Meerjaren Speurwerkprogramma Voortgangsrapportage 2013 Vraaggestuurd Programma Duurzame Leefomgeving Thema Gebouwde omgeving

Van Mourik Broekmanweg 6 2628 XE Delft Postbus 49 2600 AA Delft

TNO-rapport

www.tno.nl

TNO 2014 R10402

T +31 88 866 30 00 F +31 88 866 30 10

Meerjaren Speurwerkprogramma 2011-2014 Voortgangsrapportage 2013 Vraaggestuurd Programma Duurzame Leefomgeving Thema Gebouwde omgeving

Datum

25 februari 2014

Auteur(s)

Henk M.E. Miedema Marianne A.J. Linde

Authorisatie

Ir. D. Ph. Schmidt Algemeen directeur

Aantal pagina's

63 (incl. bijlagen)

Regievoerend departement

Ministerie van Infrastructuur en Milieu Ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan. © 2014 TNO

TNO-rapport | TNO 2014 R10402

2 / 63

Inhoudsopgave 1

Inleiding ................................................................................................................................. 3

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Vraaggestuurd Programma Stedelijke ontwikkeling ........................................................ 4 Inleiding .................................................................................................................................. 4 Deelprogramma Urbane leefomgevingskwaliteit (Leefbare stad) .......................................... 6 Deelprogramma Stad en Klimaat (Duurzame Stad) .............................................................. 26 Deelprogramma Maatschappelijke Innovatie en Economie (stad in transitie) ...................... 38

3 3.1 3.2 3.3 3.4

Vraaggestuurd Programma Duurzaam bouwen .............................................................. 45 Inleiding ................................................................................................................................ 45 Deelprogramma Woning- en utiliteitsbouw .......................................................................... 47 Deelprogramma Infrastructuur .............................................................................................. 50 Deelprogramma: Energie in de Gebouwde Omgeving ......................................................... 58


1

3 / 63

Inleiding Het jaar 2013 is het derde jaar van de TNO Strategieperiode 2011 – 2014. Het thema Gebouwde Omgeving met de twee bijbehorende Innovatiegebieden Stedelijke ontwikkeling en Duurzaam bouwen heeft de ambitie de leefbaarheid en concurrentiekracht van onze stedelijke regio’s te versterken, mede door het vergroten van de concurrentiekracht van het gerelateerde bedrijfsleven. Het thema Gebouwde Omgeving heeft in 2013 zeker aan actualiteit gewonnen. Op Europees niveau is het Strategic Implementation Plan van Smart Cities and Communities verschenen. Hierin wordt het belang benadrukt van een integrale benadering van de problematiek over de grenzen van de sectoren heen. Enabling technologieën, met name ICT zijn cruciaal om de fysieke infrastructuur, de stromen in de stad en de renovatie en levensduurproblematiek op kosten effectieve wijze te ontwerpen en te beheersen. Ook op Nederlandse schaal zijn de ontwikkelingen rond Smart Cities stevig op de agenda gekomen. Zowel op ministerieel niveau als vanuit de steden zelf zijn initiatieven opgestart en worden nieuwe netwerken gevormd. Gezien de ouderdom van de fysieke leefomgeving is parallel hieraan ook de hele beheer- en onderhoudsproblematiek rond bouw en infrastructuur als onderdeel van het bredere begrip asset management geagendeerd. Van kostenpost naar levensduurverlenging en waardebehoud is hier het motto. Tegen deze achtergrond is het in 2011 gestarte samenhangende programma Duurzame Leefomgeving, waarin zowel de maatschappelijke vraagstukken als de economische concurrentiekracht een belangrijke rol vervullen, nog steeds belangrijk voor de kennisbasis van TNO. Het programma Duurzame Leefomgeving richt zich op kennis- en beleidsdossiers bij de ministeries Infrastructuur en Milieu (DG Milieu, DG Ruimte en Water, Rijkswaterstaat) en het ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties (DG Wonen en Bouwen). Daarnaast spelen andere belanghebbenden uit het bedrijfsleven, het maatschappelijk veld en de kennisinfrastructuur (inclusief RIVM en PBL) een belangrijke rol. Het programma concentreert zich op onderwerpen als: duurzaam bouwen, stedelijke ontwikkeling, milieu en veiligheid, resource efficiency, infrastructuur en beheer en onderhoud. Andere beleidsonderwerpen voor bovengenoemde ministeries op het gebied van bijvoorbeeld mobiliteit, beter benutten en bereikbaarheid zijn onderdeel van de programma’s binnen het TNO thema Mobiliteit. In lijn met het ontwikkelde topsectorenbeleid van de overheid zijn ook in 2013 separate onderzoeksprogramma’s, die een op een gekoppeld zijn aan individuele topsectoren, op integrale wijze en in goede afstemming met Duurzame Leefomgeving uitgevoerd. Het betreft hier de topsectoren: Energie (energie gebouwde omgeving), Water (water- en deltatechnologie), Logistiek (stedelijke ontwikkeling en logistiek), Tuinbouw en Uitgangsmaterialen. Op de samenhang tussen de topsectorprogramma’s en het meer maatschappelijk en beleidsgerichte programma Duurzame Leefomgeving wordt actief gestuurd om de integraliteit van het denken overeind te houden. Het voorliggende verslag geeft inzicht in de voortgang op de onderwerpen, die binnen het programma op de agenda staan.


4 / 63

2

Vraaggestuurd Programma Stedelijke ontwikkeling

2.1

Inleiding In dit rapport wordt verslag gedaan van de werkzaamheden die in 2013 in het kader van het programma “Vraaggestuurd Programma Vitale stedelijke omgeving” zijn uitgevoerd. Dit programma maakt deel uit van het Meerjarenprogramma 2011-2014 van het programma Duurzame Leefomgeving. Dit is het eerste jaar geweest waarin een verbinding met de SKIA’s van het ministerie Infrastructuur en Milieu is gemaakt. Naast de drie lopende deelprogramma’s is op verzoek van de directie KIS van het ministerie van Infrastructuur en Milieu een samenwerking gestart in het Utrechtse cluster (RIVM, Deltares, KNMI, TNO en Universiteit Utrecht). Tijdens de innovatie-estafette zijn de inhoud en bijbehorende ambities van deze samenwerking gepresenteerd. Het vraaggestuurd programma “Vitale stedelijke omgeving” is ingedeeld in drie deelprogramma’s. De resultaten van de werkzaamheden worden per deelprogramma gepresenteerd. In deze inleiding worden de drie deelprogramma’s kort geïntroduceerd. Het eerste deelprogramma “Urbane leefomgevingskwaliteit (leefbare stad)” bevat onderzoek gericht op traditionele milieuthema’s zoals luchtkwaliteit, geluid en externe veiligheid. Het richt zich vooral op kennisvragen als “omgaan met risico’s”, “chemische stoffen” (DG Milieu), ‘vitale steden en regio’s’ (DG Ruimte en Water), en meer algemene thema’s zoals het thema “de Energieke samenleving” (thema A van het ministerie van Infrastructuur en Milieu) en het thema ”Gebiedsontwikkeling” (thema D van het ministerie van Infrastructuur en Milieu. Het gaat om onderzoek op het gebied van meten, monitoren en modelleren van stoffen, geluid en risico’s ten einde de milieu- en gezondheidseffecten van bestaande en nieuwe activiteiten zo goed mogelijk in beeld te brengen. Hierbij worden verschillende indelingen gehanteerd: een gebied, een periode, een bepaalde technologie en/of een product life cycle in onze economie. De kennis wordt gebruikt in samenwerkingsprojecten van TNO met partijen die hun productieprocessen willen verduurzamen, in samenwerkingsprogramma’s met marktpartijen betrokken in duurzame gebiedsprocessen en het optimaliseren van overheidstaken (RUD’s). De kennis landt in activiteiten in verschillende thema’s van TNO (Gebouwde Omgeving, Industriële Innovatie, Gezond Leven en Energie). Tenslotte vormt de ontwikkelde kennis input voor innovaties in de nationale kennisinfrastructuur, met name de in ontwikkeling zijnde infrastructuur voor de omgevingswet (door het RIVM aangeduid als de “Laan voor de Leefomgeving”). De output van dit deelprogramma bestaat uit: software te gebruiken voor integrale ruimtelijke analyses (Urban Strategy), verbeteringen in de bestaande milieumodellen (en bijbehorende software), verbeteringen in laboratoriumprotocollen en opstellingen, aanpassingen in nationale meetprogramma’s, wetenschappelijke – en vakpublicaties en een sterke positie in Europese en nationale kennisnetwerken. In 2013 is er minder geld besteed aan het onderhouden en verbeteren van de bestaande milieumodellen en meer geld besteed aan het onderzoek naar de wijze waarop milieukennis in gebiedsprocessen kan worden ingebracht, nieuwe indicatoren voor het meten van de gezondheidseffecten van ruimtelijke stedelijke inrichting en het ontwikkelen van nieuwe analysetechnieken (bijvoorbeeld direct meten van toxiciteit van een luchtmengsel op bijvoorbeeld levende longcellen) en nieuwe sensingtechnologie voor milieumetingen. Het tweede deelprogramma Stad en klimaat (Duurzame stad) ontwikkelt kennis en instrumenten die nodig zijn voor actuele milieuvraagstukken: klimaatveranderingen


5 / 63

grootschalige luchtverontreiniging en kringloopsluiting in stedelijke gebieden. Voor deze vraagstukken is het belangrijk dat overheden op verschillende schaalniveaus beschikken over een betrouwbaar monitoringsysteem van processen in de atmosfeer, bodem en watersysteem en daarbij behorende modellen die deze complexe werkelijkheid kunnen simuleren. Hieraan wordt door verschillende instituten gewerkt. TNO heeft zich in de afgelopen jaren met name een sterke kennispositie weten te verwerven op het gebied van monitoren en modelleren van grootschalige luchtverontreiniging. In nauwe samenwerking met andere kennisinstituten verwerkt TNO nieuwe wetenschappelijke inzichten in deze Europese kennisinfrastructuur. In Nederland zijn wij een betrouwbare kennispartner in de kennisbasis voor het Deltaprogramma. De projecten sluiten aan op verschillende vragen van DG Milieu (efficiënt gebruik van grondstoffen; klimaatsysteem en klimaatbeleid) en DG Ruimte en Water (thema’s veilige Delta en Dynamische bodem-, water en energiesystemen). Het derde deelprogramma Maatschappelijk innovatie en economie (stad in transitie) heeft een andere invalshoek. In dit programma staat de relatie tussen duurzaamheid, de economie en governance centraal. Via een systeembenadering en participatief onderzoek proberen we maatschappelijke vraagstukken die gerelateerd zijn aan ruimtelijke inrichting beter te begrijpen en van empirische inhoud te voorzien. Het gaat om begrippen als regionale innovatiekracht, economische vitaliteit, krimp, zelforganisatie, vergroening van de economie, circulaire economie en resource efficiency. Veel tijd is besteed aan twee onderwerpen. Het uitbouwen van de nationaal regionaal-economische database en modellen naar hogere schaalniveau (Europees en mondiaal) en deze toe te passen in grote Europese projecten. En in het kader van Europese programma’s (Arch en Brainpool) het ontwikkelen van nieuwe participatieve methoden voor complexe ruimtelijke inrichtingsvraagstukken. In dit kader is gewerkt aan een belangrijke publicatie: Risk-informed Management of European River Basins. Daardoor is relatief weinig tijd besteed aan de andere belangrijke onderwerpen.


2.2

Deelprogramma Urbane leefomgevingskwaliteit (Leefbare stad)

2.2.1

Inleiding Het deelprogramma omvat de volgende onderzoekslijnen:

-

6 / 63

Integrale afweginginstrumenten / smart city modeling platform Gezondheidsrisico’s en lokale milieukwaliteit Meet- en analysetechnieken milieu en leefomgevingskwaliteit

2.2.2

Uitvoering in 2013 Per onderzoekslijn en per project worden in deze paragraaf de belangrijkste resultaten beschreven.

2.2.3

Integrale afweginginstrumenten / smart city modeling platform Het integrale afwegingsinstrument dat TNO heeft ontwikkeld, is Urban Strategy. De software omvat een communicatieplatform, een set van modellen, stekkers voor verschillende databases en devices en een presentatiemodule. Deze software is een belangrijk onderdeel in de roadmap van het innovatiegebied “Stedelijke Ontwikkeling”. Het kan een belangrijke schakel worden in de Laan van de Leefomgeving, die voor de nieuwe omgevingswet wordt ingericht. Om implementatie bij andere partijen mogelijk te maken, is de documentatie van de verschillende modules verbeterd en de systeemconfiguratie met behulp van professionele softwarebeheeromgeving (DTAP) ingericht. Met deze nieuwe configuraties zijn bij de Universiteit van Amsterdam en de Universiteit Utrecht twee experimenten uitgevoerd om de gebruikersvriendelijkheid te toetsen. De studenten waren goed in staat het instrument zelfstandig te gebruiken. Op een aantal punten is de set van modellen aangepast en uitgebreid, omdat het belangrijk is te voldoen aan de eisen die in beleid en/of regelgeving zijn vastgelegd. Voor verkeer en luchtkwaliteit zijn de nieuwe parameters voor 2013 ingevoerd. Het OPS model van het RIVM (stikstofdepositie) kan in Urban Strategy worden gebruikt. Voor externe veiligheid is het door het Rijk vastgestelde instrumentarium nog niet gekoppeld, omdat Safety-NL een gesloten systeem is en niet kan communiceren met de andere modellen. De veranderingen in de methodiek voor geluidsberekeningen (Swung) zijn wel geïmplementeerd. Er is een vergelijking gemaakt met de output van de geluidsberekeningen (conform SRM) in Urban Strategy en Geo-milieu van Goudappel (welke door veel lokale overheden wordt gebruikt). Verschillen zijn klein en verklaarbaar door het gebruik van andere basisbestanden (andere actualiteit). Het innovatieve van het TNO model is dat deze tijdens discussies kan worden gebruikt omdat de rekentijden erg kort zijn. Dit sluit aan bij de wijze waarop kennis wordt ingebracht in gebiedsprocessen en andere discussies op het raakvlak van maatschappelijke kwaliteiten en private investeringen. Er is een Urban Strategy light versie gemaakt waarmee de resultaten van een Urban Strategy snel kunnen worden getoond op een stand alone laptop. Verder is onderzocht of gebruik gemaakt kan worden van Cloud computing via Amazon Elastic Compute Cloud. Deze proef is met succes afgerond. Dit betekent dat een verbinding met de cloud kan worden gemaakt. Ook basisadministraties kunnen door de ontwikkeling van de juiste stekkers nu gemakkelijk worden ingelezen en een directe upload vanuit ARCGIS is nu mogelijk. Dit laatste is belangrijk omdat het in discussies vaak om ruimtelijke inrichtingsvraagstukken gaat, waarbij mensen graag willen tekenen. Hiervoor gebruiken overheden vaak applicaties ontwikkeld met behulp van ARCGIS. Dus door deze stekker kan Urban Strategy ook met deze software gebruikt worden.


