Ingenieursprojecten voor de Vernufteling 2018
Voor de Vernufteling 2018 zijn vijf projecten van ingenieursbureaus genomineerd. Tot en met 15 januari kan er worden gestemd voor de publieksverkiezing.
De vijf projecten gaan over een meetpaal voor geluidshinder van vliegtuigen, een label voor wateroverlast, een virtual reality-omgeving om brandveiligheid te verbeteren, een school die wordt gekoeld met rivierwater en CO2-neutraal wegonderhoud.
De Vernufteling is de prijs voor het mooiste project van een ingenieursbureau die wordt georganiseerd door de branchevereniging NLingenieurs en het tijdschrift De Ingenieur. In 2017 won Royal HaskoningDHV met Flowtack, een systeem dat zorgt voor een betere doorstroming van het verkeer rond kruispunten.
Dit zijn de vijf projecten:
Paal meet échte hinder – Antea Group
Label voor wateroverlast – Royal HaskoningDHV
Realistische brandervaring – Witteveen+Bos
Maas houdt school op temperatuur – Nelissen
Provinciale weg naar duurzaamheid – Tauw
Ga hier naar de stempagina voor de publieksverkiezing.
Paal meet échte hinder – Antea Group
De meetpaal van Antea Group maakt duidelijk hoeveel hinder omwonenden van een vliegveld daadwerkelijk ondervinden.
Bij het militaire vliegveld nabij Leeuwarden worden niet alleen vluchten uitgevoerd met F-16’s, maar ook met F-35’s. De minister verzekerde de omwonenden dat het geluid van de nieuwe vliegtuigen niet harder is. Qua aantal decibel klopt dat inderdaad. ‘Maar geluidservaring is meer dan alleen het aantal decibel. Dat kunnen we meten met onze nieuwe sensorpalen’, vertelt dr.ir. Dirkjan Krijnders van Antea Group. ‘We namen het geluid op en analyseerden het. Daaruit bleek dat geluid van F-35’s langer blijft hangen, wat de ervaring van overlast heel anders maakt.’
Het is maar één voorbeeld van het inzicht dat de palen geven. Ze kunnen ook verschillende geluidsbronnen onderscheiden, hoeveelheden (ultra)fijnstof meten en het weerbericht gebruiken om de metingen bij te stellen. ‘Vooral wind heeft een enorme invloed op de hoeveelheid gemeten fijnstof.’
Het geluid analyseren gebeurt nog ‘met de hand’, na afloop van de opnames. In Leeuwarden stond er ook een medewerker naast, om te noteren wanneer er een vliegtuig overvloog, zodat dit te linken was aan de geluidsopname. ‘In theorie kun je dat ook automatisch doen. Maar voorlopig is daar nog geen behoefte aan; handmatig analyseren werkt goed genoeg als je maar één meetpaal hebt.’
De paal is mobiel en kan dus overal worden opgesteld. Zo zou hij bijvoorbeeld uitkomst kunnen bieden als er straks meer vliegtuigen landen op Lelystad. ‘Je kunt dan zelfs vluchtgegevens koppelen aan de geluidsopnames, om op elk tijdstip precies te weten welk vliegtuig welk geluid produceert.’
Ook op het gebied van fijnstof kan de paal informatie bieden, zo tonen de metingen bij Leeuwarden aan: ‘Je ziet duidelijk een piek in ultrafijnstof op het moment dat er een vliegtuig overkomt.’ Nadeel is dat de sensorpaal naar het aantal deeltjes kijkt, terwijl voor overheidsrichtlijnen een gewicht per m3 moet worden berekend. ‘Het is meer een indicatie dan een harde meting. Maar zo’n indicatie kan vaak al een boel zeggen. En de paal geeft een trend aan over dagen of maanden, wat vaak inzichtelijker is dan alleen maar momentopnames.’
Antea ontwikkelde de paal aanvankelijk voor een klant die dicht bij de Friese luchthaven woont. Hij wilde weten hoe het nou echt zat met het milieu rond een vliegveld. ‘Met deze meetpaal kun je allerlei richtlijnen inzichtelijker maken en zorgen bij burgers wegnemen of gemeentes wijzen op gebieden waar geluid of fijnstof overlast kan veroorzaken.’
Label voor wateroverlast – Royal HaskoningDHV
Wat gebeurt er met mijn huis bij een extreme bui? Krijg ik dan water binnen? Royal HaskoningDHV introduceerde BlueLabel, dat die vraag op een toegankelijke manier beantwoordt.
