.1) 345

BIJLAGE13DatabijCasestudy3 352

Appendices(digitaal)DeAppendiceszijntedownloadenop:https://w3.tue.nl/fileadmin/bwk/ade/r.gijsbers.pdf

Appendix3.1.2Gebouwgebruikers:Prioriteitenenontwikkelingeninheteisenpakket

Appendix3.2.3Vankwalitatievegebruikswaardentotkwantitatieveproductkenmerken

Appendix4.1.5.1BewonersonderzoeknaarveranderingsbehoefteinmeerlaagsewoongebouwenteEindhoven

Appendix4.2Flexibiliteitsmaatregelenvoordegebruiksfaseindebouwpraktijk

Appendix4.3.3Aanpasbaarheid:voorbeeldeneninspiratiebronnen

Appendix12.3Randvoorwaardenvoordeproductontwikkeling

Appendix14.1.2CASE2:Woonzorgfunctieupgradevaninstallatietechnischevoorzieningen


1

InleidingGebouwen en gebruikers van gebouwen zijn onlosmakelijk verbonden. Gebruikers zoeken eenveilige en comfortabele omgeving, beschermd en beschut tegen de elementen en willen naartevredenheid gebruik maken van een gebouw. Een gebouw zonder gebruiker is doelloos. Eengebouw staat altijd in dienst van de gebruiker. Gebruikers stellen prestatieeisen die door hetgebouwontwerpmoetenkunnenwordenvervuld.Gebruikerseisenzullenonvermijdelijkverandereninde tijd.Wanneer een gebouwniet (meer) aande eisen voldoet komtde functionaliteit inhetgeding. Gebouwgebruikers worden dan ontevreden en gaan op zoek naar een oplossing. In depraktijk betekent dit datmen het gebouw gaat verbouwen tot het gewenste prestatieniveau isbereiktoferwordteenandergebouwgezochtdatwelvoldoetaandeeisen.Verandering isvaakeengeleidelijkproces.Gebouwenmoeteneencapaciteitbezittenommee tekunnenveranderenmetdegebruiker.Ditbetekentdatnietalleenophetmomentvanopleveringeen optimale gebruikssituatie bestaat,maar dat ook op termijn gebruikerseisen kunnenwordenvervuld. Een strategie die dit mogelijk maakt is het inbedden van flexibiliteitsmaatregelen ingebouwen.Hetgebouwontwerpkanerbijvoorbeeldopgerichtzijnommeerderefunctiestekunnenhuisvesten.Eenandervoorbeeld ishettoepassenvantechnischveranderbaregebouwonderdelen,die flexibele ruimtegebruik faciliteren. Dit laatste voorbeeld wordt in dit onderzoek gezien alsaanpasbaarheid.Hoewelvoorallegebouwonderdeleneenbepaaldevormvan flexibiliteitmogelijk is indepraktijk,blijk dit voor aanpasbaarheid niet zo te zijn. In de bouwtraditie bestaat het axioma dat dedraagstructuurniettotdeveranderbaredelenvaneengebouwbehoort.Dedraagstructuurdraagtvooreenbelangrijkdeelbijaande ruimtelijkebruikbaarheidende technischemogelijkhedenvaneengebouw.Deflexibiliteitsmaatregelendieindepraktijkwordentoegepastvoordedraagstructuurzijn gericht op het bieden van indelingsvrijheid door grote obstakelloze ruimten enmultifunctionaliteit.Veelvoorkomendevoorbeeldenzijnhettoepassenvangroteoverspanningenenovercapaciteitinruimteofdraagkracht.De bouwsector drukt in Nederland een zware stempel op maatschappelijke problemen alsenergiegebruik, afvalproductie en grondstoffenverbruik. Slimbouwen is een strategie die hieropreageert met uitgangspunten die erop gericht zijn om te bouwen met minder impact op desamenleving en met meer efficintie. Twee belangrijke uitgangspunten zijn het inbedden vanflexibiliteit in gebouwen voor een lange functionele levensduur en het reduceren vanmateriaalgebruik en het bruto gebouwvolume. Het onderzoek naar aanpasbaarheid van dedraagstructuurspeltzichafbinnendekadersvanSlimbouwen.In dit onderzoekwordt gefocust op de flexibiliteit van de draagstructuur.De huidige toegepastemaatregelen zijnweinig efficint.Het ontwerpen van grote overspanningen heeft tot gevolg datconstructiedelen zoals kolommen, liggers en vloeren zwaar moeten worden gedimensioneerd,terwijl de draagstructuur reeds circa 60% van het gebouwgewicht veroorzaakt. In dit onderzoekwordtbestudeerdof flexibiliteit indedraagstructuurmogelijk is zonderdathetmateriaalgebruikdaardoortoeneemtofzelfswordtverminderd.Hetuiteindelijkedoelflexibiliteitingebouwenisomveranderendegebruikerseisentekunnenblijvenvervullen,ookopde lange termijn,zodatgebouweneen lange functionele levensduurhebbenennietvoortijdigverlatenofzelfsgeslooptworden.Inditonderzoek isbestudeerdofaanpasbaarheidvan de draagstructuur demiddelen biedt om dit op eenmaatschappelijk verantwoordewijze terealiseren.

2

De hoofdstukken in dit proefschrift zijn opgedeeld naar de fase die ze in het onderzoek hebbenvervuld,zodateenlogischeopbouwontstaat.Allereerst worden in H1 de uitgangspunten in het onderzoek toegelicht, waaronder dedoelstellingen,onderzoeksvragenentoegepastemethoden.In Deel I, bestaande uit H2 t/m H7,wordt het probleemveld besproken en de bouwtechnischetheoretischecontext toegelichtwaarbinnenditonderzoek isgepositioneerd.Dezeonderdelenzijnonmisbaaralskennisbronomdebeweegredenenvoorditonderzoektekunnenplaatsen.InDeel II,bestaandeuitH8t/mH10,wordthetonderzoeksgebiedverderafgebakend,waarbinnendekoerswordtbepaaldomaanpasbaarheidvandedraagstructuurteonderzoeken,inhetbijzonderdoorhetverplaatsbaarmakenvankolommen.InDeelIII,metdaarinH11t/mH13,wordendeontwikkelingenuiteengezetdieinditonderzoekzijngerealiseerd, zoals een methode om aanpasbaarheidsmaatregelen voor gebouwonderdelen teselecteren op effectiviteit en efficintie. Daarnaast is de technische haalbaarheid van hetverplaatsenvankolommenonderzocht.DeelIVbeslaatH14enH15,waarindeontwikkelingenuitDeelIVwordengetoetst,gevolgddoordealgemeneconclusiesenaanbevelingenvoorvervolgonderzoek.


3

H1 ONDERZOEKSKADER1.1 InleidingIn dit hoofdstukwordt uiteengezet hoe het onderzoek naar aanpasbaarheid van constructies isvormgegeven. Eerst wordt de achtergrond van het onderzoek besproken, gevolgd door eenomschrijving van het probleemveld. Voorts worden de probleemstelling, onderzoeksdoelen enonderzoeksvragenbehandeld.Hiernawordtdewetenschappelijke enmaatschappelijke relevantievan het onderzoek toegelicht. Tenslotte wordt de gehanteerde onderzoeksmethode uitgelegd,gevolgddoorhetonderzoeksmodelendehoofdstukindeling.