7 / 63

Urban Strategy is in 2013 gebruikt door de Provincie Noord Holland bij het in kaart brengen van de effecten van de ontwikkelplannen rondom het Noordzeekanaal gebied, voor de Provincie Noord Brabant bij de trechtering van alternatieven in de Noord-Oost corridor in de plannen rondom “de ruit rond Eindhoven” en door Rijkswaterstaat in de geluidseffecten en communicatie over met de belanghebbende burgers in de afwegingen rondom de Nieuwe Westerlijke Oeververbinding bij Rotterdam. 2.2.4

Gezondheidsrisico’s en lokale milieukwaliteit A. Kennisinvesteringsproject Fijn stof 2.0 Op lokaal niveau (gemeenten) is behoefte aan inzicht in gezondheidseffecten van verkeersmaatregelen. De kennis van TNO bij de introductie van de roetindicator in 2012 is gebruikt door gemeenten. Op nationaal niveau (ministerie van Infrastructuur en Milieu) is er behoefte aan een beeld van resterende knelpunten met betrekking tot fijn stof zoals de rol van remslijtage-emissies maar ook de bijdrage van scheepvaart aan fijn stof. Tenslotte is er onzekerheid over de effecten van aantallen (ultra)fijne deeltjes op de gezondheid en de relatie tussen luchtkwaliteit en klimaatverandering. Voor het verzamelen van nieuwe inzichten wordt vanuit dit Vraaggestuurde Programma samengewerkt in verschillende Europese programma’s. Deze programma’s betreffen de volgende onderwerpen. A. Regionale concentraties Hierin waren de volgende onderzoeksvragen gedefinieerd: 1. Wat zijn de emissies van verbrandingsaerosol en hoe zijn deze ruimtelijke verdeeld? Wat is de ontwikkeling van deze emissies met het huidige vastgestelde en/of voorgenomen beleid? 2. Welke model aanpassingen van LOTOS-EUROS zijn gewenst om de grootschalige verspreiding van verbrandingsaerosol te berekenen? Op welke wijze kunnen metingen in Cabauw bijdragen aan het valideren van deze berekeningen? 3. Wat zijn de regionale achtergrondconcentraties van verbrandingsaerosol (o.a. EC/OC concentraties en deeltjes aantallen) gemeten op Cabauw? Wat is de relatie tussen deze concentraties en opwarming/koeling van de buitenluchttemperatuur in stedelijk gebied? 4. Hoe kunnen de deeltjesaantallen emissies zoals die voor EUCAARI bepaald zijn zo goed mogelijk worden vertaald naar invoer voor LOTOS-EUROS? In Cabauw zijn deeltjesaantallen en de grootteverdeling in detail gemeten. Deze data zijn opgestuurd naar NILU (Noorwegen ) in het kader van EMEP en toegepast door het KNMI voor onderzoek naar de rol van fijnstof in klimaatverandering. Binnen de KIP FS2.0 zijn deze data gebruikt als referentie voor stedelijke niveaus. De resultaten zijn verder gebruikt in de evaluatie van Lotos-Euros modelberekeningen en het Europese project ACTRIS. Deeltjesgrootte als functie van aanvoerrichting en bron is onderzocht met behulp van clusteranalyse (onderzoeksvraag 1). Model verbeteringen en validatie ten behoeve van zwart/wit aerosol is onderzocht met behulp van een processtudie in Cabauw (onderzoeksvraag 2). De variatie in de regionale achtergrondconcentraties van aerosolparameters is onderzocht op Europese schaal (onderzoeksvraag 3). De vertaling van emissies naar modelinvoer en toetsing aan waarnemingen is onderzocht (onderzoeksvraag 4). Deze vier onderzoeksvragen zijn beantwoord in peer-reviewed publicaties (zie bijgevoegde lijst). B. Praktijkemissies van wegvoertuigen Kennisontwikkeling van de verkeersgerelateerde emissies was de afgelopen jaren voor een groot deel gericht op massa van fijn stof, sinds 2012 is het ook verplicht om de aantallen


8 / 63

deeltjes in uitlaatemissies te meten. Hiermee verschuift de aandacht meer naar chemische samenstelling (koolstofhoudende fractie). In 2013 is in nauwe samenwerking met andere onderdelen van TNO een publicatie en een update van de emissiefactoren voor 2015 voorbereid. Elders uitgevoerde metingen worden in dit programma gebruikt om een emissiemodel te leveren voor de belangrijkste bron van fijnstof uitlaatemissies in de komende de jaren: de Euro-V voertuigen. C. Industrie en Scheepvaart De activiteiten in dit werkpakket zijn uitgevoerd in twee onderdelen: “Industrie” en “Scheepvaart”: - Industrie. In 2013 is de samenwerking met BAM voortgezet voor onderzoek naar de effectiviteit van het wegvangen van fijnstof (met name roet) op zwaar belaste locaties (onder andere wegtunnels en werkplekken) en afvangst van roet (en stikstofoxiden) met coatings in wegtunnels, zoals de Koningstunnel. - In de omgeving van een groot industrieel complex is begonnen met het monitoren van de atmosferische stabiliteit. Klachten over stofhinder blijken samen te hangen met deze stabiliteit. Het bedrijf kan besluiten maatregelen te nemen op momenten dat de kans op overlast voor de omgeving groot is. - Scheepvaart: Deze activiteit is gericht op het meten van de bijdrage van scheepvaart aan roet (EC en PNC) rondom vaarwegen: een tweede meetcampagne is uitgevoerd in 2013 langs de Waal als validatie van modelberekeningen met betrekking tot verspreiding van EC rondom binnenvaart. - Daarnaast is een start gemaakt met het ontwikkelen van een automatische meetmethode om langs vaarwegen volautomatische het zwavelgehalte in de door schepen gebruikte stookolie te bepalen. Aan een dergelijke methode is behoefte bij de scheepvaartinspectie. D. Stad, straat en maatregelen De activiteiten in dit werkpakket zijn gericht op onderzoek naar de verspreiding van verkeersgerelateerde PM emissies: uitlaatemissies van roet (EC=elementair koolstof en PNC=Particle Number Concentration) en niet-uitlaatemissies (banden en remslijtage en opwervelend wegenstof) en maatregelen om deze emissies en blootstelling te verminderen. In dit werkpakket is gestreefd naar verdubbeling van het onderzoeksbudget door aansluiting bij (lopende) Europese programma’s. Van het huidige budget is meer dan de helft vastgelegd in langlopende Europese opdrachten (Transphorm, Urgenche en wellicht BOP3). In 2013 is gewerkt aan de volgende onderwerpen: - Niet-uitlaat emissies: In 2013 is de samenwerking met de onderzoeksgroep van prof. X. Querol (Barcelona) voortgezet. In dit kader is een gezamenlijk artikel gepubliceerd (Amato et al., 2013) dat beschrijft dat de modellering en eventueel mitigatie van resuspensie een locatie-afhankelijke aanpak vraagt. Het gedrag in een Nederlandse stad en een Spaanse stad is fundamenteel verschillend. Ook is gekeken naar de opbouw (bronbijdrages) van het wegenstof. Een overzichtsartikel van de beleidsrelevantie van slijtage-emissies is gepubliceerd (Denier van der Gon et al., 2013) op basis van een in opdracht voor het ministerie Infrastructuur en Milieu georganiseerde workshop. Als vervolg op deze workshop is een meer op maatregelen gefocuste workshop in de Barcelona – debate series gehouden. TNO heeft hier het werk op gebied van emissie-inventarisaties gepresenteerd (B-debate (http://www.bdebate.org/en/moreinfo/2605). Daarnaast is gewerkt aan het interpreteren van de metingen van samenstelling van remvoeringen. Vanuit de opgebouwde kennispositie is voorzien dat TNO zal bijdragen aan een onderzoeksnotitie met betrekking tot slijtage-emissies voor het ministerie van Infrastructuur en Milieu. Het voortouw ligt echter bij het RIVM en de bedoeling is hier gezamenlijk op te trekken met de andere Nederlandse kennisinstituten.


-

-

-

-

-

-

9 / 63

Uitlaatemissies; Met betrekking tot uitlaatemissies (roet) is er in 2013 vanuit de KIP gelden geen cofinanciering ingezet op de uitvoer van projecten naar effectiviteit van maatregelen. Lokale overheden leken even een pas op de plaats te maken en zich te bezinnen op het toepassen van roet als additionele indicator. Echter, aan het eind van 2013 is wel een doorbraak gerealiseerd, namelijk het verwerven van een project voor het berekenen van effecten van verkeersmaatregelen op EC voor een werkgroep van gemeenten in de provincie Noord-Brabant. Omdat het organiseren van een landelijk platform onderdeel is van het project, is dit project zeer behulpzaam om roet op grotere schaal operationeel te krijgen in Nederland. Daarnaast wordt gewerkt aan een voorstel voor monitoring van effecten van de in Utrecht in te voeren milieuzone op basis van EC metingen, uit te voeren in 2014. Time activity patterns; Naast onderzoek naar effectieve maatregelen om gezondheidseffecten van transport te verminderen, is onderzoek uitgevoerd naar de effecten van dagelijkse activiteiten. De aandacht gaat daarbij uit naar blootstelling van weggebruikers aan wegverkeersemissies van ultrafijn en EC/OC in onder andere bussen, auto’s, metro, fiets. Bovenbeschreven onderzoek is gedeeltelijk uitgevoerd binnen het Europese project TRANSPHORM. Het gezamenlijk publiceren is echter uitgesteld naar 2014. Uurlijks modelleren: Software voor uurlijks modelleren van de luchtkwaliteit is ontwikkeld voor alle binnenstedelijke wegtypen. Dit is nodig voor toepassing als dynamisch verkeersmanagement en luchtkwaliteit-app, waarin behoefte is aan real time informatie. Er is tevens een testversie ontwikkeld van een gekoppeld uurlijks emissieluchtkwaliteitsmodel in afstemming met thema Mobiliteit. Beperkte verificatiestudies zijn uitgevoerd in Rotterdam en Amsterdam, afronding daarvan is voorzien in 2014. Mobiel meten: in een pilot proef gecofinancierd door de Stadsregio Rotterdam is een data-analysemethode voor mobiel meten van luchtkwaliteit (op een tram) ontwikkeld en vastgelegd. Daarnaast is een visie ontwikkeld op de meerwaarde van mobiel meten voor beleidsmakers. Resultaten van de pilot zijn op de conferentie Ambient Air Monitoring in Londen gepresenteerd. Ook is een presentatie op Air Quality 2014 voorzien. Luchtkwaliteit-app: in 2013 is een teaser van een luchtkwaliteit-app voor Android ontwikkeld en is een plan van aanpak gemaakt voor vervolgstappen. In 2014 zal met cofinanciering gewerkt wordt aan doorontwikkeling. Sensoren: Een proef naar wat TNO te bieden heeft als testfaciliteit voor de ontwikkeling van nieuwe luchtkwaliteitsensoren is uitgevoerd in samenwerking met het Holst Center. De combinatie van het gasgeneratielab en eigen veldmetingen (of via relaties binnen de meetnetwerken in Nederland) blijkt nuttig om sensorontwikkelaars te ondersteunen. In 2014 zal dit nader uitgewerkt worden (inclusief marktplan). Daarnaast is in 2013 aansluiting gezocht bij het initiatief AiREAS Eindhoven, waarbij we als TNO met onze modelkennis toegevoegde waarde kunnen ontwikkelen bij de interpretatie van de sensordata van sensoren die nu in Eindhoven operationeel zijn. Dit moet in 2014 verder gestalte krijgen.

E. Europese Steden Dit werkpakket is gericht op ontwikkeling en toepassing van luchtkwaliteitsmodellering in Europese steden op basis van “open source data”. Hiermee kan de luchtkwaliteit nu en in de toekomst in kaart worden gebracht. In 2013 is het ontwikkelde model gevalideerd met


10 / 63

metingen in verschillende steden. In 2014 zullen steden benaderd worden om het gevalideerde model te kunnen testen aan de hand van meer gedetailleerde data en modellen.