Door klimaatverandering zullen er vaker extreme buien vallen, zo is de verwachting, vergelijkbaar met die in Herwijnen in 2011, toen er in ruim een uur 90 mm uit de hemel kwam. Vast staat dat de riolering dit soort buien niet aankan en dat straten blank komen te staan. ‘Blue Label geeft voor alle panden het risico op waterschade’, zegt dr.ir. Hanneke Schuurmans van Royal HaskoningDHV. ‘Onze ambitie is met BlueLabel een standaard labelmethodiek voor wateroverlast neer te zetten zodat deze bijvoorbeeld ook bij nieuwbouw een rol kan spelen.’
Samen met verzekeraar Achmea en wateradviesbureau Nelen & Schuurmans werd de risicoscan ontwikkeld. ‘Hoe extreme buien uiteindelijk leiden tot wateroverlast is best complex. BlueLabel vertaalt dit naar iets wat heel aansprekend en voor iedereen begrijpelijk is.’ Label A betekent een laag risico op wateroverlast. Daarbij wordt er geen water tegen de gevel verwacht. Label E betekent een hoog risico op water in de woning.
Schuurmans schat de nauwkeurigheid van de risicoberekening op 75 à 80 %, met lokaal grote verschillen. ‘We werken het liefst met kaarten waar de overheden het meeste vertrouwen in hebben en de ene is nauwkeuriger dan de andere’, licht ze toe.
De BlueLabel-service is zo opgezet dat wanneer een gemeente met gedetailleerdere gegevens komt, bijvoorbeeld over het eigen rioleringsstelsel, die gemakkelijk zijn te verwerken in het rekenmodel. ‘Daarnaast kunnen gemeentes op basis van hun eigen wateroverlastkaart labels afleiden en die via internet aan burgers presenteren.’
En waarom dan informatie op huisniveau, terwijl maatregelen om wateroverlast tegen te gaan meestal worden genomen op het niveau van de wijk of het stroomgebied? ‘De eigen woning is wat bewoners direct aangaat en waar de schade optreedt. En ze willen weten wat het voor henzelf gaat betekenen als er maatregelen worden genomen.’ Dat is ook de wijze waarop bijvoorbeeld de gemeente Rotterdam BlueLabel nu gebruikt om samen met zijn bewoners de stad waterbestendig te maken.
Realistische brandervaring – Witteveen+Bos
Ingenieursbureau Witteveen+Bos bouwde een virtual-reality-ervaring waarin rook zich net als in het echt gedraagt, om tunnels of gebouwen zo brandveilig mogelijk te ontwerpen.
Brussel is druk bezig met de renovatie van haar metrostations. Mooie, oude stations, maar de brandveiligheid is niet optimaal. Hoe maak je zo’n ingewikkeld bouwwerk als een station, met meerdere uitgangen, hallen en open ruimtes, het beste bestand tegen rook en vuur?
Een nieuwe virtual-reality-simulatie van Witteveen+Bos biedt uitkomst. ‘Je deelt het gebouw op in tientallen miljoenen cellen. Vervolgens bereken je in elk van die cellen de fluid dynamics van de rook’, vertelt ir. Tamara Dolle. De dynamica is wetenschappelijk geverifieerd en komt dus goed overeen met wat er echt zou gebeuren. Wind, aantal mensen in de ruimte, vorm van pilaren – ze hebben allemaal invloed op de rookbeweging, en dat zie je terug in virtual reality. Ook simuleert de VR-ervaring het evaluatieplan van een ruimte, zodat elk aspect van een brand of ongeluk virtueel is te bekijken.
Met de simulatie van een Brussels station konden architect en ontwerpers zien wat het effect zou zijn van bepaalde maatregelen. ‘Dankzij onze simulaties in VR wisten ze wat nodig was om het geheel veilig te maken in geval van brand’, vertelt ir. Aryan Snel.
Een nadeel is de rekentijd. ‘Zelfs met 16 tot 32 processoren ben je een week bezig om de simulatie van de rookverspreiding door te rekenen’, vertelt Dolle. In real time het effect van een nieuw ontwerp zien, is er voorlopig dus niet bij. ‘Maar als computers sneller worden, kunnen we straks ook meerdere simulaties aan elkaar knopen’, stelt Snel zich voor.
De VR-ervaring maakt de berekeningen inzichtelijker dan een tweedimensionaal plaatje. ‘Hij geeft begrip en inzicht voor mensen die minder van brandveiligheid af weten’, zegt Dolle. Zo kan de simulatie autoriteiten helpen om beslissingen te nemen. Maar ook de brandweer krijgt meer inzicht door rond te lopen in een simulatie van een tunnelbrand. ‘En als je deze simulatie al tijdens het ontwerpproces gebruikt, zijn er achteraf minder brandbeperkende maatregelen nodig’, aldus Snel.