1.2 AchtergrondvanhetonderzoekIn de volgende twee paragrafen wordt het promotieonderzoek naar Aanpasbaarheid van dedraagstructuur geplaatst in de contextwaarin het plaatsvindt. In 1.2.1wordt uitgelegdwat depositie is van het onderzoek in de faculteit en in 1.2.2wordt het onderzoeksprogramma nadertoegelichtwaarvanditonderzoekdeeluitmaakt.

1.2.1 BouwproductontwikkelingHetpromotieonderzoeknaarAanpasbaarheidvandedraagstructuur isuitgevoerdaande faculteitBouwkunde vande TechnischeUniversiteit Eindhoven,binnen de leerstoel ProductDevelopmentvan Prof. Dr. Ir. J.J.N. Lichtenberg. Het onderzoek binnen de leerstoel is gericht op innovatieveproducten, systemen en processen die de bouwtechniek vormgeven. Het uitgangspunt in ditonderzoek is de Slimbouwenvisie [Lichtenberg, 2004]. Slimbouwen is de gemene deler in hetonderzoek enonderwijs vande leerstoelProductDevelopment. In 1.2.2wordtdeze visienadertoegelicht.

1.2.2 SlimbouwenSlimbouwen is een strategie die ontwikkeld is om substantieel bij te dragen aan een efficintebouwwijzediebeteropveranderendeomstandighedenkanreageren.Slimbouweniseenintegralevisie op bouwen en eventueel een stelsel van afspraken en richtlijnen op strategisch niveau.

[Lichtenberg,2005].Devisieisgebaseerdopeenbouwbenaderingdieeenverbindinglegttussendethemasduurzaamheidenprocesefficintieendaarmeeookmeteconomischeuitgangspunten.Juistdoor deze koppeling wordt een situatie gecreerd waarbij de duurzaamheidsdoelstellingen ookdaadwerkelijk kunnen worden verwezenlijkt. Slimbouwen is geen bouwsysteem, maar eenondersteunendevisiebijdeontwikkelingvanproducten,systemen,processenenbeleid.Slimbouwenisgerichtopdevolgendeaspecten[Lichtenberg,2005]:

Procesefficintie (reductie van faalkosten, bouwtijdwinst door reorganisatie van hetbouwproces,energiebesparing);

Flexibiliteitencomfort; Reductievan:gebouwgewicht,gebouwvolume,afvalenCO2emissie

Slimbouwenisontwikkeldalsreactieopdetraditionelebouwtechniek,dieeengroterolspeeltindetotaleafvalproductieenhetenergieverbruikinNederland.Hetbouwproceskenteenhogematevaninefficintie,diepijnlijkduidelijkwordtwanneerdewinstpercentagesperprojectwordenafgezettegen de faalkosten (dit wordt nader toegelicht in 2.4.2). Ten grondslag hieraan ligt een vanoudshergehanteerdebouwwijze,waarinhetproceschaotischverlooptendeverschillendepartijenvan elkaar afhankelijk zijn, omdat de werkzaamheden elkaar overlappen, terwijlmen alleen deverantwoordingwildragenvoorheteigenwerk.Dergelijkeoverlappingenvormeneengrijsgebied

4

enzijndaardoorvaakeenonderwerpvandiscussie.Dezeconventionelebouwwijzeleidttevenstotgebouwen die erop zijn gericht om bij oplevering te voldoen aan een geruime tijd daarvooropgesteldprogrammavaneisen,maardieveranderingenaanhetgebouw tijdenshetbouwprocesen tijdensdegebruiksfasenauwelijks toelaat.Slimbouwen stelt zichhetdoelomhetbouwproceszodanigteherinrichtenentereorganiseren,daterefficintergewerktwordtenwijzigingen inhetontwerptijdensdebouwfasendegebruiksfasekunnenwordendoorgevoerd,zondermeerkosten.De Slimbouwen aanpak ordent het conventionele bouwproces waarin de processtappen en dedaarbij horende verantwoordelijkheden een versnipperd geheel vormenmet veel overlap in debouwvolgorde(ziefiguur1.1).Ditwordtaangeduidalseenparallelproces,verwijzendnaardefasena de realisatie van de draagstructuur waarin veel partijenmeerdere keren op de bouwplaatsmoeten terugkomenomhunbijdrage inheteindproduct (hetgebouw) te realiseren.Slimbouwengaatuitvaneenuitvoeringsprocesbestaandeuitenkelestappendieonafhankelijkkunnenwordenuitgevoerd (zie figuur 1.2). De bouwtechniek speelt hierin een faciliterende rol. Op deze wijzeontstaateenordelijksequentieelproceswaarbijhetmogelijkwordtomvoorelkvandeopgeknipteonderdeleneenpartijaantewijzendieervoorverantwoordelijkis.

Fig.1.1Schematischeweergavevanhetparallelletraditionelebouwproces[Lichtenberg,2005]

Fig.1.2SchematischeweergavevanhetsequentileSlimbouwenbouwproces[Lichtenberg,2005]HetsequentileSlimbouwenproces isspecifiekbedoeldvoorde realisatievaneengebouwopdebouwplaats om de werkzaamheden voor de verschillende onderdelen (chronologisch) strikt tescheidenenomperstapnverantwoordelijkepartijaantewijzen.Ditvoorkomttijdensdebouw


5

en na oplevering het afschuiven van verantwoordelijkheden tussen aannemer(s) enonderaannemer(s) bijmeerwerk of falen. Het technisch gebouwontwerp kent deze scheiding bijvoorkeur inmontagevolgorde en relaties tussen gebouwonderdelen, het ontwerp en ontwikkelprocesisechtereenintegraal,ofparallelproces.Het onderscheid tussen realisatieproces en ontwikkelingsprocesmoet helder zijnwanneerwordtgesprokenoverhetsequentileproces. Indeproductontwikkelingheeftde invoervanconcurrentengineering[Prasad,1996a;Prasad,1996b]indejaren90gezorgdvooreenontwerpomslag.Hieruitbleek dat een parallel ontwikkelproces, waarin op meerdere vlakken tegelijkertijd aan eenontwerpprobleemwordt gewerkt, de doorlooptijd van een ontwikkeling aanzienlijk verkort,watvoordelenoplevertvoordeontwikkelkostenendekwaliteitvanhetontwerp.In essentie gaat Slimbouwen uit van 4 stappen die in volgorde van realisatie zijn gerangschikt.Hierdoorontstaateenhirarchieindetechnischestructuurvanhetgebouw.Deprocesstappenzijn,in volgorde van realisatie: constructie (fundering, skelet en vloeren), gebouwschil (dak en gevel),installatietechnische voorzieningen en de binnenafbouw. Deze splitsing wordtmogelijk gemaaktdoordedesintegratievandeinstallatietechniek.Indebouwtechniekheeftdegeleidelijkegroeivanhet aantal installatietechnische voorzieningen door de jaren heen ervoor gezorgd dat dezevervlochten isgeraaktmetalleanderegebouwlagen [vanRanden,1976].Hoewelditprobleemaldecenniageleden isonderkend,hebbenontwikkeldeoplossingsstrategien [Vreedenburgh,Mooij,vanRanden,1990;Geraedts,1996]nauwelijksinganggevondenindebouwtraditie.HetuitgangspuntvanSlimbouwen isdatdeontwerpvrijheidniet ingevaarkomt.Desintegratievangebouwlagen biedt meer transparantie in het ontwerpproces doordat functies vangebouwonderdelen beter kunnen worden gescheiden. Op deze wijze werkt het als eenondersteuningvooreenmeergestroomlijndenintegraalontwerpproces.