F. Gezondheidsindicator, epidemiologie en luchtkwaliteit De activiteiten in dit werkpakket omvatten de volgende twee onderdelen: - Promotie Aleksandra. Voor onderzoek van de meest gezondheidsschadelijke fractie van fijnstof wordt het verband onderzocht tussen de chemische samenstelling, het oxidatief potentieel en gezondheidseffecten. Binnen het Europese project ESCAPE zijn monsters verzameld en geanalyseerd. Het promotieonderzoek van Aleksandra richt zich op het bepalen van de chemische samenstelling van fijn stofmonsters, het bepalen van het oxidatief potentieel van fijn stofmonsters; het bepalen van de correlatie van chemische samenstelling en de gezondheidseffecten; - Longfondsproject (In het project “Effect van dieselemissies op bronchiaal epitheelcellen COPD en astmapatiënten’ wordt onderzocht of epitheelcellen van astma en COPD patiënten gevoeliger zijn voor dieselblootstelling in vergelijking tot een gezonde groep. Hierbij is speciale aandacht naar ontsteking en de gevoeligheid voor infecties door kortdurende blootstelling aan hoge concentraties. Het is op dit moment niet duidelijk in hoeverre deze korte blootstellingen aan hoge piekconcentraties bijdragen aan de gevolgen op lange termijn op de gezondheid. De resultaten van dit onderzoek kunnen bijdragen aan het nemen van adequate preventieve maatregelen door de astma- en COPD-patiënt, die gericht zijn op het vermijden van de meest schadelijke situaties Nr.

Geef lijst van geplande rapporten, artikelen, congrespresentaties etc.

WP1

Regionale concentraties en Cabauw van Beelen, A. J., Roelofs, G. J. H., Hasekamp, O. P., Henzing, J. S., and Röckmann, T.: Estimation of aerosol water and

1.1

chemical composition from AERONET at Cabauw, the Netherlands, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 13, 15191-15232,

xx/07/13

doi:10.5194/acpd-13-15191-2013, 2013 Mann, G. W., et al., and Henzing, J. S.: Intercomparison and evaluation of aerosol microphysical properties among 1.2

AeroCom global models of a range of complexity, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 13, 30841-30928, doi:10.5194/acpd-13-

27/11/13

30841-2013, 2013. Beddows, D. C. S., et al.., de Leeuw, G., Henzing, B., Denier van der Gon, H. A. C., and Visschedijk, A. J. H.: Variations in 1.3

tropospheric submicron particle size distributions across the European continent 2008–2009, Atmos. Chem. Phys. Discuss.,

Nov/13

13, 31197-31249, doi:10.5194/acpd-13-31197-2013, 2013. Paglione, M., Kiendler-Scharr, A., Mensah, A. A., Finessi, E., Giulianelli, L., Sandrini, S., Facchini, M. C., Fuzzi, S., Schlag, 1.4

P., Piazzalunga, A., Tagliavini, E., Henzing, J. S., and Decesari, S.: Identification of humic-like substances (HULIS) in oxygenated organic aerosols using NMR and AMS factor analyses and liquid chromatographic techniques, Atmos. Chem.

Nov/13

Phys. Discuss., 13, 17197-17252, doi:10.5194/acpd-13-17197-2013, 2013 WP2

Praktijkemissies

2.1

Peer-reviewed artikel mbt on-line detectie EC: uitgesteld naar 2014

WP3

Scheepvaart en Industrie

3.1

Peer-reviewed artikel + tijdschrift Lucht mbt EC/PNC verdeling rondom vaarwegen

3.2

Keuken M.P., Jonkers S., Moerman M., Hoek G., 2013. Roetconcentraties langs drukke binnenvaarwegen in Nederland. Tijdschrift Lucht 4, 8-12 (plus artikel in voorbereiding tbv peer-review)

WP4

Stad, straat en maatregelen

4.1

Peer-reviewed artikel mbt micro-environment – TRANSPHORM: uitgesteld naar 2014

4.2

Peer-reviewed artikel mbt modelvergelijking (R’dam) – TRANSPHORM: uitgesteld naar 2014

4.3 4.4

01/12/13 01/08/13

Peer-reviewed artikel mbt slijtage emissies: In voorbereiding “Elemental composition of automotive brake materials in the Netherlands” J. Hulskotte, HAC Denier van der Gon et al, (wordt 2014). + 4.4 and 4.5 Denier van der Gon, Hugo, Miriam E. Gerlofs-Nijland, Robert Gehrig, Mats Gustafsson, Nicole Janssen, Roy M. Harrison, Jan Hulskotte, Christer Johansson, Magdalena Jozwicka , Menno Keuken, Klaas Krijgsheld, Leonidas Ntziachristos,

01/02/13


11 / 63

Michael Riediker, Flemming R. Cassee,. The Policy Relevance of Wear Emissions from Road Transport, Now and in the Future – An International Workshop Report and Consensus Statement, American Journal of the Air & Waste Management Association, 63; pages 136-149, 2013 http://dx.doi.org/10.1080/10962247.2012.741055 Amato, F, Martijn Schaap, Hugo A.C. Denier van der Gon and Menno Keuken, Marco Pandolfi, Andrés Alastuey and Xavier 4.5

Querol., Short-Term Variability Of Mineral Dust, Metals And Carbon Emission From Road Dust Resuspension,

01/08/13

Atmospheric Environment 74; pages 134-140, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.03.037 Jozwicka M. et al., “The Art of non-exhaust Emission Inventorying and Application in Scientific Studies” presented at 4.6

“Urban Air Quality: the Challenge of Non-exhaust Road Transport Emissions” Barcelona, July, 11 and 12, 2013;

11/07/13

http://www.bdebate.org/en/moreinfo/2605 4.7 4.8

Keuken M.P., Voogt M., Moerman M. en van den Elshout S., 2013. Verschil blootstelling tussen straten en achtergrond groter dan gedacht. Tijdschrift Lucht 1, 21-25 Keuken M.P., Moerman M., Voogt M., Blom M., Weijers E.P., Röckmann T. and Dusek U., 2013. Source contributions to PM2.5 and PM10 at an urban background and a street location. Atmospheric Environment 71, 26-35

01/03/13 01/03/13

Keuken M.P., Zandveld P., Jonkers S., Moerman M., Jedynska A.D., Verbeek R., Visschedijk A., Elshout van den S., 4.9

Panteliadis P., Velders G.J.M., 2013. Modelling elemental carbon at regional, urban and traffic locations in The

01/03/13

Netherlands. Atmospheric Environment 73, 73-80 4.10

Keuken M.P., 2013. Gebiedsbeheer en luchtkwaliteitsmetingen: een overzicht. Symposium DCMR “ Iedereen meet luchtkwaliteit: wat nu?! 5 juni 2013

06/06/13

Swaluw van der E., Denier van der Gon H., Hendriks C., Hoogerbrugge R., Matthijsen J., Keuken M.P., Schaap M., Weijers 4.11

E., Wichink R., 2013. Summary of the second Netherlands Research Program on Particulate Matter (BOPII). RIVM,

01/06/13

Bilthoven, Report 680356002/2013 (http://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/680356002.html) 4.12 4.13

Voogt, M.H., P.J. van der Mark, A.R.A. Eijk, P. van Breugel. Mobile monitoring of air quality in the city of Rotterdam. Oral presentation at AAMG-RSC Monitoring Ambient Air 2013 (10 December 2013, London). Voogt, M.H., P.J. van der Mark, A.R.A. Eijk, P. van Breugel. Mobile monitoring of air quality in the city of Rotterdam. Accepted for oral presentation at Air Quality 2014 (24-28 March 2014, Garmisch Partenkirchen).

WP5

Europese steden

5.1

Peer-reviewed artikel mbt meetdata in steden & open-source modelleren

5.2

wind of an airstrip and an industrial area in the Netherlands” M.P. Keuken, B. Henzing, M. Voogt and M. Moerman Rapport mbt Supersites

WP6

Gezondheid

2014

01/12/13

Presentatie EFCA 2013, Brussel 16-17 mei 2013 “Ultrafine particles at the regional background in 2005-2012 and down-

5.3

10/12/13

16/05/12

Long-term effects of particulate matter components on inflammatory blood markers in European cohorts 6.1

Regina Hampel1, Annette Peters1, Rob Beelen2, Bert Brunekreef2,3, Josef Cyrys1,4, Ulf de Faire5, Kees de Hoogh6, Kateryna Fuks7, Barbara Hoffmann7,8, Anke Hüls7, Medea Imboden9,10, Aleksandra Jedynska11, Ingeborg Kooter11, et al. submitted to

01/12/13

American Journal of Respiratory and Critical Care Associations between particulate matter elements and early-life pneumonia in seven birth cohorts: results from the TRANSPHORM project Elaine Fuertes1,2, Elaina MacIntyre1, Raymond Agius3, Bert Brunekfreef4,5, Simone Bucci6, Giulia 6.2

Cesaroni6, Marta Cirach7,8,9, Josef Cyrys10,11, Francesco Forastiere6 , Ulrike Gehring4, Olena Gruzieva12, Barbara Hoffmann

13,14

15

15

14

15

, Aleksandra Jedynska , Menno Keuken , Claudia Klümper , Ingeborg Kooter ,et al. submitted to Env

Health Perspectives Long-term exposure to particle 1 components and natural cause mortality: an analysis of 19 European cohorts within the 6.3

multi-center ESCAPE and TRANSPHORM projects Rob Beelen1, Gerard Hoek1, Ole Raaschou-Nielsen2, et al. submitted to Env Health Perspectives Long-Term Exposure to Elemental Constituents of Particulate Matter and Cardiovascular Mortality in 19 European Cohorts:

6.4

Results from the ESCAPE and TRANSPHORM Projects Meng Wang1, Rob Beelen1, Massimo Stafoggia2 et al. submitted to Environmental International Journal Presentatie: Longdagen 2013 “A new in vitro model of diesel exposure for human bronchial epithelial cells.” Maria C.

6.5

Zarcone1, Evert Duistermaat2, Gimano D. Amatngalim1, Pieter S. Hiemstra1 and Ingeborg Kooter2; 1 Department of Pulmonology LUMC, 2 EELS, TNO

6.6

Development of an in vitro diesel exposure model

01/12/13


12 / 63

for human bronchial epithelial cells Maria C. Zarcone1, Evert Duistermaat2, Gimano D. Amatngalim1, Pieter S. Hiemstra1 and Ingeborg Kooter2 ERS conference 7-11 Sept 2013 Barcelona 6.7 6.3

Spatial variations of PAH, hopanes/steranes and EC/OC concentrations within and between European study areas. Aleksandra Jedynska a, Gerard Hoek b, Marloes Eeftens submitted to Atm Env Peer-reviewed artikel mbt blootstelling luvo en social-economische data ihkv URGENCHE in 2014

A. Kennisinvesteringsproject Fysieke inrichting De maatschappelijke vraag om een schone, veilige en gezonde leefomgeving neemt toe. Gemeenten en woningcorporaties zoeken oplossingen voor de lastige opgave om buurten, wijken en stadsgebieden bij ontwikkeling en herinrichting leefbaarder en vitaler te maken. Ze worden daarbij nog onvoldoende geholpen door beschikbare adviezen en beschikbaarheid van meetinstrumenten om ingrepen mee te beoordelen. Samen met deze vragende partijen, maatschappelijke organisaties en onderzoeksinstellingen verricht TNO onderzoek en zijn in 2013 experimenten gestart. De volgende onderwerpen zijn hiervoor aan de orde: A. Ontwikkeling en vertaling van kennis RO en bewegen Binnen het project Kwetsbare ouderen is in samenwerking met Erasmus MC (Dr F. van Lenthe) onderzocht hoeveel en hoe intensief ouderen bewegen, onder invloed van de gebouwde omgeving, en wat het effect is op hun zelfredzaamheid en kwaliteit van leven. Dit heeft geresulteerd in drie wetenschappelijke artikelen die bij journals zijn aangeboden, en congresbijdragen. Daarnaast is in 2013 het project ‘Schoolzones’, gehonoreerd door ZonMw programma Sport. Middelen uit het Vraaggestuurde programma zijn hierbij als contrafinanciering gebruikt. Het project is gestart in samenwerking met VU Medisch Centrum, Royal HaskoningDHV, Stadsregio Amsterdam, Jantje Beton, GGD Amsterdam, Haagse Hogeschool, Nederlands Instituut voor Sport en Bewegen. In 2013 zijn met name voorbereidende werkzaamheden voor het interventie-onderzoek (het effect van schoolzones op verkeersveiligheid en beweeggedrag) verricht: werving van gemeenten en basisscholen, selectie en uitwerking van de methoden, opstellen van het communicatieplan. Deze werkzaamheden zijn vastgelegd in publicaties en gepresenteerd tijdens congressen in nauwe samenwerking met onder meer Erasmus MC, de Haagse Hogeschool en partijen in het veld (bijvoorbeeld vijf wetenschappelijke publicaties in 2013 en participatie in de Week van de Openbare ruimte (met vermelding van TNO-expertise in het congresboek). B. Verwerking van “de Rotterdamse Norm”in een beweegmodule in Urban Strategy. De Rotterdamse Norm software is als prototype getoond aan en besproken met ESRI, een toonaangevende GIS-software ontwikkelaar met een groot netwerk van gebruikers (inter)nationaal (onder andere het software pakket ArcGis), waaronder gemeenten (zie ook samenwerking in kader van Urban Strategy onder onderzoekslijn 1). Het betrekken van deze partner heeft diverse voordelen: ze hebben veel gebruikers en kunnen softwareondersteuning bieden, terwijl TNO zich als inhoudelijk expert kan positioneren. ESRI werkt vooral aan visualisatie van de ‘steady state’ waar TNO aan kan toevoegen: visualisatie van het effect van ruimtelijke maatregelen op basis van haar modellen. ESRI heeft goede contacten met gemeenten, ESRI heeft recent voor Eindhoven alle geo-data geautomatiseerd en Eindhoven wil graag met deze GIS-data aan de slag. ESRI en TNO willen Eindhoven gebruiken als een pilot voor de beweegmodule en het wijkdashboard (ontwikkeld in kader van een ander TNO programma in samenwerking met de gemeente Rotterdam). Dit initiatief vindt zijn vervolg in 2014. Met Matthijs de Boer stedenbouw en Venhoeven Architecten is gezamenlijk een projectaanvraag (in competitie) geschreven voor de stad Antwerpen. Het

01/12/13


13 / 63

projectvoorstel is niet geselecteerd. Mogelijkheden voor soortgelijke projecten worden actief gevolgd. C. Gezondheidsbaten van ruimtelijke inrichting Het in 2012 ontwikkelde MKBA framework is in samenwerking met TNO Lifestyle, TNO Strategic Business Analysis, TNO Sustainable Productivity & Employability toegepast op investeringen in de publieke ruimte (casus: schoolzone), in overleg met diverse stakeholders (o.a. gemeenten). Dit heeft geleid tot een ‘value network’ en semi-kwantitatieve inschatting van de kosten en baten. In een volgende stap moeten deze resultaten in concrete projecten in samenwerking met andere partijen verder worden uitgewerkt en uiteindelijk in het platform Urban Stragey landen.

