Haalbaarheid van economische Hoogbouw in Nederland

Vanwege de schaarste aan woningen in de grote steden wordt steeds meer gekeken naar stedelijke verdichting middels hoogbouw. Net als in de grote metropolen in de wereld kan de oplossing liggen in super slanke hoogbouw. En toch gebeurt dat tot op heden in Nederland niet. Dit heeft onder meer te maken met maatschappelijke en economische redenen. Daarnaast speelt de grondconditie waar Nederland mee te maken heeft een belangrijke rol. Op 26 april verdedigde Ikram Talib, constructeur bij IMd Raadgevende Ingenieurs, haar masteronderzoek aan de TU naar de nauwkeurigheid van een nieuwe analysetechniek, genaamd ‘Energy Flow Analysis’. Met deze techniek is het mogelijk de bijdrage van de bodemdemping aan de totale demping te bepalen. Talibs onderzoek is in samenwerking met TNO uitgevoerd en is onderdeel van het onderzoeksproject ’Demping van Hoogbouw’. Dit onderzoek heeft als doel in de ontwerpfase van hoogbouw de dynamische eigenschappen nauwkeuriger te kunnen voorspellen en daarmee gericht te kunnen ontwerpen op trillingen en comfort. Hiermee wordt bereikt dat hoogbouw en economischer kan worden ontworpen, met behoud van comfort en veiligheid.

Het steeds hoger, lichter en slanker bouwen maakt gebouwen gevoelig voor wind. De windbelasting veroorzaakt trillingen in het gebouw, welke voelbaar kunnen zijn voor de gebouwgebruikers. Deze bewegingen kunnen dan ook als ongemakkelijk worden ervaren en in het ergste geval het welzijn van mensen in het gebouw beïnvloeden. De menselijke waarneming van de versnelling van deze beweging wordt gebruikt als uitgangspunt voor het toetsen van het comfortniveau. Demping is een belangrijke parameter bij het berekenen van trillingen in hoge gebouwen. Meerdere mechanismes dragen bij aan deze demping, zoals materiaaldemping, demping door wrijving van gebouwonderdelen, en demping door de bodem. Er is tot op heden echter relatief weinig bekend over de dempende bijdrage van deze verschillende dempingmechanismes in hoogbouw. Uit het promotie onderzoek van Sergio Sanchez Gomez blijkt dat bodemdemping een grote rol heeft in de totale demping in Nederlandse gebouwen. Dit komt door de zachte bodemcondities in Nederland.

Om demping beter te begrijpen is een meettechniek, welke inzicht geeft in de bijdrage van gronddemping en constructiedemping noodzakelijk. Ikram Talib heeft onderzoek gedaan naar de invloed van onzekerheden in de Energy Flow Analysis op de bepaling van de demping. Het onderzoek heeft zich gericht op de invloed van een gebrek aan data over zowel het dynamische gedrag van het gebouw als over de windbelasting op het gebouw. Verschillende cases werden onderzocht om de invloed van verschillende parameters te kwantificeren.

Uit de studie is geconcludeerd dat met het toepassen van de Energy Flow Analysis een nauwkeuriger bepaling van de bodemdemping mogelijk is. Voor de kwantificering van twee dempingmechanismes is een nauwkeurige bepaling van de energiestroom nodig. De energiestroom beschrijft de hoeveelheid energie die van het gebouw naar de fundering stroomt. De interactie tussen bodem en constructie kan beter worden begrepen door een betere kwalificatie van de constructiedemping van verschillende gebouwsystemen. Hiervoor zijn metingen aan bestaande gebouwen nodig. Met nauwkeurige meetgegevens kunnen voorspellingsmodellen voor demping in de toekomst gevalideerd worden en aan ontwerpers worden verstrekt. TNO komt graag in contact met partijen die geïnteresseerd zijn om te participeren in deze verdere kennisontwikkeling. Voor constructeurs in Nederland is dit noodzakelijk voor het uitvoeren van betrouwbare dynamische analyses tijdens het ontwerpen van economisch haalbare slanke hoogbouw.

Beeld: Powerhouse Company