1.3 OmschrijvingvanhetprobleemveldHet probleemveld en de bouwtechnische theoretische context waarbinnen dit onderzoek isgepositioneerdzijnonmisbaaralskennisbronomdebeweegredenenvoorditonderzoek tekunnenplaatsen. In Deel I van dit proefschrift, welke de hoofdstukken 2 t/m 7 omvat, wordt daaromuitgebreid ingegaanopdezeessentileachtergrondinformatie,alvorenstefocussenopdekernvanhet onderzoek in hoofdstuk 8.Onderstaandwordt allereerst globaal het probleemveld geschetst,voormeergedetailleerdeinformatiewordtverwezennaardedesbetreffendehoofdstukken.Nederland is n van de meest welvarende landen ter wereld met een stabiele, doorgaansgroeiende economie en een relatief lage werkloosheid. De Nederlandse gebouwenvoorraadvertoont echter een ander beeld. De stabiliteit die onder andere kenmerkend is voor deeconomischewelvaartwordtslechtsbeperktovergedragenaandegebouwdeomgeving.Dit iseenprobleem zowel van kwantitatieve als van kwalitatieve aard. De problematiek in de huidigegebouwenvoorraadisuitgewerktinH2.Een zeerduidelijk en actueel voorbeeld isdat vande landelijke voorraad kantoorgebouwen.Hetaanbod is dermate groot dat gebruikers ruime keus hebben om hetmeest functionele pand tebetrekken,ditkomtdearbeidsproductiviteit immerstengoede.Inveelgevallengaathetom jongegebouwen,uitgerustmetmoderne voorzieningeneneen representatieve verschijningsvorm.Er isdaarbijvoldoendekeuze,omdathetaandeelnieuwbouwindejarennegentigendeeerstejarenvandezeeeuwzeergrootwas(2tot6%vandebestaandevoorraad)[NEPROM,2005;BuckConsultantsInternational,2006;Zuidema,2006]endezevoorraadmomenteel jaarlijksnog steedsmetca.1%groeit[DTZZadelhoff,2010].Hetblijktdatveelouderepanden,inhetbijzonderuitdeperiode19701990[Voordt,etal.,2007],nietmeervooreennieuwegebruikerinaanmerkingkomen.Ditvertaaltzichineenleegstandvan13,3%vanhettotaalaantalvierkantemeterskantoorruimteinNederland[DTZZadelhoff,2010].Eengrootdeelvandezeleegstandisstructureel.Kwalitatieveeisenzorgenopdezevragersmarktderhalvevooreenaanbodoverschot.

6

Ookdewoningmarktkentstructureleproblemen.Hetwoningtekortbedroegin20066,7%(462.000woningen).Detotalewoningvoorraadbestondin2008uit7.043.212zelfstandigewoningen.In2007zijn80.193woningengereedgekomen,ditwashetgrootsteaantal innegen jaar [Min.vanVROM,2009].De doelstelling van hetministerie van VROMwas om hetwoningtekort in 2010 terug tedringen tot 1,5% (ca. 110.000woningen).Deze doelstelling blijkt echter onhaalbaar vanwege deteruglopende nieuwbouwproductie door de economische crisis van de jaren na 2007. Volgensprognoses [Manshanden,etal.,2008;Min.v.VROM,2009] ishetmogelijkommeteen jaarlijksenieuwbouwproductievangemiddeld80.000woningenhetwoningtekort in2020testabiliserenop1,5%. Op basis van de nieuwbouwcijfers van 2007 t/m 2009 lijkt dit haalbaar. Echter door deeconomischerecessievandeafgelopen jaren isdenieuwbouwproductiegekelderd toteenniveauvan56.000woningenin2010[CBS,2011].Opdewoningmarktblijkthetkwalitatiefgezienmoeilijkomdewensenvandemarktteverbindenaangeschiktewoonruimten.Doorvergrijzingenindividualiseringvandemaatschappijzalhetaantal1en2persoonshuishoudensdekomende jarentoenemen.Ditvereistspecifiekewoonruimten. Intijdenvaneentekortopdewoningmarkthebbenvaakdegroepenmetgemiddeldlagereinkomens,zoals (alleenwonende)ouderen, jongerenenstarters,moeiteomeengeschiktewoning tevinden.Destijgingvandehuizenprijzenvandeafgelopenjarenenhetbeperkteaanbodvoordezedoelgroepdragen hieraan bij. Om goedkopere woningen te realiseren wordt vervolgens vaak op kwaliteitbespaard, intechnischezinophetgebiedvanmateriaalgebruiken infunctionelezinophetgebiedvangebouwprestatieszoalscomfortniveauen ruimtelijkeafmetingen.Ditkanopde lange termijnproblemen veroorzaken. Bij een afnemende spanning op demarkt zullen dit immers de eerstegebouwenzijndieleegstandvertonen.VerschilleninlevensduurDeproblemenvandegebouwenvoorraadhebbenverschillendeoorzaken.Demarktwordtnietopmaatbediendalsgevolgvaneenbeperktebouwcapaciteit.Daarnaast leidthet investeringsgedragvanontwikkelaarseneigenaarsniettoteendusdanigedifferentiatieingerealiseerdegebouwtypen,dat daarbij alle doelgroepen naar rato aan bod komen. Anderzijds is de kwaliteit van degerealiseerdewerkenbepalend voorde continuteiten stabiliteit vandegebouwenvoorraad.Eengebouwdatnietopdelangetermijndegevraagdeprestatieskanleverenheefteengroterekansomvr het einde van de beoogde levensduur te worden gesloopt. Daarnaast ontstaan ookmaatschappelijke problemen, doordat een leegstaand gebouw vaak overlast oplevert voor deomgevingindevormvaneenverhoogdekansopcriminaliteiteneenverslechterdstraatbeeld.Sloopenvervangendenieuwbouw,ofinhetgunstigstegevalherbestemming,biedendaneenuitkomst.Wanneereengebouwonbruikbaarisgeworden,isdefunctionelelevensduurteneinde.Alsditna20tot30jaaralaandeordeis,kanhetgebouwnietmeergexploiteerdworden,terwijleengrootdeelvan de gebouwonderdelen nog in goede, bruikbare staat is. Een conventioneel gebouw heeftmeestal een technische levensduur van 50 tot 100 jaar, terwijl het dan ver voor die termijnfunctioneel en economisch niet meer waardevol is. In dat geval dient een deel van denieuwbouwcapaciteit ingezet te worden voor (voortijdige) vervangingsnieuwbouw. Dit houdt destructureleaardvanhetvoorraadprobleeminstand.Erzijnmaatschappelijkgezienooknoganderenegatievegevolgen:hetslopenvaneengebouwdattechnischnoginordeis,isimmersnietsandersdankapitaalvernietiging.Doorvroegtijdigslopenontstaatvanzelfsprekendsloopafval,maardoordateerderdanvoorafbezienvervangendenieuwbouwmoetwordengerealiseerd, iserpersaldoookeen toename van bouwafval en CO2uitstoot.Deze negatieve effecten kunnen namelijk over eenminderlangeperiodewordenverdeeld,alsgevolgvandekorteregebouwlevensduur.Eenpolitiekediscussie is voortsofwehetonsmaatschappelijk kunnen veroorlovenomop groteschaalwoningenaandevoorraadteontrekken.Nieuwbouwzitindeordevan1%vandevoorraaden alleen dat gegeven al maakt dat woningen gemiddeld tenminste 100 jaar moeten blijvenfunctionerenomdevoorraadoppeiltehouden.Thomsen[2006]becijfert,rekeninghoudendemetnoodzakelijkeuitbreidingenenandereeffecten,datditzelfs200 jaarzoumoetenzijn. Incidenteelvroegtijdigslopenkan,maar ingevalvansloopopgrotereschaalmoetdegemiddelde levensduur