B. Kennisinvesteringsproject Geluid in de Urbane leefomgeving Een belangrijk milieuprobleem in de stedelijke leefomgeving is het omgevingsgeluid. Geluid van verkeer en industrie veroorzaken hinder, slaapverstoring en gezondheidsproblemen, vooral in stedelijke omgeving. De kennisslag die moet worden gemaakt, bestaat uit: a) Emissie, verspreiding en blootstelling TNO ontwikkelt praktische kennis over het opzetten en inrichten van modelgebaseerde meetsystemen voor geluid, in combinatie met andere milieustressoren. Deze systemen maken gebruik van een netwerk van een groot aantal sensoren, waarbij meetresultaten worden gecombineerd met efficiënte rekenmodellen voor geluid. Er moet praktische kennis en ervaring worden opgedaan over het functioneren van sensornetwerken in praktische situaties. Om de systemen te realiseren, is er behoefte aan de ontwikkeling van praktische rekenmodellen voor complexe situaties, zowel geometrisch complexe situaties (stedelijke omgeving) als meteorologisch complexe situaties (Schiphol, Maasvlakte). Daarnaast is validatie van rekenmodellen door middel van geluidmetingen noodzakelijk. De benodigde kennisslag voor verfijning van modellen voor blootstelling van mensen aan geluid is de ontwikkeling van nauwkeurige modellen die rekening houden met de geluidisolatie van woningen, een stille achterkant van een woning, de omgeving van woningen, of zelfs met de complete persoonlijke blootstelling van mensen gedurende de dag en de nacht. Deze ontwikkeling moet afgestemd worden op parallelle ontwikkelingen voor de effecten op de mens van deze elementen van blootstelling aan geluid, bijvoorbeeld: het positieve effect van een stille achterzijde van een woning. b) Effecten Kennisvragen op het terrein van geluid en gezondheid zijn  Hinder: Hoe is de relatie tussen dosis en effecten op de mens ten gevolge van “nieuwe” bronnen (onder andere windturbines, hoge snelheidstreinen, airconditioning) en wat zijn de niveaus van belasting horend bij een gegeven ‘aanvaardbaar’ percentage gehinderden? Hoe is de relatie tussen geluidbelasting en hinder in de tijd veranderd voor geluid? In welke mate kunnen fysieke omgevingsaspecten zoals isolatie, woningindeling, een stille achtergevel of stille en/of groene omgeving de effecten van geluid verminderen?  Slaapverstoring: In welke mate en op welke manier beïnvloedt omgevingsgeluid verschillende aspecten van de slaap? Wat is het psychologisch/fysiologisch model voor het onderliggende mechanisme waarmee geluidblootstelling via slaapverstoring op de langere termijn tot ernstige gezondheidseffecten kan leiden?




 

14 / 63

Blootstellingskarakteristieken: Welke aspecten van geluidblootstelling zijn - naast Lden Lnight - van belang voor de effecten op de mens (o.a. aantal gebeurtenissen, pieken, percentage van de tijd relatief stil, verdeling van geluidpieken over de tijd)? Laagfrequent geluid/trillingen: Wat is de invloed van laagfrequent geluid of trillingen op de hinder of slaapverstoring door bronnen? Gecombineerde blootstellingen: Wat is de relatieve bijdrage van wegverkeersgeluid en luchtverontreiniging in de effecten op ziektelast en verhoogde sterfte rond wegen?

In 2013 is gewerkt aan: A. geluid en effecten op de mens Dit werk gebeurt voornamelijk in het kader van deelname aan Europese onderzoek op dit gebied. EU project QSIDE Het project is succesvol afgesloten. Alle deliverables zijn beschikbaar op de website www.qside.eu. Over de volgende onderwerpen zijn rapporten geschreven: ontwikkeling van een geluidmodel voor afgeschermde locaties; ontwikkeling van een methode voor het voorspellen van het effect van stille gevels op hinder door verkeersgeluid (gebaseerd op locaties Amsterdam, Gent, Antwerpen, Gothenburg en Zweden) en demonstraties en scenario’s, hierin wordt onder meer ingegaan op scenario’s voor omgevingsgeluid in het licht van duurzame stedelijke ontwikkeling. De analyses zijn afzonderlijk wel gepubliceerd in IJERP en op congressen. Op de website www.qside.eu staan aanbevelingen voor geluidniveaus op stille gevels en in stille gebieden. Op 24 april is een workshop voor Europese steden georganiseerd in Lyon, net voorafgaand aan een vergadering van de WG Noise van Eurocities onder leiding van Henk Wolfert. Ondanks deze combinatie van bijeenkomsten was de opkomst vrij laag. Wel is een goede discussie gevoerd naar aanleiding van de presentatie van QSIDE resultaten, alsmede twee gerelateerde Europese projecten (HARMONICA en HUSH). De financiële afronding van het project heeft een aanzienlijke inspanning gekost, aangezien TNO als coördinator van het project de financiële documenten van alle partners combineerde. De resultaten van het project zijn uitgebreid verspreid onder belangstellenden door middel van presentaties en publicaties in wetenschappelijke tijdschriften. Op het Nederlandse congres ‘Geluid, Trillingen en Luchtkwaliteit’ in november 2013 is een presentatie over het project gegeven door TNO. EU project CargoVibes In 2012 zijn diverse bestaande internationale databases geprepareerd voor analyse en is tevens een nieuw aanvullend onderzoek in Nederland en Polen geanalyseerd en gerapporteerd. Op basis van deze gegevens is in 2013 een dosis-effect-relatie opgesteld voor hinder door trillingen van railverkeer. De analyse en rapportage hiervan is begin 2013 voltooid en de resultaten zijn gepresenteerd op Internoise2013 in Innsbruck en in de bijbehorende congrespaper. Daarnaast zijn de resultaten verwerkt in een ‘guidance document’, opgesteld in samenwerking met andere partners, bedoeld voor de beoordeling van trillingen en ‘structure-borne’ geluid (secundair geluid veroorzaakt door trillingen in het gebouw) door vrachttreinen in de woonomgeving. Sensornetwerken en modelgebaseerd meten. Analysemodules en rekenmodellen Om voor een groter gebied in de stedelijke omgeving de koppeling tussen meet- en modelresultaten te maken, is in samenwerking met Urban Strategy een module ontwikkeld om de modelgegevens uit te lezen en om tevens het model aan te passen als de meetgegevens daartoe aanleiding geven. De module is ingezet en getest voor verkeersgeluid B.


15 / 63

in Vught. In het najaar van 2013 zijn met het monitorsysteem in Vught grootschalige metingen van verkeersgeluid en treingeluid uitgevoerd. De metingen zijn verricht langs het spoor en in enkele drukke straten (zie ook C). Bij de analyse is ‘model based monitoring’ toegepast waardoor op betrouwbare wijze ook het geluid kon worden bepaald voor locaties waar niet was gemeten (variërend in tijd en frequentie). De resultaten van de analyse zijn ingevoerd in een Urban Strategy model van Vught. Hiermee kunnen de actuele bronniveaus als functie van de tijd worden gebruikt en realistische geluidniveaus in de stedelijke omgeving worden bepaald. Een van de opvallende resultaten is dat het gemeten treingeluid aanzienlijk minder is dan uit de standaard rekenmethode volgt. Vraagpunten die bij de analyse en rekenmodellen zijn overgebleven, zullen in 2014 verder opgepakt worden. In 2013 waren de Cnossos ontwikkelingen nog niet zover dat het opportuun was om daarvan voor de analyse gebruik te maken. Classificatie van gemeten geluid De ontwikkeling van het automatisch herkennen van geluiden is in 2013 voortgezet. Er is in eerste instantie voor gekozen om niet de database uit te breiden met nieuwe geluidbronnen, maar om het classificatie-instrument real time te maken. Het uitbreiden van de database met nieuwe bronnen is een activiteit die we zoveel mogelijk binnen commerciële opdrachten gaan uitvoeren. Deze nieuwe technologie maakt het in de toekomst mogelijk om geluidsbronnen in het verkeer te detecteren (“de flitspaal voor geluidsbronnen”). Voor het real time classificeren is een module gemaakt die real time classificatie uitvoert voor een beperkt aantal verkeersgeluidbronnen die al waren opgenomen in de database. Deze module is geïmplementeerd op de geavanceerde draadloze meetposten. Het is hiermee mogelijk gebleken om de classificatie direct op gemeten data en daardoor real time uit te voeren. Het real time classificatie-instrument is ingezet tijdens de verkeersgeluidmetingen in Vught (zie C.). De resultaten daarvan zullen begin 2014 worden geanalyseerd. In 2014 worden deze ontwikkelingen, die van groot belang zijn voor onbemande monitoring, voortgezet. C. Meten van lokale geluidhinder Ontwikkeling van methodiek voor bepalen van lokale geluidhinder In 2013 hebben we belangrijke vooruitgang geboekt op het terrein van ‘lokaal bepalen van geluidhinder’. We hebben een praktijkproef uitgevoerd in Vught, in een buurt waarin wegverkeersgeluid en railverkeersgeluid hinder veroorzaken bij de bewoners. De buurt staat bekend als ‘De Oksel’ vanwege de ligging tussen rijksweg N65 en de spoorlijn ’s Hertogenbosch – Eindhoven.

Gedurende een week hebben we met een sensornetwerk geluidmetingen uitgevoerd op 35 posities in de buurt. Tegelijkertijd heeft een aantal bewoners hinder door het verkeersgeluid bijgehouden in een ‘dagboek’. Daarnaast hebben bewoners vragenlijsten ingevuld over geluidhinder, slaapverstoring, trillingen, en persoonlijke kenmerken, met als doel om meer


16 / 63

grip te krijgen op de lokale oorzaken van de geluidhinder. Er wordt momenteel gewerkt aan de voltooiing van de analyse van de praktijkproef. De voorlopige resultaten laten zien dat het toepassen van onze methodiek van ‘lokaal bepalen van geluidhinder’ leidt tot een beter inzicht in de geluidproblemen dan met standaard methoden mogelijk is, en bovendien dat de effecten van geluidreducerende maatregelen beter kunnen worden voorspeld. De effecten worden niet uitgedrukt in decibellen maar in reducties van het aantal mensen met (ernstige) geluidhinder. Verder is de techniek van ‘model gebaseerde monitoring’ toegepast om geluidniveaus te bepalen in het gehele onderzoeksgebied, inclusief de variatie van het geluidniveau met de tijd. Met deze techniek kunnen parameters bepaald worden die de dynamiek van verkeersgeluid representeren (bijvoorbeeld Illustratie van de geluidmeting gedurende een week in Vught met een geluidpieken), welke mogelijk naast het sensornetwerk van 35 microfoons. gemiddelde geluidniveau als secundaire parameters van invloed zijn op de geluidhinder. Bij de geluidmetingen in Vught zijn de geluidsignalen real-time zichtbaar gemaakt op een website, en zijn ook soorten bronnen (claxon, scooter, auto, vrachtauto) geïdentificeerd in het geluidsignaal. In 2014 zal het algoritme voor bronherkenning verder ontwikkeld worden voor andere typen bronnen. In 2014 zullen ook de resultaten gepresenteerd worden aan de gemeente Vught. Ook zal een bijeenkomst worden gehouden met de bewoners die nieuwsgierig zijn naar de resultaten van het onderzoek. De resultaten zullen ook elders gepresenteerd worden (congressen, andere gemeentes), met het oog op mogelijkheden om de ontwikkelde methodiek toe te passen voor marktpartijen. Verkenning van de invloed van vegetatie en andere niet-akoestische factoren op geluidhinder Het primaire doel van dit initiatief is het organiseren van een klein symposium of workshop om belanghebbenden in Nederland bij te praten over ontwikkelingen in ‘groene’ geluidmaatregelen en het mogelijk gunstige effect op de hinderbeleving in een groenere omgeving. Met ‘groene’ geluidmaatregelen worden maatregelen zoals in het Europees project HOSANNA bestudeerde maatregelen bedoeld, dus zowel het effect van ‘groen’ op schermen / geluidswallen als aanpassingen van de bodem. Met belanghebbenden worden Nederlandse geluidprobleemeigenaren zoals Rijkswaterstaat, provincies, gemeenten, Prorail, gemeentelijke OV-bedrijven en probleemoplossers als schermenbouwers en ingenieursbureaus bedoeld. Er is aansluiting gevonden bij het ingenieursbureau van de gemeente Amsterdam (IBA), die een bamboegeluidscherm ontwikkelen en willen testen. Verwacht wordt dat de hinderreductie groter is dan voorspeld op grond van decibelreductie alleen. Daarnaast zijn er mogelijk effecten op de ervaren leefomgevingskwaliteit. Mogelijkheden worden verkend om aan deze interventiestudie een belevingsonderzoek te koppelen.