Maas houdt school op temperatuur – Nelissen
Het Merlet College in het Brabantse Cuijk gebruikt Maaswater om te koelen en te verwarmen. Ingenieursbureau Nelissen ontwierp de installaties.
Oppervlaktewater gebruiken om te verwarmen en te koelen, gebeurt wel vaker. Onder andere bij de Maastoren in Rotterdam, en dan in combinatie met warmte/koudeopslag. ‘Maar bij een school is het niet eerder gedaan’, zegt adviseur ir. Jeroen Houben van ingenieursbureau Nelissen. En voor warmte/koudeopslag bleek de bodem bij het Merlet College niet geschikt. Wel ligt de school vlak bij de Maas. Daarom wilde Houben graag rivierwater gebruiken, in combinatie met warmtepompen.
Over het hele jaar genomen overheerst de koelvraag. ‘De leerlingen op de scholengemeenschap vormen een flinke warmtebron en het Merlet College is zo goed geïsoleerd
dat we op sommige momenten al koudevraag hebben bij buitentemperaturen vanaf 5 à 7 °C.’ In het voorjaar en de herfst gebeurt dat koelen direct met Maaswater. ‘Er hoeft dan alleen een pomp te draaien.’ Op warmere zomerdagen draait de warmtepomp om actief te koelen.
In de winter wordt de Maaswater-warmtepomp ingezet bij watertemperaturen boven de 4 °C. ‘Een luchtwarmtepomp springt dan al wel bij. Bij extreme kou kunnen we terugvallen op een traditionele gasketel, waarmee we ook hoge temperatuurwarmte voor het tapwater leveren.’ Verder beschikken de lokalen over luchtverversing, waarbij de lucht zo nodig wordt voorverwarmd.
Al met al levert het zo ingerichte installatieconcept een fikse energiebesparing op. ‘Vergeleken met alleen een luchtwarmtepomp zijn we 30 tot 40 % zuiniger. Je hebt daarvoor wel extra investeringen nodig, maar die verdient de school snel genoeg terug.’
De school is inmiddels een jaar in gebruik. ‘Globaal gaat het goed, al waren er wel de gebruikelijke kinderziektes bij het inregelen van het systeem. Nu er een jaar voorbij is, weten we beter waar de energiebehoefte ligt en draait de installatie als bedoeld.’
Een volgend project dat gebruikmaakt van de energie van een waterweg staat al op stapel: de nieuwbouw van Holland Casino aan het Merwedekanaal in Utrecht.
Provinciale weg naar duurzaamheid – Tauw
Groot onderhoud aan de N470 werd door de provincie Zuid-Holland aangegrepen om er een energieweg van te maken. Ingenieursbureau Tauw leverde de technische en projectexpertise.
De provincie Zuid-Holland wilde de opknapbeurt van de N470 koppelen aan haar duurzaamheidsambities. Daarvoor moest wel de aanbesteding op een andere leest worden geschoeid. ‘Toen kwamen wij in beeld’, zegt adviseur ing. Patrick Morren van Tauw. ‘Als eerste om te helpen focus aan te brengen. We kozen voor energiebesparing en -opwekking, met als doel om een CO2-neutrale weg te maken van de N470, die de A12 bij Zoetermeer via Pijnacker en Delft verbindt met de A4.’
Vervolgens was het aan Tauw om een palet van mogelijke technische maatregelen samen te stellen, mede op basis van consultatie van geïnteresseerde bedrijven, om daarover advies te geven, en uiteindelijk te helpen om keuzes te maken. ‘Wij zorgden dat alle voorstellen werden getoetst op hoeveel ze bijdroegen aan de centrale energiedoelstelling: minstens CO2-neutraal en liefst beter.’
Het eindresultaat mag er zijn, vindt Morren, met zonnepanelen in het geluidsscherm, een batterij voor energieopslag, slimme wegverlichting en verkeersregelinstallaties, en andere CO2-besparende maatregelen. ‘Uiteindelijk was het de aannemer Boskalis die al die maatregelen in een winnend aanbestedingsvoorstel heeft gezet. Boskalis kwam ook met een nieuw type asfalt dat een lagere rolweerstand heeft. Dat helpt het autoverkeer zuiniger te maken.’
Wat het project volgens Morren verder bijzonder maakt, is dat het niet gaat om een proefpaneeltje hier of een kleine gelijkstroompilot daar. ‘Alle technieken moeten volwaardig worden gebruikt en dus direct toepasbaar zijn op grotere schaal. Het was ook onze rol om dat te toetsen.’