7

vangebouwenvoorraadlangerzijndannuhetgevalis,wanneerweervanuitgaandatdeinspanningdie moet worden geleverd voor de realisatie van nieuwbouw gelijk blijft. In H2 wordt verderingegaanopdeverschillendelevensduurtypenvangebouwen.NaareenanderebouwtechnischebenaderingHetalgemenedoelvanditonderzoek ishetverduurzamenenverlengenvande levensduurvandetoekomstigegebouwenvoorraad.Vanuitdebouwtechniek liggenerkansenaandeaanbodzijdevandemarkt,doorintespelenopdewenseneneisenvan(toekomstige)gebruikers.Bijdekeuzevooreen geschikte ruimte zijn een groot aantal factoren van belang zoals onder andere de beoogdefunctie, locatie,bereikbaarheid, toegankelijkheid,uitstraling, enprijsniveau. Eisen enpreferentiesvangebruikersworden inH3uitgebreidbehandeld.Vanuitdebouwtechniek ishetmogelijkomdetechnischekwaliteitenvanhetgebouwtebenvloedenopdatdegebruikergedurendelangetijdnaartevredenheid gebruik kan maken het gebouw. Een voorwaarde voor een goed functionerendgebouwisdathetgebouwzelftechnisch,ruimtelijkenesthetischvanvoldoendekwaliteitisalsookdecontextwaarinhetgebouwzichbevindt.Dezestudie,dieopereertvanuitdebouwtechniek,richtzichophetgebouwzelf,metinhetbijzonderdetechnischeenruimtelijkekwaliteiten.Een alom geaccepteerde wijze om het gebouw aan de steeds veranderende gebruikerseisen tekunnen conformeren ishet implementeren van flexibiliteitsmaatregelen. Flexibel gebruik vanhetgebouw vergt echter een andere aanpak dan de traditionele bouwtechniek. Dit is uitgebreidgeanalyseerdentoegelichtindehoofdstukken4t/m6.Debruikbaarheidvaneengebouwwordtmedebepaalddoordematewaarinvoldaanwordtaandegebruikerseisen. Door gebouwonderdelen technisch aanpasbaar te maken wordt het voor degebruikerbinnendegebodenvrijhedenmogelijkomdetechnischeprestatiesnaarwenstewijzigen.Inhetalgemeenwordtervanuitgegaandatdeveranderbaarheidsamenhangtmetdevolgordevanmonteren. Refererend aan het sequentile Slimbouwen uitvoeringsproces houdt dit in datafbouwonderdelen, zoals binnenwanden en afwerkingen, die ook een relatief korteafschrijvingstermijn hebben, het eerst in aanmerking komen voor aanpassing.Het is echter heelgoed mogelijk, gezien de huidige marktsituatie, dat veranderbaarheid van vooral deafbouwonderdelen,zoalsindepraktijkveeltoegepast(zieH4),alleennietvoldoendeis.Omgerichtoplossingenvoorflexibiliteittekunnenbieden ishetvanbelangomvooraftewetenoftekunnenvoorspelleninwelkemategebouwonderdelenaanpasbaarmoetenzijnomflexibelgebruikmogelijktemaken,zodateisenveranderingenrelatiefeenvoudigkunnenwordenopgevangen.Het doel in dit onderzoek is om de functionele levensduur van gebouwen te verlengen. Hetvoorspellenvantoekomstigegebruikerseisen isechter lastig.Andereontwerpbenaderingenrichteneropomjuistdelevensduurvangebouwenteverkortenenomvanuitmilieuoverwegingenervoortezorgendatgebouwonderdelendanoverwegendherbruikbaarzijn[Durmisevic,2006;Post,vandenBrand,Bouwmeester.2006].Ditvergtoverigenseenandereaanpakvanhetgangbarebouwproces.Hierop is de huidige sector momenteel niet ingericht. Vanwege het feit dat de huidigebouwcapaciteitallerminsttoereikendisomdehuidigegebouwenvoorraadkwalitatiefuptodatetehoudenisinditonderzoekvoordestrategievanlevensduurverlenginggekozen.Het isonzekerwatdeeisenzijnovereenxaantal jaren ishetvanbelangdatdetechniekvanhetgebouw voldoende ruimte biedt om noodzakelijke veranderingen toe te laten waarbij deverbouwingsingreepvanbeperkteomvang is. In theorie zouhetdaaromhetmeestvoordehandliggen om flexibiliteitsmaatregelen al in de eerste uitvoeringsstap, de draagstructuur, teimplementeren. De gebouwconstructie definieert als startpunt in het uitvoeringsproces deverschijningsvormendebruikbaarheidvanhetgebouwhetmeest.Logischerwijsligthierindanookhetmeeste potentieel voor het benutten van flexibiliteitsmaatregelen en het verlengen van defunctionele levensduur.Met betrekking tot de draagstructuur of gebouwconstructie zijn er tweebenaderingen mogelijk waarmee de gewenste flexibiliteit bereikt kan worden. Dooroverdimensioneringendooraanpasbaarheid.

8

Flexibiliteitindeconstructie:overdimensioneringOokindehuidigebouwpraktijkwordtflexibiliteitvandeconstructiereedstoegepast.Meestaldoorhet creren van overcapaciteit en door het ontwerpen van grote overspanningen (zie 4.2). Bijovercapaciteitisdeveronderstellingdatdooreenovermaatvanvierkantemetersvloeroppervlakteen/ofeenovercapaciteitvanhetdraagvermogenvandeconstructiedegebruiksmogelijkhedenvanhet gebouw inde toekomst groter zijn.Het toepassen van groteoverspanningen zorgt voor eengrote mate van vrije indeelbaarheid van de plattegrond, door de beperkte aanwezigheid vankolommenofwandenindeplattegrond.Beideredeneringenzijnjuist,echtervoordezemaatregelenis een forse hoeveelheid extra materiaal nodig, met een grotere milieubelasting en hogereinvesteringalsgevolg,ditkomtuitgebreidaandeordeinH8.Devraagisechterofdezeextralastenverantwoordzijnindiendeovercapaciteitofdevrijeindeelbaarheidniettenvollewordenbenut,enofernieteenmeerefficinteoplossingkanwordengerealiseerd.GebruiksflexibiliteitvandedraagstructuurbinnendekadersvanSlimbouwenSlimbouwen streeftonderandereeenefficintergebruikvanmateriaalenvangebouwvolume, incombinatie met comfort en gebruiksflexibiliteit na. In die zin is het zoeken van flexibiliteit inoverdimensioneringstrijdigmetdeuitgangspuntenvanSlimbouwen.Inditonderzoekisdaaromdevraag gesteld of dezelfde gebruiksflexibiliteit kan worden geleverd door de constructie, zonderexcessiefmateriaalenvolumegebruik.