17 / 63

Mogelijk wordt een workshop rondom dit initiatief opgezet en worden belanghebbenden rondom dergelijke groene maatregelen uitgenodigd om met elkaar en TNO te discussiëren. De volgende voorbereidende activiteiten zijn uitgevoerd: De HOSANNA disseminatieworkshop werd bezocht met het oog op het organiseren van een eigen bijeenkomst. Student Guido Straathof van de Universiteit Twente (Werktuigbouwkunde – akoestiek) is begeleid in de uitvoering van een opdracht die deze werkzaamheden ondersteunt. Er is gekeken naar de optimalisatie van het invoegverlies van aarden wallen binnen een ontwerpruimte waar met de geometrie van de wal, het bodemtype, eventueel geluidverstrooiende ribbels en eventueel een topscherm gevarieerd wordt. In zijn simulaties heeft hij met CFD het effect van wind meegenomen. De simulatieresultaten heeft hij onderbouwd met schaalmodelexperimenten. Zijn werk laat zien dat er nog relatief goedkope verbeteringen mogelijk zijn voor walontwerpers / probleemeigenaren door ribbels te gebruiken, de geometrie van de wal voor wind te optimaliseren en liever een hogere wal te construeren dan dezelfde hoogte met een topscherm te realiseren. De CEAS (Council of European Aerospace Societies) aero-acoustics specialist’s committee workshop is bezocht om de met de geluid verstrooiende ribbels behaalde resultaten bij Schiphol onder de aandacht van de luchtvaartlawaaigemeenschap te brengen. Het verhaal is positief ontvangen. Naar aanleiding van de bijeenkomst wordt insamenwerking met het Zweedse defensie R&D instituut FOI, een case voor toepassing van onze ribbelmaatregel en hinderonderzoek voor de luchthaven van Stockholm onderzocht. D. EU onderzoek railverkeersgeluid (Acoutrain) Binnen dit project is in 2013 de laatste hand gelegd aan het rapport over de meetmethode voor het meten van “booggeluid” met gebruik van On-Board en Trackside metingen en aan het rapport over het omzetten van type testing data op non-compliant TSI-spoor naar compliant TSI-spoor. Deze resultaten zijn gepresenteerd op de ‘International Workshop on Railway Noise’ in Zweden in 2013, alsmede op de CEN plenaire bijeenkomst over toekomstige standaarden voor spoorgeluid in de EU-regelgeving. De door TNO ontwikkelde methoden zijn belangrijke resultaten van het Acoutrain project. Nr.

Geef lijst van rapporten, artikelen, congrespresentaties etc.

NVT

1

QSIDE: Rapport over Action 2 van QSIDE: acoustic model

28 sep 2013

2

QSIDE: Rapport over Action 3 van QSIDE: human response model (intern consortium)

28 sep 2013

3

QSIDE: Rapport over Action 4 van QSIDE: demonstrations and scenarios

22 sep 2013

4

QSIDE: Recommendations for EU cities (website / document)

28 sep 2013

QSIDE: Rapport over Action 6 van QSIDE: workshop in Lyon on 24 April 2013

28 sep 2013

5

CargoVibes: Rapport met resultaten van analyse gecombineerde dataset

31 jan 2013

6

Conceptpublicatie “Hinderrelatie voor trillingen van vrachttreinen”

juni 2013

7

Rapportage met beschrijving van de ontwikkelde software en de classificatie toolbox en database

2014

8

Presentaties en publicatie op diverse congressen zoals Internoise en ICSV

Uitgevoerd

9

Presentatie aan ‘stakeholders’ van onderzochte lokale geluidprobleem

2014

10

Memo over de verkenning van akoestische en niet-akoestische factoren

2014


D.

18 / 63

Kennisinvesteringsproject Externe veiligheid

Kennisslag TNO maakt maatwerk mogelijk op het gebied van industrie en een veilige leefomgeving door middel van state-of-the-art effectmodellen, QRA methoden en GIS-koppelingen. In dit project zijn de volgende onderwerpen aan de orde: A. Numerieke modellering en parametisering Gebaseerd op de resultaten van 2012 worden de resterende parameters geïdentificeerd. Opzetten van een matrix voor de noodzakelijke berekeningen; uitvoeren van de CFD berekeningen. Analyse van de CFD berekeningen met betrekking tot vorm en verspreiding van zwaar gas. De resultaten worden gebundeld in een geparameteriseerd model dat beschikbaar gemaakt kan worden in bijvoorbeeld EFFECTS. De ontwikkelde kennis is toegepast in een generiek onderzoek naar High performance geluidsschermen. Voor de belangrijkste parameters zijn CFD berekeningen uitgevoerd, er zijn vormfuncties (correctiefactoren) gegenereerd voor aanpassing van de resultaten van het zwaar gasmodel in EFFECTS. Integreren in het model bleek lastig, als postprocessing stap wel uitvoerbaar. Klaar voor implementatie van resultaten van eenvoudig windscherm met een hoogte van 4 meter. Berekende resultaten zijn voor een fictieve case in het centrum van Tilburg vergeleken met Windtunnel experimenten voor Tilburg (zwaar gas en neutraal windtunnelexperimenten. gas), ook met eenvoudig windscherm Verder zijn twee geavanceerdere varianten van geluidschermen doorgerekend, met nog een windscherm met vortex generator op de wensenlijst voor vervolgonderzoek. B. EU project METALert In dit project wordt samengewerkt met de Vlaamse Instelling voor Technologische Onderzoek (VITO), en verschillende Chinese partijen: the Chinese Academy for Environmental Planning (CAEP), Chenzhou Provincial Enviromental Science Institute (CPESI) en nog negen partners uit China. * De startbijeenkomst werd gehouden in China. Hierbij is kennis gemaakt met de verschillende project partners en stakeholders. Ook zijn er enkele bezoeken gebracht aan bedrijven/sites die relevant zijn voor het project en mogelijk pilot sites zullen zijn. * Het inventariseren en beschrijven van de Europese wetgeving is begonnen. * Het ERS instrument zal zich richten op vijf sleutelindustrieën ( leerlooierijen, lood-accu productie, non-ferrous mining, non-ferrous smelting, chemische industrie). Voor elke industrie wordt een database samengesteld waarin scenario’s en brontermen staan voor het vrijkomen van zware metalen. Een industrie (leerlooierijen) is grotendeels uitgewerkt.


19 / 63

C. Effect – gevolg modellering Er is op basis van een inventarisatie van beschikbare rekenmethodieken een pluimstijgingsmodel ontwikkeld dat specifiek geschikt is voor “thermische effecten”. Dit model wordt momenteel gevalideerd en geverifieerd met onder andere Pluim-Plus berekeningen. Het gebruik van dynamische meteorologie is voorlopig komen te vervallen omdat de benodigde koppeling van meteogegevens budgettair niet haalbaar bleek. Teneinde de eventueel toxische werking van rookgassen te kunnen modelleren, moet dit model nog wel uitgebreid worden met het (reeds beschikbare) model voor “toxische verbrandingsproducten“ om het rookgasmengsel te berekenen. Daartoe zal in het komend jaar onder andere een mengseldefinitie toegevoegd worden aan EFFECTS. Het zwaargas model is volledig vertaald tot een interne rekenprocedure waardoor geen ondersteuning van de oorspronkelijke ontwikkelaar meer noodzakelijk is. De “oude” en “nieuwe” code zijn gevalideerd en blijken volledig identiek, hetgeen van groot belang is in verband met de acceptatie van de resultaten, en omdat daarmee ook aan de verificatie testen wordt voldaan. Ten behoeve van de visualisatie van interventiegebieden is de database uitgebreid met opslag van zogenaamde “interventiewaarden” van gevaarlijke stoffen. Deze drempelwaarden worden tevens toegevoegd aan de presentatiemogelijkheden van de “concentratiecontouren” waardoor, naast berekeningen van letaliteit en gewonden ook interventiecontouren (alarmeringsgebied, ontruimingsgebied) worden gepresenteerd. In het komend jaar wordt nog verder aandacht besteed aan de visualisatie van deze resultaten omdat de hoeveelheid informatie die nu uit de modellen komt nogal overweldigend is. D. Zelfredzaamheid en letselmodellering De letselmodellen in SeReMo voor triageklassen voor blootstelling aan warmtestraling zijn uitgebreid. Er is gebruik gemaakt van wetenschappelijke literatuur en raadpleging van een deskundige op het gebied van triagering (arts). De ontwikkelde methode is gebaseerd op het beschermende effect van kleding als functie van materiaaldikte en percentage beschermd lichaamsoppervlak. De methode is uitgewerkt en getoetst aan de hand van een rekenvoorbeeld van een benzineplasbrand. Onderstaande tabel toont de verkregen indeling van triageklassen voor verschillende graad verbranding, onderverdeeld naar zomer en winter: periode % onbeschermd lichaamsoppervlak

Zomer 35-60%

Winter 10-15%

Aard van verbranding Vlamvattende kleren

Triageklasse Overleden

overleden

3e graad brandwonden 2e graad brandwonden

T1 T1

T2 T2

1e graad brandwonden

T3

T3

Met behulp van de ontwikkelde methode kan het aantal slachtoffers voor bijvoorbeeld een benzineplasbrand worden berekend, die optreedt ten gevolge van het instantaan falen van een tankauto (zie figuur): Vanuit het kennisinvesteringsproject zijn noodzakelijke strategische werkzaamheden uitgevoerd die voortkwamen uit lopende projecten met SeReMo: ‘Kijk uit op de Westerschelde’ en ‘Kwantificering van de


20 / 63

effectiviteit van Maatregelen’. SeReMo is onder meer uitgebreid met de modelfunctionaliteiten ‘dwars op de wind vluchten’ en ‘hardlopen’. Bovendien zijn er technische aanpassingen gedaan om de gridresolutie te vergroten voor een hogere nauwkeurigheid van de berekeningen. Deze aanpassingen waren nodig, omdat berekeningen voor gewonden een groter gebied bestrijken dan berekeningen voor letaal letsel. Daarnaast is een prototype ontwikkeld van een gebouwevacuatiemodel, dat in de toekomst gekoppeld kan worden aan SeReMo. Een voorbeeld van toepassing van het SeReMo model voor het bepalen van de effectiviteit van verschillende handelingsperspectieven in geval van een toxische ammoniakwolk is gegeven in onderstaande figuur [Trijssenaar, Raben & Heidebrink, Kijk uit op de Westerschelde- slachtofferberekeningen, concept TNO-rapport, 2013]. De figuur toont de resultaten voor de letselconsequenties per handelingsperspectief voor een locatie in Vlissingen. De resultaten zijn voor een korte reactietijd, waarbij mensen 10 seconden na het zien van de botsing handelen. Indien men blijft staan is het letsel 90% letaal en 10% triageklasse 1. Schuilen levert lichter letsel op, namelijk circa 20% letaal letsel, 75% triageklasse 1 en 5% triageklasse 2 letsel. Een beter handelingsperspectief dan ‘schuilen’ en ‘blijven’ is dwars op de wind vluchten. Als men dit - dwars op de wind vluchten - wandelend doet, dan loopt men hooguit triageklasse 2 letsel op, als men dit hardlopend doet, loopt men geen letsel op, doordat men het bedreigde gebied verlaten heeft, voordat de wolk arriveert. Hieruit kan worden afgeleid wat voor dit scenario – het vrijkomen van een toxische ammoniak wolk- en voor deze situatie – reageren direct na het zien van de botsing - het beste handelingsperspectief is voor de burger. Het beste handelingsperspectief is hier dus: dwars op de wind vluchten, bij voorkeur hardlopend. Publicaties (rapporten, boeken, artikelen, voordrachten, websites e.d. ) genoteerd volgens standaard. Numerieke modellering en parameterisering ▬ Abma D., Parameterization of dense gas dispersion in the presence of straight barriers aimed at expanding the capabilities of the SLAB model. Part II, februari 2013. ▬ Hulsbosch-Dam C., Rosmuller N., Pilotstudie CFD voor de spoorzone Tilburg, TNO rapport, TNO060-UT-2013-00298, 2013. ▬ Hulsbosch-Dam C., Mack A., van Ratingen S., Rosmuller N., Trijssenaar I., H15-42: CFD Analysis for risk analysis in urban environments- Tilburg city case study, pp. 747-751, paper and presentation, 15th conference on Harmonisation within Atmospheric Dispersion Modelling for Regulatory Purposes, Madrid, Spain, 6-9 May 2013. ▬ Mack A., Spruijt M.P.N., Validation of OpenFoam for heavy gas dispersion application, Journal of Hazardous Materials, 262 (2013), pp504-516, 2013. ▬ Mack, A., Spruijt, M.P.N, CFD dispersion investigation of CO2 worst case scenarios including terrain and release effects, Energy Procedia, accepted for publication, 2013 Effect- en gevolgmodellering ▬ C. Hulsbosch, TNO Rapport “Testing of TNO Dense Gas Model”, 27 juni 2013. ▬ H. Boot, R. Sterkenburg, Notitie “Overview Plume Rise models”, 13 aug 2013 ▬ H. Boot, ”Quantifying Safety with a QRA: “To agree on the result, the method should be explicit”, Paper and presentation op Loss Prevention 2013, Florence, Italy ▬ H. Boot, “The use of Risk Criteria in comparing transport modalities”, Paper and presentation op Loss prevention 2013, Florence, Italy. ▬ I.J.M. Trijssenaar-Buhre, H. Boot, A. Mack, J. Tomas, “The discretized radiation Method, a method to perform heat radiation calculations for arbitrary shaped flame geometries”, Paper and presentation at Interflam 2013, Londen.


21 / 63

Zelfredzaamheid en letselmodellering ▬ Trijssenaar, I.J.M, Self Rescue Model development and application of a triage injury model and self rescue model, presentatie op ESREL conferentie 1 oktober 2013. ▬ Trijssenaar, I.J.M., M.J. van der Horst, M.Simons, R.P. Sterkenburg, Self Rescue Model- SeReMoa model to determine the effects of human behaviour and safety measures on the consequences of a hazardous material release, development of the new triage injury model and self-rescue for fire and explosion accidents, Safety, Reliability and Risk Analysis: Beyond the Horizon –Steenbergen et al. (Eds), ISBN 978-1-138-00123-7, 2014. Reinders J., Trijssenaar, I., Van letselmodellering naar triageklassen, concept TNO-rapport, 2013.

2.2.5

Nieuwe Stoffen/Chemical compounds Om tot een gezondere en duurzame leefomgeving te komen, is het essentieel om op een effectieve wijze nieuwe en opkomende potentiële milieugevaarlijke stoffen te kunnen signaleren en in kaart te brengen. Inzicht in emissies, verspreiding en risico’s van deze stoffen tijdens de gehele levenscyclus is daarbij cruciaal voor het beheersen van risico’s en het bieden van oplossingen. Dit vraagt om innovatieve meetmethoden en sensoren, die eenvoudig en goedkoop ingezet kunnen worden voor monitoring en meetnetten. Om in deze behoefte te kunnen voorzien, ligt de focus binnen deze onderzoekslijn bij het ontwikkelen en inzetten van slimme meetmethoden en sensor(netwerken) voor monitoring risicostoffen in de leefomgeving. Het onderzoek richt zich vooral op de meest relevante risicostoffen. De kennisontwikkeling is in 2013 ingezet op de onderstaande twee kennisontwikkelingslijnen met voor elke lijn een aantal uitgewerkte doelstellingen. Opkomende risicostoffen (emerging compounds) Emissie en verspreiding NPs  In het kader van NanoNextNl is een inventarisatie uitgevoerd naar emissie van NPs vanuit motorolie, remschijven, katalysatoren en autobanden. Een selectie van relevante MNPs (manufactured NPs) is gemaakt en op basis van deze literatuurgegevens zijn schattingen gemaakt van uitlaat -en slijtageemissies van NPs door wegverkeer.  In navolging op de meetcampagne in Rotterdam is in januari en februari 2013 een uitgebreide meetcampagne uitgevoerd in Cabauw. De volgende metingen zijn uitgevoerd: PM10, PM2.5, CPC, SMPS, impactoren, EC/OC, ICP-MS, SEM-EDX. Alle analyses zijn inmiddels uitgevoerd. Daarnaast is halverwege 2013 begonnen met de voorbereidingen op de meetcampagne in de Maastunnel. Deze meetcampagne zal in januari 2014 van start gaan.  Diverse meetmethoden zijn ontwikkeld voor tracers in autobanden, onder andere pyrolysemarkers (onder andere styreen, 4VCH en butadieen), benzothiazolen, organisch zink. Daarnaast zijn 30 autobanden volledig gekarakteriseerd op NPs, tracers, metalen en EC/OC. Deze informatie wordt gebruikt om emissiefactoren af te leiden voor de slijtage van autobanden en de emissie van NPs van autobanden in kaart te brengen. Eind 2013 is begonnen met een vergelijkbare actie voor motorolieen.  Simulatie van autobandslijtage experimenten zijn uitgevoerd bij Vredestein. Analyses zijn reeds uitgevoerd, maar dataverwerking zal begin 2014 uitgevoerd worden.  In samenwerking met RAPID, RIKILT, WUR en Alterra is meegewerkt aan diverse publicaties op gebied van blootstelling, opnameprocessen en gedrag van NPs met behulp van SEM-EDX. Een artikel is in 2013 gepubliceerd en drie artikelen zijn in 2013 ingediend.  Door de capaciteitsdruk van de huidige FEG-SEM-EDX en de ontwikkeling op gebied van SEM-detectoren (in lens detectoren die het mogelijk maken om individuele carbon nanotubes te zien) is een traject gestart voor de aanschaf van een nieuwe FEG-SEM-EDX. Door de steeds complexere wordende vraagstelling van klanten is een dergelijke nieuwe FEG-SEM noodzakelijk en het is van belang dat deze er in 2014 komt gezien de nieuwe EU-projecten.


22 / 63

Risico’s door nieuwe en hergebruikte materialen (SVOCs en MMFs)  Recent is gebleken dat uit herbariumcollecties kwik emitteren. Op basis van experimenteel onderzoek, waarbij gebruik gemaakt werd van een speciale emissiekamer, is de kwikemissie uit herbariummaterialen onderzocht waarbij het ventilatievoud per meetpunt varieerde. Uit dit onderzoek is geconcludeerd dat de kwikemissie volgens de Hoetjer-Berge-Fujii relatie is, dat wil zeggen dat de reciproque concentratie evenredig is met het ventilatievoud gedeeld door het emitterend oppervlak. Dit betekent dat modellering kan worden uitgevoerd bij toepassing van herbariummaterialen in bijvoorbeeld opslag en raadpleging. Aanbevolen wordt om te investeren in een gecontroleerde emissieopstelling, waarmee (bouw)materialen op afgifte kunnen worden geëvalueerd.  Gegevens over het voorkomen van semi-vluchtige organische stoffen (onder andere weekmakers, biociden, brandvertragers, ‘plastic stabilizers’ en organofosfaten) in Nederlandse woningen zijn niet of beperkt beschikbaar. Doordat deze niet beschikbaar zijn, zijn noch grenswaarden noch gezondheidskundige advieswaarden opgenomen. Van drie verschillende huisstoffen of stofgroepen, waarvan monsternames werden afgenomen, in zes verschillende huizen, waarbij gelet werd op verschillen als bouwjaar, meubels, ventilatie en type stofzuiger, werden analyses verricht op: OPE’s; Ftalaten en PBDE’s. Tevens werd ‘huisstof’ verzameld bij een consumentenelektronicawinkel. Voor de drie componentgroepen werd een analyseprocedure ontwikkeld inclusief opwerking van het huisstof. Ftalaten zijn duidelijk aanwezig in huisstof, de massa totaal ftalaat varieert per woning/monsterlocatie van 0,25 – 0,85 mg ftalaat per gram huisstof. Opvallend is dat de concentratie ftalaten in de consumentenelektronicawinkel vele malen hoger ligt: 15 mg/g. Arylfosfaten werden in elk monster huisstof teruggevonden. De massa totaal arylfosfaat varieert per woning/monsterlocatie van 0,06 – 0,22 mg arylfosfaten per gram huisstof. De concentratie arylfosfaten in de consumentenelektronicawinkel bleek in een gelijke ‘range’ aanwezig te zijn: 0,11 mg/g. Op dit moment worden nadere interpretaties uitgevoerd, gericht op type SVOC en monsternamelocatie. Gelet op de aanwezigheid van de variëteit aan SVOC’s in huisstof kan al worden gesteld dat er een discussie moet komen gericht op de gezondheid en gebruik van SVOC- houdende materialen. Ook zullen verdere studies, specifiek gericht op SVOC- emissie uit materialen meer inzicht moeten geven in de ontwikkeling van SVOC’s in woningen en elektronicabedrijven (consumentenelektronica).  TNO heeft als voorzitter en secretaris van de ISO asbestwerkgroepen TC146/SC3/WG1 en TC146/SC6/WG4 vergaderingen geleid en heeft deelgenomen aan de Duitse VDI Arbeitsgruppe met betrekking tot asbest. TNO heeft in NEN verband aanpassingen gerealiseerd aan diverse NEN normen: NEN 2990, NEN 2939, NEN 5707, NEN 5897, NEN 5898 en NEN 2991.  TNO heeft als voorzitter van de subcommissie Werkplek en Buitenlucht een tweetal commissievergaderingen geleid. In deze vergaderingen zijn trajecten begeleid ten aanzien van elementair koolstof als marker voor dieseluitlaatgasemissies op de werkplek versus de ontwikkelingen die op buitenluchtniveau spelen rondom dieselroet en classificatie hiervan in IARC klasse 1.  TNO heeft de Europese validatiestudie met betrekking tot EC/ binnen CEN TC264 "Air quality" WG35 “EC/OC in PM” voorbereid. TNO gaat in 2014 deelnemen in deze Europese validatie studie in samenwerking met andere Europese instituten: IDAEA-CSIC, GGD Amsterdam, IUTA, JRC, UBA, NPL. TNO gaat naast deze ECOC metingen ook een bemonsteringcampagne in Cabauw organiseren.  TNO is als Nederlandse afgevaardigde betrokken binnen CEN TC264 werkgroep 35 bij de ontwikkeling van een EU methode voor anionen en kationen in PM2,5. TNO heeft als werkgroeplid van ISO TC146 Flame retardants een bijdrage geleverd aan de ontwikkeling van een ISO norm voor Organophosphate esters in indoor air.


23 / 63

Nieuwe meetmethoden en sensornetwerken Ontwikkeling biologische effectmeting  Binnen het BSIK project DEAP (Ontwikkeling biologische effectmeting) wordt onderzoek gedaan naar het effect van dieselemissies op bronchiaal epitheelcellen van COPD en astmapatiënten door middel van een celblootstellingsysteem. Sinds begin 2012 is er een promovendus op dit project gestart, die is aangesteld bij het Leids Universitair Medisch Centrum. Op de locatie Zeist worden de experimenten uitgevoerd door middel van een dieselgenerator waarvan de uitlaatemissies naar het celsysteem worden geleid. Doordat er gewerkt wordt met vier verschillende units kunnen we in een enkelvoudige blootstelling een dosis-respons onderzoek van het 3D-celsysteem (gedifferentieerde bronchiaal epitheelcellen afkomstig van patiënten van het LUMC). Onderzoek naar verschillende blootstellingduur laat zien dat drie uur (ten opzichte van een en zes uur) blootstelling op genexpressieniveau een verhoging geeft van oxidatieve stress (HO-1) en inflammatie respons (IL-8). Opmerkelijk is ook een activatie van ER stress response (GADD34) op dit tijdstip. De invloed van ‘post-exposure’ tijdstip wordt momenteel onderzocht (zes uur versus 24 uur analyse na afloop van de blootstelling).  Om de ontwikkeling op biologische effectmetingen ook internationaal te kunnen harmoniseren, is er in september 2103 een Europees COST voorstel ingediend. Dit voorstel IN2SA: IN vitro INhalation model for human Safety Assessment heeft als doel om in vitro inhalatieblootstellingen en effectbepalingen te valideren voor wettelijke doeleinden en is een internationale coördinatie-actie.  De studie die is uitgevoerd met het celblootstellingsysteem aan dieselverbranding te Helmond is geaccepteerd voor publicatie in Toxicology in vitro.  Naar aanleiding van een contact met Ian Gilmour op de SOT conferentie 2012 is er een samenwerking gestart met de EPA. In deze samenwerking zijn er nitro- oxyPAH en PAH-analyses uitgevoerd op emissie-extracten van diesel- en biodieselverbranding. Dit om specifiek de mutageniteit van de monsters te kunnen correleren met de chemische samenstelling. Een eerste artikel hiervan is gepubliceerd in Environmental and Molecular Mutagenisis. WP 2.2 Ontwikkeling passieve technieken en sensor(netwerken) voor milieutoepassingen  In 2012 is de “proof of principle” aangetoond dat passieve sampling met behulp van silicone rubbers toegepast kan worden om concentraties aan SVOCs in lucht te bepalen. In 2013 is een laboratoriumopstelling gebouwd waarmee op basis van langsstromende lucht relevante parameters zijn bepaald voor een aantal stoffen en stofgroepen: PCBs, PAK, ftalaten en organofosfaten. Deze parameters zijn essentieel om de concentratie in lucht te kunnen bepalen. Het gaat om verdeling van coëfficiënten van de silicone rubbers en van de doelstoffen, diffussie coëfficiënten in het materiaal en opnamesnelheden/curves onder verschillende omstandigheden. In 2014 zullen de laboratoriummetingen worden voortgezet en zal er een praktijkvalidatie worden uitgevoerd in de Maastunnel aangezien daar bekend is dat er verhoogde concentraties aan PAK en PCBs aanwezig zijn.  Er is een assessment gemaakt van cases waar de inzet van sensoren van direct belang kan zijn: vliegtuigcabines (OPEs), transportcontainers (BTEX), verkeersmanagement (NO/NO2, deeltjes), lucht/waterkwaliteitsmeetnetwerken, industriële emissies (onder andere geuroverlast), PUR-isolatie (isocyanaten), recycling spaarlampen (Hg). Op basis hiervan is een aantal projecten gestart waarbij gezocht is/wordt naar bestaande sensoren en/of beschikbare technologie waaruit dergelijke sensoren ontwikkeld zouden kunnen worden. Met name is gekeken naar: - Een sensor om isocyanaten in de binnenlucht te kunnen meten tijdens en na het aanbrengen van PUR-schuim voor isolatiedoeleinden. Veelbelovend lijkt hier het gebruik van een photoacoustic spectroscopy (PAS) technologie. Om de benodigde detectiegrenzen (ppb niveau) met ‘real time’ metingen te halen, is nog wel verdere aanpassing nodig. - Om NO/NO2 real time goed te kunnen meten, is gewerkt aan selectieve coatings om NO/NO2 te kunnen complexeren op polymere coatings,