1.4 ProbleemstellingTerverbeteringvande functionaliteitende levensduurvangebouwenopde lange termijn, ishetrealiseren van flexibel ruimtegebruik en het aanpasbaar maken van gebouwonderdelen eenalgemeengeaccepteerdestrategie.Degebouwconstructiekanhierineengroterolspelen.Indebouwsector ishetechteralgemeenaanvaarddatdedraagstructuuronveranderbaar is.Hetbiedenvanflexibiliteitindeconstructiedooroverdimensioneringlevertechtereenweinigduurzameoplossing,vanwegede toepassingvanzwareenvolumineuzeconstructiedelen.Omdiereden is indit proefschrift onderzocht of het fysiek aanpasbaarmaken van de constructie bijdraagt aan degebruiksflexibiliteit van het gebouw zonder dat dit tot substantile toename van hetmateriaalgebruikenhetbrutogebouwvolume leidt. Inaanvullinghierop isgeconstateerd (zieH6)dat de huidige bouwsector niet is ingericht op flexibel gebruik en aanpasbaarheid vangebouwonderdelen. Er ontbreekt een specifieke ontwerpwijze, dan wel beoordelingsmethode,waarmee kan worden bepaald op welke wijze en in welke gebouwonderdelen aanpasbaarheiddoeltreffendenefficintkanwordeningezet.

1.5 OnderzoeksdoelenAlsalgemenedoelstellingvanhetonderzoekkanwordengeformuleerd: [Algemenedoelstelling]

Hetverduurzamenenverlengenvande levensduurvande toekomstigegebouwenvoorraaddoor middel van aanpasbaarheid van gebouwonderdelen, in het bijzonder van deconstructieveelementen,diekanleidentoteenhogematevanflexibiliteitinhetgebruikvangebouwen.

Inhetonderzoekwordtdealgemeenaanvaardestellinglosgelatendatdedrageronveranderbaaris.Dit vergrootdemogelijkheden vooraanpasbaarheid vangebouwonderdelen.DaarnaastwordtdeaanpakgehanteerdvolgensdeprincipesvandeSlimbouwenstrategie.Het onderzoek is gericht op meerlaagse (nieuwbouw) gebouwen in de woon, woonzorg enkantoorsector.Ditzijnsectorenwaarinvraagenaanbodnietinevenwichtzijnenwaardefrequentievanveranderingenhoogis.DitwordtinH2enH3toegelicht.


9

Er bestaat tot op heden geen methode om te bepalen wat het effect is van eenaanpasbaarheidsmaatregelopdeflexibiliteitvoordegebruiker.Gebruikerseisen,die(ooktijdensdegebruiksduur van een gebouw) aan verandering onderhevig zijn,moeten hierin leidend zijn, eengebouw is immerspas functioneel indiendegebruikerditals zodanigervaart.Deeerste voorditonderzoekspecifiekedoelstellingluidtdaarom:

[Doelstelling1]Hetontwikkelenvaneenmethodewaarinheteffectvaneenaanpasbaarheidsmaatregelopdegebruiksflexibiliteitkanwordengekwantificeerd,opdatreeds indeontwerpfasevanhetgebouw technisch strategische onderbouwde beslissingen kunnenworden genomen bij dekeuzevaneenflexibiliteitsstrategie.

De methode, die is uitgewerkt in H11, maakt het mogelijk om de relatie te leggen tussengebruikerseisenendetechniekvanhetgebouw.Dekeuzevooreenaanpasbaarheidsmaatregelkanworden beargumenteerd op basis van functionele, economische, uitvoeringstechnische enmilieutechnischeaspecten.Hierbijmoetaanpasbaarheidinprincipevoorallegebouwonderdelenenlagenmogelijkzijn,zoookvoordeconstructieveonderdelen.Demethodemaakthetmogelijkomeeneffectieve aanpasbaarheidsmaatregel te genereren vooreen(constructief)onderdeel.Aanpasbaarheidvandeconstructiewordtinditonderzoekbeschouwdalseenstrategieomgebruiksflexibiliteittebiedenzonderexcessiefgebruikvanmateriaal.Hetfysiekaanpassenvandeconstructieisechtereennauwelijksverkendennietinkaartgebrachtgebied.Hetisdaaromvanbelangdatbekend is inwelkematedeconstructieaanpasbaarzoumoetenzijntenbehoeve vande ruimtelijkemogelijkheden.Wat flexibiliteit betreft gaathetdan specifiekomdeindeelbaarheid van de plattegrond, waarin de constructieve elementen een obstakel kunnenvormen.Uitdepraktijkblijktdateenconstructiediebestaatuiteenkolommenstructuureengrotereindelingsvrijheid biedt dan een schijvenstructuur (zie 4.2). Een schijvenstructuur is immers veelmeerbepalendvoorplattegrondenomdatdedragendewandenrichtinggevendzijnvoordeindeling,ditwordt inH8nadertoegelicht.Daarnaastzijngebouwenmeteenkolommenstructuurnormaliterlichtervangewicht.Daaromwordtuitgegaanvaneenkolommenstructuur.EnvandedoelstellingenuitSlimbouwen isomhetgewichtengebouwvolume tebeperken.Hettoepassenvangroteoverspanningenishiermeeintegenspraak.Logischerisdanhetverdichtenvande kolommenstructuur. Het verkleinen van de kolomafstanden heeft immers tot gevolg dat deafmetingen van de constructieve onderdelen afnemen. Daarmee wordt echter ook deindelingsvrijheidbeperkt.Hetisdaaromdevraagofhetmogelijkisdatdooreengeringeaanpassingvan de kolommenstructuur, bijvoorbeeld door het verplaatsen van n ofmeer kolommen, deindeelbaarheid toch voldoende kan zijn. De keuze voor deze oplossingsrichtingwordt in 8.4.2beargumenteerd.Hetverplaatsbaarmakenvankolommen isalleenzinvol indienbekend isbijwelkekolomafstandende vrije indeelbaarheid wordt beperkt en in welke mate het verplaatsen van kolommen deindeelbaarheidweerophetjuisteniveaukanbrengen.Detweededoelstellingluidtdaarom:

[Doelstelling2]Het bepalen van de invloed van de dichtheid van de kolomstructuur op de vrijeindeelbaarheid van de plattegrond. Tevenswordt bepaaldwat demeerwaarde is van hetverplaatsen van kolommen voor de vrije indeelbaarheid en in welke mate kolommenverplaatsbaarzoudenmoetenzijn.

Deresultatenvanhetbehalenvandoelstelling2biedenhetkaderwaarindehaalbaarheidvaneenverplaatsbarekolomkanwordenonderzocht.Alvorensdestrategievanhetaanpasbaarmakenvandeconstructieverderkanwordengenitieerd,moeteerstwordenaangetoonddatdezetechnischen

10

economischhaalbaaris.DaarbijmoetwordengetoetstinwelkematedezeoplossingvoldoetaandeuitgangspuntenvanSlimbouwen:hetreducerenvanmateriaalenvolumegebruiktenopzichtevanconventioneleoplossingen.Degebodenoplossing streeft immerseen substantileverbeteringopmilieutechnischvlakna.Dederdespecifiekedoelstellingluidt:

[Doelstelling3]Het bepalen van de haalbaarheid van het verplaatsen van kolommen op constructieve,bouwtechnische,uitvoeringstechnische,economischeenmilieutechnischegronden.