-

-

-

24 / 63

waarvan de fysische veranderingen dan weer door middel van photonische sensoren dan wel micro mechanische chips gemeten kunnen worden. Eerste experimenten met een gespincoate dunne laag van een mengsel van Zn-tetraphenylporphyrine, PVC en een weekmaker (dioctylsebaate) laten zien dat als 5 ppm NO2 in N2 over de coating worden geleid, dat met behulp van UV een duidelijke verandering in absorptieprofielen waar te nemen is. De gemeten responstijd is echte nog te lang. (24 uur). Voor de desorptiefase ( herstel van de sensor) is dit nog langer. In december 2013 is een aantal andere kandidaat-responsieve materialen onderzocht of deze een snellere kinetiek vertonen. Voor de ontwikkeling van autonome sensornetwerken voor water wordt gewerkt aan de ontwikkeling van een ‘waterchip’ (mede gefinancierd vanuit een STW-project). Integrated photonics sensor for on-line fingerprinting of water “. Hierbij zal een geïntegreerd platform voor waterkwaliteitmonitoring worden ontwikkeld om ‘events’ in water te kunnen meten/monitoren. Het platform bestaat uit een pH-sensor ontwikkeld door TNO Delft (een generieke refractive index sensor om ‘events’ in water te kunnen meten (Eventlab, Optisense), een temperatuursensor en een geïntegreerde ‘surface enhanced raman spectroscopie (SERS)’ module. Dit betreft een samenwerking tussen Optisense, Hatenboer-Water, TNO, WLN, Vitens, PWN en Oasen. Een consortium bestaande uit VSL, DCMR, Akzo, IMC, Vopak, Dow, ministerie van Infrastuctuur en Milieu en TNO wordt momenteel opgezet om de inzetbaarheid van sensoren voor emissiemetingen te exploreren. Netwerken van specifieke en minder specifieke sensoren (e-noses) zouden hiervoor geschikt kunnen zijn. Als specifieke sensor is interesse in een benzeensensor op basis van SPE-NIR. Er wordt onderzocht of een doorontwikkeling van iSPEX voor metingen van fijnstof/nanodeeltjes haalbaar is, zonder afhankelijk te zijn van direct zonlicht. iSPEX is ontwikkeld in Twente als iphone app/sensor om fijnstof in de lucht te kunnen meten. (de SPEX-technologie heeft z’n oorsprong binnen TNO). Gesprekken zijn gaande met Universiteit Utrecht (Keller), Universiteit Leiden (Snik), TNO Space en TNO Delft (optica). Interesse in dit onderwerp is er vanuit verschillende thema’s; Urbane Leefomgeving, Defensie en Sociale Zaken (work/employment).


25 / 63

Publiciteit: Publicaties (rapporten, boeken, artikelen, voordrachten, websites e.d. ) genoteerd volgens standaard.











   





 







C. Bekker, B. van Duuren-Stuurman, D.H. Brouwer, I.L. Tuinman, P.C. Tromp, and W. Fransman; Airborne manufactured nano-objects released from commercially available spray products: temporal and spatial influences. Journal Of Exposure Science And Environmental Epidemiology; 2014 Jan;24(1):74-81. doi: 10.1038/jes.2013.36 Peter C. Tromp, Joris Beuse, José H. Jacobs, Ingeborg M. Kooter, Guglielmina Fantuzzi and Dick Heederik; New insight in airborne levels of chloramines in indoor swimming pools: comparison of off-line analytical methods with on-site SIFT-MS; Submitted to Atmospheric Environment Van der Ploeg, Merel; Handy, Richard; Waalewijn-Kool, Pauline; Van den Berg, Hans; Herrera Rivera, Zahira; Bovenschen, Jan; Molleman, Bastiaan; Baveco, Hans; Tromp, Peter; Peters, Ruud; Koopmans, Gerwin; Rietjens, Ivonne; Van den Brink; Effects of silver nanoparticles (NM-300K) on Lumbricus rubellus earthworms and particle characterisation in relevant test matrices, including soil; Submitted to Environmental Toxicology and Chemistry. Meike van der Zande, Rob J. Vandebriel, Maria J. Groot, Evelien Kramer, Zahira Herrera Rivera, Kirsten Rasmussen, Jan S. Ossenkoppele, Peter Tromp, Eric R. Gremmer, Ruud J. B. Peters, Peter J. Hendriksen, Hans J.P. Marvin, Ad A.C.M. Peijnenburg, and Hans Bouwmeester; Sub-chronic toxicity study in rats orally exposed to nanostructured silica; Submitted to ACS NANO. Ruud R Peters, G. van Bemmel, H. Helsper, Agnes G AG Oomen, Zahira E Herrera ZE Rivera, Peter C Tromp, Anton A Rietveld, , Stefan S Weigel, Hans H Bouwmeester; Characterisation of titanium dioxide nanoparticles in food products: Analytical methods to define nanoparticles; Submitted to Nanoscale Presentatie: Longdagen 2013 “A new in vitro model of diesel exposure for human bronchial epithelial cells.” Maria C. Zarcone, Evert Duistermaat, Gimano D. Amatngalim, Pieter S. Hiemstra and Ingeborg Kooter. Presentatie: ERS conference 7-11 Sept 2013 Barcelona “Development of an in vitro diesel exposure model for human bronchial epithelial cells”, Maria C. Zarcone, Evert Duistermaat, Gimano D. Amatngalim, Pieter S. Hiemstra and Ingeborg Kooter. Kooter IM, Alblas M, Jedynska AD, Steenhof M, Houtzager MM, Ras MV; Alveolar epithelial cells (A549) exposed at the air-liquid interface to diesel exhaust: First study in TNO's powertrain test center; Toxicol In Vitro. 2013 Oct 23 Mutlu E, Warren SH, Matthews PP, King C, Linak WP, Kooter IM, Schmid JE, Ross JA, Gilmour MI, Demarini DM; Bioassay-directed fractionation and sub-fractionation for mutagenicity and chemical analysis of diesel exhaust particles; Environ Mol Mutagen. 2013 Sep 16 Presentatie ISEE 2013 “CONCENTRATIONS AND DEVELOPMENT OF LAND USE REGRESSION MODELS FOR SPECIFIC ORGANIC COMPONENTS IN 10 EUROPEAN LOCATIONS OF THE ESCAPE STUDY”, Aleksandra Jedynska, Gerard Hoek, Rob Beelen, Meng Wang, Josef Cyrys, Christian Madsen, Mark Nieuwenhuijsen, Kees de Hoogh Bert Brunekreef, Ingeborg Kooter. Poster presentatie ISEE 2013 “OXIDATIVE POTENTIAL IN 10 EUROPEAN AREAS OF THE ESCAPE STUDY: SPATIAL VARIATION AND LAND USE REGRESSION MODELS”, Aleksandra Jedynska, Gerard Hoek, Rob Beelen, Klea Katsouyanni, Giulia Cesaroni, Helgah Makarem, Kirsten T. Eriksen, Timo Lanki, Christophe Declercq, Bert Brunekreef, Ingeborg Kooter Jedynska et al, Spatial variations of PAH, hopanes/steranes and EC/OC concentrations within and between European study areas. Accepted in Atmospheric Environment Jedynska et al., Levoglucosan: Spatial variations concentrations within and between European study areas and development of land use regression models. Submitted to Atmospheric Environment Aileen Yang, Aleksandra Jedynska, Bryan Hellack, Ingeborg Kooter, Gerard Hoek Bert Brunekreef, Thomas AJ. Kuhlbusch, Flemming R. Cassee, Nicole AH. Janssen, Measurement of the oxidative potential of PM2.5 and its constituents: The effect of extraction solvent and filter type. Accepted in Atmospheric Environment J. Moldanova, E. Fridell, H. Winnes, S. Holmin-Fridell, J. Boman, A. Jedynska, V. Tishkova, B. Demirdjian, S. Joulie, H. Bladt, N. P. Ivleva, R. Niessner , Physical and chemical characterisation of PM emissions from two ships operating in European Emission Control Areas. Accepted in Atmospheric Measurement Techniques. M.P. Keuken, P. Zandveld , S. Jonkers, M. Moerman, A.D. Jedynska, R. Verbeek, A.




  

26 / 63

Visschedijk, S. Elshout van den, P. Panteliadis, G.J.M. Velders, Modelling elemental carbon at regional, urban and traffic locations in The Netherlands, Accepted in Atmosperic Environment María Cruz Minguillón, Marta Cirach, Gerard Hoek, Bert Brunekreef, Ming Tsai, Kees de Hoogh, Aleksandra Jedynska, Mark Nieuwenhuijsen, Xavier Querol, Spatial variability of trace elements and sources for improved exposure assessment in Barcelona. Submitted in Atmospheric Environment. Havermans, J.B.G.A., M.J.H. Houtzager and P. Jacobs, incident response monitoring technologies for aircraft cabin, submitted and accepted by ASHRAE Transactions, November 2013 Havermans, J.B.G.A., M.J.H. Houtzager, SPF crawl space insulation: Impact on indoor air quality. Presentation given at 11th international event on Emission and odors from materials. Certech, Brussels, October 17-18, 2013 S. Ates, Binnenlucht, inventarisatie van semi vluchtige en vluchtige componenten in het binnenmilieu. Stageverslag Hogeschool Utrecht FNT.

2.3

Deelprogramma Stad en Klimaat (Duurzame Stad)

2.3.1

Inleiding deelprogramma In dit deelprogramma wordt onderscheid gemaakt in drie onderzoekslijnen: 1. 2. 3.

Emissiemanagement en klimaatmitigatie Interactie klimaat en luchtkwaliteit Stedelijk metabolisme: Duurzame ketens en kringloopsluiting in de gebouwde omgeving

Het overgrote deel van de antropogene CO2-emissies hangt samen met activiteiten in het stedelijk gebied. De beoogde emissiereducties in broeikasgassen en andere luchtverontreinigende stoffen moeten in belangrijke mate daar hun beslag krijgen. Hoe geven we belanghebbenden een goed inzicht in de bronnen en gevolgen van deze emissies voor de luchtkwaliteit en het klimaat? Hoe ontwikkelt de luchtkwaliteit zich op continentale en regionale schaal en wat is de interactie tussen klimaatverandering en luchtkwaliteit? Welke technologische innovaties en handelsmechanismen kunnen ingezet worden om reducties zo efficiënt mogelijk te bereiken, rekening houdend met economische en maatschappelijke randvoorwaarden. Schaarste aan grondstoffen en de noodzaak om afvalstromen te reduceren, stellen overheid en bedrijven voor vragen op het gebied van duurzame productie en hergebruik. Innovaties die leiden tot een duurzamere productie kunnen leiden tot een beslissend economisch voordeel voor het bedrijfsleven en stedelijke regio’s. Welke innovaties kunnen ingezet worden voor het sluiten van de materialen- en waterkringloop in het stedelijk gebied? Hoe kan de mate van verduurzaming van deze kringlopen beoordeeld worden? Het Deelprogramma Duurzame Stad richt zich op het ontwikkelen van kennis en instrumenten die nodig zijn om om te gaan met de gevolgen van een veranderend klimaat in het stedelijk gebied en die beantwoorden aan de noodzaak om de uitstoot van ongewenste stoffen naar lucht en water te beperken en hergebruik van afval en water mogelijk maken. TNO ontwikkelt kennis en technologie voor lokale, nationale en Europese overheden en voor het bedrijfsleven. Daarbij kan TNO laten zien wat de effecten zijn van technische en


27 / 63

andere maatregelen en systemen in termen van emissies en milieukwaliteit. Dit alles gericht op stedelijk gebied op de schaal van wijken tot groot stedelijk gebied, zowel nationaal als internationaal. In 2013 is het onderzoek verder gebundeld om tot sterke onderzoekslijnen te komen:  Emissiemanagement en klimaatmitigatie De onderzoekslijn richt zich op het verkennen van de potenties en effecten van reductie van de uitstoot van broeikasgassen en luchtverontreinigende stoffen, rekening houdend met huidige en innovatieve technologieën en verschillende scenario’s voor (sectorale) ontwikkeling. Uiteraard bieden deze assessments de link met luchtverontreinigende emissies en regionale luchtkwaliteit. De ontwikkelde kennis staat ten dienste van de uitvoering van nationaal beleid en de ondersteuning van de Europese regelgeving in het Climate and Energy Package. • Interactie klimaat en luchtkwaliteit Op de regionale schaal zijn klimaatverandering en luchtkwaliteit nauw verbonden. Weliswaar zijn de broeikasgassen (CO2, CH4 en N2O) de voornaamste oorzaak van opwarming maar de onzekerheid over het regionale klimaat wordt sterk bepaald door de rol van aerosolen. Het is dan ook van belang meer inzicht te verkrijgen in de bijdrage van aerosolen aan de klimaatverandering op mondiale en vooral ook op regionale schaal. Aan de andere kant zullen de met klimaat geassocieerde veranderingen in weerspatronen de luchtkwaliteit voor- of nadelig beïnvloeden. Naast aerosolen zijn belangrijke koppelingen te verwachten in de (atmosferische) stikstof- en koolstofcyclus, ozonformatie. Aangezien zowel klimaatverandering als luchtkwaliteit in hoge mate worden beïnvloed door dezelfde emissiebronnen wordt op Europese schaal het beleid hierover meer en meer integraal en gekoppeld geadresseerd. Het door TNO in opdracht van RIVM en PBL onderhouden luchtkwaliteitsmodel LOTOSEUROS speelt een belangrijke rol bij het verkennen van scenario’s en afwegen van maatregelen. Verdere ontwikkelingen in dit vraaggestuurde programma zijn gericht zijn op het implementeren van LOTOS-EUROS in de nationale beleidspraktijk. • Stedelijk metabolisme: Duurzame ketens en kringloopsluiting in de gebouwde omgeving Het sluiten van materiaal-, water- en energieketens en kringlopen is een van de grote uitdagingen voor een duurzame stedelijke ontwikkeling. Het metabolisme van steden speelt hierbij een belangrijke rol: op welke wijze kan stedelijke ontwikkeling bijdragen aan efficiënter hergebruik van grondstoffen. Oplossingen daarvoor moeten zowel gevonden worden op systeemniveau (stad als ecosysteem), op netwerkniveau (koppeling van netwerken; cascadering van warmte, water, materialen; smart grids) als op technologie niveau (technologieën voor efficiënte terugwinning). Daarnaast speelt de stad als samenleving van burgers een rol. Consumentengedrag kan oplossingen dichterbij brengen of in de weg staan. Binnen deze onderzoekslijn worden opties verkend voor duurzame stedelijke omgeving waarbij de focus ligt op de planeetkant: grondstoffen, water en energie. De onderzoekslijnen ‘Stad en Klimaat Adaptatie’ en ‘Decentrale Waterbehandeling’ zijn per 2012 opgenomen in het Vraaggestuurde Programma ‘Water- en Deltatechnologie’.