Dedriegeformuleerdedoelstellingenleidentotdevolgenderesultaten:

1. Eenmethodewaarineengefundeerdekeuzekanwordengemaaktvooraanpasbaarheidvaneengebouwonderdeel;

2. Inzichtinderuimtelijkeflexibiliteitdoorhetverdichtenvandekolomstructuurwaarbijwordtbepaaldinwelkematekolommenverplaatsbaarmoetenzijn;

3. a.Eenhaalbaarheidsanalysemetbetrekkingtoteenverplaatsbarekolom;b.Eenproductoplossingvooreenverplaatsbarekolom(indienvoldoendehaalbaar).

1.5.1 ToetsingvanderesultatenDemethode voorde selectie en vergelijking van aanpasbaarheidsmaatregelen is getoetst aandehandvaneenaantalcasestudies.Daarnaastbiedtdemethodeeenhandvatomdedoelmatigheidvandeproductoplossing voor een verplaatsbare kolom te toetsen tenopzichte vande gangbarewijzeomconstructieveflexibiliteittebereiken.

1.6 OnderzoeksvragenIndevoorgaandeparagraafzijnvierdoelstellingengeformuleerd.Enalgemene,endrietoegespitstopeen specifiekonderwerp.Opbasisvandegesteldedoelen zijndevolgendeonderzoeksvragenopgesteld:

[Hoofdonderzoeksvraag]Onderwelkecondities ishetmogelijkomdegebruiksflexibiliteitvandegebruiksruimte tevergroten doormiddel van het implementeren van aanpasbaarheid in onderdelen van dedraagstructuur?

Deze hoofdonderzoeksvraag kan worden opgedeeld in twee deelonderzoeksvragen. De eerstedeelonderzoeksvraag leidt tot de ontwikkeling van een methode om aanpasbaarheid vangebouwonderdelen te kwantificerenenoplossingsrichtingen te vergelijkenopbasis vaneen serieaspecten zoals gebruikerseisen, bouwtechnische kenmerken, uitvoeringstechnische kenmerken,economischehaalbaarheidenmilieuprestatie.Deaspectenkunnenvoordebetrokkenpartijenbijgebouwrealisatieen beheer,zoalsgebruiker,eigenaarofontwikkelaar, inbelangrijkheidvariren.Deeerstedeelonderzoeksvraagluidt:

[Deelonderzoeksvraag1]Op welke wijze zijn de effecten van een aanpasbaar gebouwonderdeel op degebruiksflexibiliteit van de gebruiksruimte en op de voor de betrokken partijen relevanteaspectenteanalyseren?

De tweededeelonderzoeksvraag isgebaseerdopdoelstelling2en3.Doorhetbeantwoordenvandezevraag,endesubvragendiedezevraagoproept,wordenvoorwaardengeformuleerdvoordeproductontwikkelingvaneenverplaatsbarekolom.Deconditieswaaropdezemoetwordengetoetstzijn,evenalsbijdevorigedeelvraag:gebruikerseisen,bouwtechnischeenconstructievekenmerken,


11

uitvoeringstechnische kenmerken, economische haalbaarheid en milieuprestatie. De tweededeelonderzoeksvraagluidt:

[Deelonderzoeksvraag2]Onderwelkeconditiesishetmogelijkeendragendekolomaanpasbaartemaken?

Uiteraard wordt er ook een vergelijkende analyse gemaakt van een aanpasbare kolommet degangbarestrategienvoorconstructieve flexibiliteit,zodatwordtgeverifieerdoferwordtvoldaanaandedoelendievoortvloeienuitSlimbouwen.

1.7 Relevantievanhetonderzoek

1.7.1 WetenschappelijkerelevantieHet onderzoek naar aanpasbaarheid van constructies onderzoekt flexibiliteit en aanpasbaarheidvanuiteennietconventioneleinvalshoek.InnavolgingvandedragerinbouwtheorievanHabraken[1961]isflexibiliteitvangebouweneenveelonderzochtthema,zowelnationaalalsinternationaal.In4.1.1wordthiervaneenoverzichtgegeven.In de praktijkwordt flexibiliteit in de draagstructuur toegepast om de ruimtelijke en functionelegebruikswaarde van een gebouw te vergroten. Aanpasbaarheid van een gebouwonderdeel is demogelijkheidtotfysiekeveranderbaarheidtenbehoevevanhetflexibelgebruikvanhetgebouw(zie4.3).Karakteristiekevormenvanaanpasbaarheiddiehetruimtegebruikkunnenverbeteren,zoalsverplaatsbaarheid,opdelen van elementen en verwijderbaarheidwordennormaal gesprokennietgeassocieerdmetconstructieveelementen.Depotentieenhaalbaarheidvandergelijkeoplossingenisonbekend.VanuitdeachtergronddieSlimbouwenbiedt,wordtdaaraanhetcriteriumtoegevoegddat de oplossing een gereduceerde milieubelasting heeft ten opzichte van de gangbare wijzenwaarmeeflexibiliteitwordtgebodendoordegebouwconstructie.Flexibiliteitvangebouwenkande functionele levensduurvaneengebouwverlengen,ditkomtdeduurzaamheid van de gebouwenvoorraad ten goede. Flexibiliteit zou daarvoor moeten wordenafgestemdopdewenseneneisenvande (toekomstige)gebruiker,maardit is indepraktijknieteenvoudig,omdatgebruikerseiseneencontinueveranderingondergaan.Erbestaat geenmethodischebenaderingom bijhetontwerpen van gebouwen een gefundeerdekeuze temaken (metdekennisvandatmoment)vooreen flexibiliteitsstrategie,gebaseerdopdegekwantificeerdefunctionele,bouwenuitvoeringstechnische,economischeenmilieugerelateerdeconsequenties van de keuze. Een dergelijke methode moet het mogelijk maken om eenonderscheidendekeuzetekunnenmakenopbasisvanvoordeopdrachtgever,eigenaarofgebruikergeldendeprioriteiten.

1.7.2 MaatschappelijkerelevantieHet gaat in het onderzoek om het verduurzamen en verlengen van de levensduur van detoekomstige gebouwenvoorraad. Gezien de omschreven probleemsituatie in de markt is hetmaatschappelijkbelangevident.Detehanterenmethode,hetvergrotenvandegebruiksflexibiliteitdoor aanpasbaarheid van gebouwonderdelen, zorgt er voor dat gebouwen langere tijd hunfunctionaliteitbehoudenenderhalveookhuneconomischewaarde.Deze kwaliteitsimpuls kan er voor zorgen dat gebruikerswensen en gebouwprestaties beteraansluiten,waardoorbijvoorbeeldineenvragersmarktalsdewoningmarkteenbetereprijskwaliteitverhoudingkanontstaanengebruikers langere tijdnaar tevredenheidhunwoningaanhouden. Ineen aanbodmarkt zoals de kantorenmarkt zullen gebouwen langer kunnen voldoen aan de eisenwaardoor leegstandenvervolgenskapitaalvernietigingdoorhet slopenvanvoortijdigonbruikbarepandenkanwordenteruggedrongen.

12

Onaanpasbaarheid van de constructie kan een belangrijke reden zijn voor disfunctionaliteit vangebouwen. Wanneer de technische uitvoering van de constructie noodzakelijke ruimtelijkewijzigingenniettoelaatofzwareverbouwingswerkzaamhedentotgevolgheeft,kandehaalbaarheidvaneenverbouwingofherbestemmingingevaarkomen.Preciezecijfersvandefrequentievaneendergelijkprobleemzijnnietbekend.Erzijnechterwelvoorbeeldenuitdepraktijk,bijvoorbeeldbijde transformatie vanobsoleetgeworden kantoorgebouwen totwoningen [vanderVoordt,etal.,2007].Hetprobleemdaarbij isdat sparingen invoorgespannenbetonvloerennietmogelijkwarenzonder zware constructieve voorzieningen, omdat dit de verbouwkosten te ver zou opdrijven.Transformatie bleek daarom in deze projecten (onder andere) niet haalbaar vanwege eenbouwtechnischprobleem.Het verlengen van de levensduur van gebouwen zorgt ervoor dat er minder (vervangende)nieuwbouwnodig isenerminderhoefttewordengesloopt,metalsdirecteffectdeverminderingvan milieubelasting. Er wordt minder bouw en sloopafval gegenereerd en de winning vangrondstoffen en het produceren, transporteren en verwerken van (half)fabricaten wordtteruggedrongen. Het aandeel van de bouwsector opmilieueffecten zoals bodemverschraling envervuiling,energieverbruik,luchtvervuilingenwaterverontreinigingwordthiermeeverminderd.Derolvandebouwalsvervuiler isnvandespeerpuntenwaaropSlimbouwen isgebaseerd.Hetverkleinen van het aandeel van de bouw in demaatschappelijkemilieuproblematiek wordt teneerstebereiktdooropeenduurzameeninnovatievewijzeomtegaanmetproductenenmaterialenententweededoordereorganisatievanhetinefficintebouwproces.

1.8 OnderzoeksaanpakHet typegebruiker ligtnietaltijdvast.Eenkantoorgebouwzalhoofdzakelijkwordengebruiktvoorhetuitvoerenvankantoorwerkzaamheden,maardewijzewaarophetgebouwgebruiktwordtkanwezenlijkverschillen.Debedrijfsvisie isveranderbaarentijdsafhankelijkendegebruikerkan indeloop der tijd wisselen. Voor woningen geldt hetzelfde. Een woning wordt gebruikt door eenhuishouden,alleendeomvang,samenstellingenruimtelijkeenfunctioneleeisenvanhetgezinzijnaancontinueveranderingonderhevig.Gebouwenmoeten indeeersteplaats functioneel zijnenbljvenvoordegebruikerwanneereenlangere functionele levensduur gehaald moet worden. Een methode om de juisteflexibiliteitsstrategie te bepalen moet daarom logischerwijs afgestemd zijn op de eisen van degebruiker,maarookoptoekomstigeeisenveranderingen.Demodellendiemomenteelworden gebruikt zijn vaakbedoeld vooreen zeer specifieke markt,zoalsbijhetCollegeBouwZorginstellingen,dateenrekenmodelgebruiktomde levensduurkostenvan een gebouw te bepalenwaarin ook aanpassingen aan bestaande gebouwen kunnenwordenmeegenomen[Mller,vanderVeeken,2006],ofalleengeschiktvoornofenkeleaspecten,zoals(levensduur)kosten,ofdematevanflexibiliteitvannonderdeel,zoalshetmodelFlexis[Geraedts,1996],eentoolomdeflexibiliteitvandeinstallatietechnischeonderdelentekwantificeren.Indebouwsectorbestaatmomenteelgeenmodelof instrumentdateengebruikersgeorinteerdeaanpakhanteertomhetgebouwoptimaalaftestemmenopde(toekomstige)eisenmetbehulpvanflexibiliteitsstrategie die kan worden getoetst op functionele, bouwtechnische, uitvoeringstechnische, financile en milieutechnische aspecten. In de industrile productontwikkeling zijnontwikkelingen vanuit het gebruikersperspectief veel meer gebruikelijk. Omdat de concurrentiehevig ismoeten producten eigenschappen hebben waaraan de consument waarde toekent. Ditkunneneigenschappenzijnzoalsprijs,kwaliteit,betrouwbaarheid,multifunctionaliteitofeenanderspecifiekaspect. Ineensterkconcurrerendevraagmarkt isdeklant inderdaadkoning.Voordateenproductwordtontwikkeld,dienteerstindemarkttewordenonderzochtwaaraanbehoefteis,zodathet product hier zo goed mogelijk op aansluit. Dit is overigens bij het ontwerp van veel


13

massaproducten niet het geval. Daarnaastwordt er idealiter bij de ontwikkeling van productenrekeninggehoudenmetveranderingenindebehoeftenvangebruikersindetijd,dooreenproductzo te ontwerpen dat bij een gewenste wijziging aan het product om met beperkte kosten eninspanningeneenwijzigingkanwordendoorgevoerdinhetproductieproces.Voorwaardehiervoorisdatheteenmodulairproductontwerpbetreft[Ulrich,1995].Wanneerbijvoorbeelddeklantomeengroterewaterinhoudvanhetwaterreservoirvaneenkoffiezetapparaatvraagt,kanmenhiervoorafrekeningmee houden en ervoor zorgen dat diemodule kanworden herzien zonder ingrijpendeveranderingenaandeoverigeonderdelen [Martin, Ishii,2002]. Indebouwsectorwordt vaakwelontworpenopbasisvangebruikerswensen,metname ingevalvanparticulieropdrachtgeverschap,erwordtechtervrijwelnooitrekeninggehoudenmetveranderbaregebruikereisenofdewensenvaneen eventuele volgende gebruiker. In de industrile productontwikkeling bestaanmethoden omvoormodulairontwikkeldeproductenmeteen gebruikersgeorinteerde aanpasbaarheidsstrategienieuweproducten teontwikkelenenbestaandeproducten aan tepassen. Inhetonderzoeknaaraanpasbaarheidvandedraagstructuur iserdaaromvoorgekozenom ineenaantal fasenvanhetonderzoekmethodentegebruikendiewordentoegepastindeindustrileproductontwikkeling.

1.8.1 StappeninhetonderzoekHetonderzoeknaaraanpasbaarheidvanconstructiesiseenempirischonderzoek.Hetdoelvaneenempirischestudieisomdoormiddelvanexplorerendonderzoeknieuwekennistegenerenwaarmeeeen gesignaleerd en onopgelost probleem kan worden aangepakt. In een empirischwetenschappelijkonderzoekwordenvijfstappendoorlopen,inchronologischevolgorde:Observatie,Inductie,Deductie,ToetsingenEvaluatie[Roozenburg,Eekels,1998].Infiguur1.3zijndezestappengetoondineenonderzoeksmodel.Aandehand vandeze volgordewordteen toelichting gegeven vande aanpakdie in iedere stapwordtgehanteerdaangevuldmeteenkortetoelichtingopdegebruikteonderzoeksmethoden,veelalafkomstiguitdeindustrileproductontwikkeling.

Fig.1.3Hetonderzoeksmodelgebaseerdopdeonderzoekscyclusvanempirischwetenschappelijkonderzoek

14

Observatie: Het specifiekeprobleem inditonderzoek isdeonbekendheidvandematewaarinaanpasbaarheid van gebouwonderdelenbijdraagt aande gebruiksflexibiliteit vanhet gebouw.Deconstructie neemthierin een vooraanstaandeplaats in vanwegehetbepalende karakter voordeoverige gebouwlagen en de positie in het bouwproces. Tijdens de observatiefasewordt bepaaldwelke aspecten een rol spelen in dit specifieke probleem, waarom deze aspecten een rol vanbetekenishebbenenwatdeinvloedenervanzijnopdeernstvanhetprobleem.Indezefasewordtuitgezochtopwelkewijzegebruikersbehoeftengerichtkunnenwordenvervuld.Hiervoormoeteerstwordenbepaaldopwelkewijzedegebruikerzijneisendiegerichtzijnopdebouwtechniekkenbaarkanmaken.Hetisvanbelangdatthevoiceofthecustomerwordtgehoord[Griffin, Hauser, 1991]. Gebruikerseisen worden op basis van deze methode achtereenvolgensgedentificeerd, gestructureerd en geprioriteerd. Hierdoor wordt het mogelijk om de eisen tecategoriseren in functionele eisenwaarvoor aanpasbaarheid eenhulpmiddel kan zijn.Vervolgenskandekoppelinggemaaktwordenmetdebouwtechniek.Het resultaatuitdeobservatiezijnde feitenwaarop theorievormingenontwerpbesluitenwordengebaseerd. Het kan daarbij gaan om technische kenmerken en procesafspraken, maar ook omgebruikersgeorinteerde aspecten. Inditonderzoekwordenhier inbeginselde randvoorwaardenbeschrevenvoordevolgende stap inhetproces,de inductie.Hetgaatdanom randvoorwaardenmetbetrekkingopdegebruiksflexibiliteitvangebouwenentechnologischerandvoorwaardenInductie: Hetdoelvandezefaseisomdewisselwerkingtussengebruikerendebouwtechniektekunnenverklarenophetgebiedvangebruiksflexibiliteit.Omdealgemenebehoeftetotflexibiliteitenaanpasbaarheidteachterhaleniseensurveygehoudenonder bewoners van woongebouwen (zie 4.1.5.1). Deze nieuwe informatie is aangevuld metinformatie van bestaande behoefteonderzoeken uit de literatuur diemeestal een andere insteekhebben,maarwaaruitwaardevolleinformatietehalenis.Om later inhetonderzoekdewaardevanaanpasbaarheidvandeconstructietekunnenbepalen iseen experimentuitgevoerdom te achterhalenbijwelkedichtheid vande kolommenstructuurdeindeelbaarheidvandeplattegrondnogvaneenacceptabelniveau is (zieH9). Inditexperiment iseenserieplattegrondstudiesuitgevoerd,gevolgddooreensurveywaarindeelnemerszijngevraagdinwelkemate zijwerden gehinderddoorde aanwezigheid van kolommen indeplattegrond.Dewijzevanondervragenendedrieevaluatiecriteria;complexiteit, tevredenheideneffectiviteit,zijnontleend aan onderzoeken naar gebruikerservaringen, getiteld Measuring the user experience[Tullis, Albert, 2008]. In het experiment is tevens beproefd in welkemate het verplaatsen vankolommengewenstisomhetvereisteniveauvanruimtelijkeflexibiliteittebehalen.Voor de ontwerpopgave van de verplaatsbare kolom is in deze fase een haalbaarheidsstudieuitgevoerdmetbetrekking totdeconstructieveconsequentiesvanhetverplaatsenvankolommen(zie 12.2).Hiermee is bepaald of een constructieve opbouwwaarin kolommen kunnenwordenverplaatst berhaupt een verbetering is in milieuprestaties in vergelijking met een constructiewaaringroteoverspanningenflexibiliteitbrengeninhetruimtegebruik.Degegevensuitde inductiefase leidentot inzichtendie interessantgenoegzijnom indevolgendefaseineenbrederkaderteonderzoeken.Deductie: Inhetonderzoek iseerdergestelddatvoorhetkwantificerenvandemeerwaardevan aanpasbaarheid van gebouwonderdelen voorhet flexibel gebruik vanhet gebouw,de relatietussen gebruiker en bouwtechniek een sleutelrol speelt. In deze fase van het onderzoek is eenmethode ontwikkeldwaarin deze relatie is uiteengerafeld, zodat op basis van dewisselwerkingtussengebruikerseisenentechnologischegebouwconditieseengefundeerdeuitspraakkanwordengedaanover dedoelmatigheid endoeltreffendheid van een aanpasbaarheidsmaatregel.Voorhetuiteenrafelen en het koppelen van de relevante aspecten in de relatie tussen gebruiker enbouwtechniekzijneenaantalbestaandemethodentoegepast.MetbehulpvandemethodeQualityFunction Deployment (QFD) [Hauser, Clausing 1988; Griffin, Hauser, 1991, 1993] is in hetzogenaamde HouseofQuality inzichtelijk temakenwelkeproductfeaturesvoordegebruikerhet


15

belangrijkstzijnen inwelkematedebenodigdeprestatiegeleverdworden,nuen indetoekomst.MetQFDwordteenrelatiegelegdtussengebruikerseisen,productkwaliteitenenproductfuncties.Eenuitbreiding vanQFD,de Design ForVarietymethode (DFV),ontwikkelddoorMartinen Ishii[2002],maakthetmogelijkomaantetonenhoeveelmoeitehetkostomeenproducteigenschaptewijzigenwanneerdat indetoekomstgewenst isvanuitdegebruiker.MeteenelementuitDFV,deCoupling Index (CI), is hetmogelijk om de technische verwevenheid van productonderdelen tekwantificeren.EeneerderetoepassingvanDFVindebouwsectorbewijstdatdezemethodegeschiktisomindezesettingtoegepastteworden[Veenstra,Halman,Voordijk,2006].Parallel aan de ontwikkeling van de methode is in deze fase van het onderzoek eenproductontwikkeling uitgevoerd voor een verplaatsbare kolom. In de inductiefase is informatieverkregen over de constructieve haalbaarheid en over dematewaarin kolommen verplaatsbaarzouden moeten zijn voor optimaal gebruik. Met behulp van deze gegevens, aangevuld mettechnologische randvoorwaardenuithetBouwbesluitenaanvullendenormen, ishetmogelijkomhetproductopeen integralebasisteontwikkelen.Hetproduct isopeenanalytischsystematischewijze ontwikkeld [Roozenburg, Eekels, 1998]. Om tot oplossingvarianten te komen is tijdens deontwikkelingdemethode Morfologischanalyse [Zwicky,1966] toegepastwaarinmetbehulpvanwaardeanalysesdemeestgeschikteoplossingvariantisgekozen.Toetsing: Hetdoelvandetoetsingsfase isomtebepalenofdeontwikkeldemethodeenhetontwikkeldeproductvalidezijn.Dezetoetsingisuitgevoerddoormiddelvaneenaantalcasestudieswaarin veranderingsscenarios met behulp van de methode zijn vertaald naar een geschikteaanpasbaarheidsmaatregel.Ineenveranderingsscenarioissprakevaneengebruikerdieopbasisvaneen toekomstig eisenpakket een andere of betere prestatie verlangt van het gebouw of degebruiksruimte.Evaluatie: Indezestapisgevalueerdofdegesteldedoelenbereiktzijn.Dedoelenzijn:

het onderzoeken of aanpasbaarheid van de draagstructuur een geschikte

aanpasbaarheid van de draagstructuur : veranderbaarheid van de

Documents