2.3.2

28 / 63

Uitvoering en resultaten 2013 Het Deelprogramma Duurzame Stad wordt uitgevoerd in projecten die deels ook geconfinancierd worden vanuit nationale en Europese onderzoeksprogramma’s. De belangrijkste programma’s zijn het 7th Framework Programme van de Europese Commissie en de KIC-Climate van het European Institute of Innovation and Technology, het innovatieprogramma van de Europese Commissie. Onderstaande tabel geeft een overzicht van de onderzoekslijnen en de bijbehorende projecten. Gegeven de interactie in onderzoek en ontwikkelingsprojecten tussen de onderzoekslijnen ‘Emissiemanagement en klimaatmitigatie’ en ‘Luchtkwaliteit en Klimaat’ wordt in enkele gevallen vanuit één en hetzelfde project aan beide onderzoekslijnen bijgedragen.

Onderzoekslijn Emissiemanagement en klimaatmitigatie

Projecten Projecten zonder mixed funding:  Kennisinvesteringsproject ‘Emissies en Luchtkwaliteit’ Projecten met mixed funding: FP7:  EnerGEO

Luchtkwaliteit en klimaat

KIC-Climate:  CarboCount City Projecten zonder mixed funding:  Kennisinvesteringsproject ‘Emissies en Luchtkwaliteit’ Projecten met mixed funding: FP7:  EnerGEO  ECLAIR

Stedelijk metabolisme

KIC-Climate:  CarboCount City Projecten zonder mixed funding:  Kennisinvesteringsproject ‘Stedelijke Ketens’ Projecten met mixed funding: FP7:  BioBuild  E4Water KIC-Climate:  EUrbanlabs  KIC-T

2.3.2.1

Verloop van de uitvoering en resultaten van het Deelprogramma Duurzame Stad Het verloop en de uitvoering van het Deelprogramma Duurzame Stad wordt toegelicht aan de hand van de bereikte resultaten per onderzoekslijn.


29 / 63

Onderzoekslijn ‘Emissies en Klimaatmitigatie’ In 2013 is een begin gemaakt met de opzet van een dynamisch emissiemodel: betere beschrijving van emissies in plaats en vooral in tijd, met name ook tijdens specifieke episodes. Enkele sectoren zoals huishoudelijke verbranding en landbouw hebben emissies die sterk afhangen van meteorologische parameters (temperatuur, neerslag). De bedoeling is dat emissies niet meer statisch, puur als jaartotalen, worden gezien (zoals gebeurt vanuit emissie-inventarisaties) maar dynamisch worden gemodelleerd aan de hand van meteorologische (of andere) gegevens, en/of met de best mogelijke parameters worden verdeeld over ruimte en tijd. Met name de betere verdeling van emissies in de tijd wordt internationaal al jaren gezien als de plaats waar nog flinke winst kan worden behaald in de betere voorspelling van de concentraties van luchtverontreinigende stoffen in luchtkwaliteitsmodellen. In 2013 zijn enkele publicaties verschenen en/of ingediend over de tijdsfactoren (zie publicatielijst), en is een concreet begin gemaakt met de opzet van het model, waarvan in 2014 een eerste versie zal worden opgeleverd. Tevens is gekeken naar semi-natuurlijke emissiebronnen, het wel of niet meenemen van deze bronnen kan impact hebben op de source-receptor relaties die worden gebruikt in geïntegreerde assessment modellering. In 2013 is hiertoe een add-on emissiedatabase ontwikkeld voor soil NOx. Er is een systeem ontwikkeld om de impact te kunnen bepalen van verschillende (combinaties van) hernieuwbare energiesystemen in termen van klimaat (CO2 emissies) en luchtverontreiniging. De werking van dit systeem is gedemonstreerd door het definiëren en doorrekenen van een aantal scenario’s. Naast het analyseren van scenario’s is in EnerGEO ook aandacht besteed aan specifieke impacts van energietransities. Daarbij is met name gekeken wat de impact kan zijn van extra isoprene (NMVOC) emissies indien ervoor gekozen zou worden een deel van het landbouwareaal in Europa op te geven ten behoeve van populierenbos (een belangrijke kandidaat voor biomassa). Ook is in 2013 geanalyseerd wat de mogelijke impact is van een verschuiving van emissies uit traditionele ‘power plants’ naar de momenten dat er geen hernieuwbare energie uit zon en wind aanwezig is. Dit experiment is simpel gehouden door de aanname dat er geen elektriciteitsopslag en –handel tussen landen is. Er is aangetoond dat wanneer er een correcte emissie is, wanneer er geen zon/windenergie beschikbaar is, het positieve effect als gevolg van lagere totaalemissies deels wordt gecompenseerd; de winst in concentratie is dus lager dan de winst in emissie. De grootte van dit effect hangt sterk af van plaats en tijd, maar het beïnvloedt de sourcereceptor relaties zoals die in de meeste geïntegreerde assessment modellen (zoals GAINS) worden gebruikt.


30 / 63

Als bijdrage aan het project EnerGEO is aandacht besteed aan kwik, omdat deze stof in bepaalde gebieden nog altijd veel geëmitteerd wordt, met name door uitstoot van kolencentrales. IIASA heeft kwik toegevoegd aan haar GAINS model, waarna door TNO de emissieverdeling is gemaakt met behulp van de TNO_MACC-II vergriddingsmethodiek. Vervolgens zijn concentratie- en depositieberekeningen gedaan door AGH in Polen. Deze samenwerking heeft geresulteerd in enkele presentaties op conferenties en een peerreviewed paper. In Utrecht is een summerschool georganiseerd over ‘renewable energies en integrated assessment’, en een EnerGEO slotevenement (24/25 oktober) waar de belangrijkste bevindingen van het project zijn gepresenteerd. Er bestaat een aantal wetenschappelijke, technische en beleidsmatige uitdagingen rondom het realiseren van accurate en kosteneffectieve monitoringsystemen voor broeikasgassen in steden, welke op hoge resolutie de emissies van verschillende bronnen en/of bronsectoren kunnen monitoren. In 2013 is gestart met een onderzoek als onderdeel van het KIC-project Carbo Count City dat zich richt op innovaties bij het meten van de broeikasgasbalans over steden. Hiervoor wordt bij Rotterdam de inzet van geavanceerde mobiele spectrometers onderzocht in combinatie met lokale meetnetten en modelberekeningen. Hiermee kan op een efficiënte manier gemeten, in plaats van geschat worden wat de uitstoot van broeikasgassen boven stedelijk gebied is en wat de effecten van mitigerende maatregelen zijn. Er is een selectie gedaan van de mogelijke locaties rondom Rotterdam/Rijnmond die geschikt zijn om GHGs te monitoren. De keus is gevallen op het RIVM LML station Westmaas ten zuiden van Rotterdam. Van het RIVM is toestemming verkregen om er apparatuur in te plaatsen en een 10 m. hoge bemonsteringsmast te plaatsen. Eerste resultaten voor CO2, CH4 en CO sinds september 2013 zijn beschikbaar. Exacte kalibratie en validatie moet nog gebeuren. Daarnaast is door TNO meegeschreven aan het ICOS-NL voorstel dat is ingediend bij NWO. Dit heeft mede als doel langere termijn GHG monitoring in Nederland te faciliteren. Ook is een PhD voorstel met de Wageningen UR bij Climate KIC ingediend en gehonoreerd.


31 / 63

Onderzoekslijn ‘Luchtkwaliteit en Klimaat’ In 2013 is het werk aan de koppeling van luchtkwaliteitsmodellen LOTOS-EUROS en OPS ten behoeve van een verbeterd luchtkwaliteitsmodel voor bepaling van de achtergrondconcentraties in Nederland voortgezet. Het LOTOS-EUROS-model is Europees ‘state-of-the-art’ en in staat om grootschalige effecten en achtergrondconcentraties te berekenen. Voor lokale effecten wordt in Nederland het bij RIVM in gebruik zijnde model OPS ingezet. Het gekoppelde model LOTOS-EUROS/OPS zal zowel in Nederland ten behoeve van het doorrekenen van lokale effecten als in Europa gebruikt worden om o.a. aan de verplichte rapportage onder de AQ Directive te kunnen voldoen. Ten behoeve van de koppeling LOTOS-EUROS en OPS is in 2012 een “single plume” versie van LOTOSEUROS gemaakt en getest. Begin 2013 is de impact van verschillende meteorologische invoer bepaald. Hiertoe zijn pluimberekeningen met OPS meteorologie en ECMWF meteorologie gemaakt. Testen laten zien dat de ECMWF meteorologie goed werkt. In de tweede helft van 2013 heeft TNO de uitkomsten van OPS en LOTOS-EUROS op depositieeffecten rond ecosystemen vergeleken. Hierbij kwam naar voren dat de beide modellen verschillende landgebruiksgegevens gebruiken. Gevoeligheidssimulaties laten zien dat de effecten op gemodelleerde concentraties van luchtverontreiniging miniem zijn, aangezien de klassen die onderling verschillen vergelijkbaar zijn in depositiekarateristieken. Echter, voor toepassingen waarbij wordt gekeken naar de impact op ecosystemen is de ligging van verschillende landgebruikstypen toch cruciaal. Ten behoeve van het ontrafelen van de rol van aerosolen op zowel klimaat als lucht (kennisvraag ministerie Infrastructuur en Milieu) wordt gewerkt aan het identificeren van de wederzijdse koppelingen (direct en indirect aerosol effect). Hiertoe wordt samengewerkt met KNMI en wordt LOTOS-EUROS aan het klimaatmodel RACMO gekoppeld.


32 / 63

Een belangrijk doel in 2013 was het opzetten van een methodiek om de impact op luchtkwaliteit te bepalen van verschillende mogelijke transitiepaden naar een CO2-arme energievoorziening. In 2013 is een in het FP7-project EnerGEO ontwikkelde systematiek getest door een aantal verschillende toekomstscenario’s door te rekenen op hun impact op klimaat (CO2) en lucht (gezondheids- en gewasschade). Deze scenario’s zijn opgesteld voor 2030 en 2050 en ontwikkeld door IIASA en omvatten verschillende combinaties van technologiescenario’s (baseline, maximum feasible reduction, fixed emission factors) en elektriciteitsscenario’s (solar import uit Noord Afrika, meer nuclear, maximum renewable energies). Deze scenario’s zijn in 2013 geanalyseerd voor hun impact op luchtkwaliteit met LOTOS-EUROS voor de traditionele ‘air pollutants’. Er wordt nog gewerkt aan een paper waarin de verschillende scenario’s met elkaar worden vergeleken. Ten behoeve van het kwaliteitsborging van de luchtkwaliteitsmodellen is in 2013 onder andere in het FP7-project ECLAIRE een internationale modelvergelijking uitgevoerd op het gebied van de verspreiding en depositie van reactief stikstof over Europa en daarmee Nederland. Er zijn kaarten van concentraties en depositiefluxen voor zeven modellen en het ensemble beschikbaar. Er blijkt dat de standaard deviatie tussen de modellen in de orde van 30-40% bedraagt. LOTOS-EUROS behoort tot de beter presterende modellen en is met de internationale peers vergeleken. Publicatie is in voorbereiding. Daarnaast is een emissiemodule voor ammoniak ingebouwd in LOTOS-EUROS welke meteorologieafhankelijk de emissies van NH3 uit stallen en door uitrijden van mest beschrijft. Dit leidt tot een verbeterede gemodelleerde ammoniakconcentratie waarbij rekening gehouden kan worden met het feit dat er grote weersafhankelijke variatie is in emissies en daarmee ook in depositie en natuurschade. Deze resultaten worden nationaal en internationaal al gebruikt, zoals in 2013 binnen het project PINETI voor het Umwelt BundesAmt. Onderzoekslijn ‘Stedelijk Metabolisme: Duurzame ketens en kringloopsluiting in de gebouwde omgeving In 2013 is gestart met de ontwikkeling van een aanpak die zicht kan bieden op het stedelijk metabolisme (de stromen van water, materialen en energie in en uit de stad en de ermee gepaard gaande emssies) om op een efficiënte manier te kunnen komen tot het lokaal sluiten van ketens en kringlopen. Dit past in de beleidsagenda rond circulaire economie en de meer internationaal georiënteerde focus op resource efficiency. Er is een literatuurstudie gedaan naar de huidige modellen en methodieken om stedelijk metabolisme in kaart te brengen, waarbij mogelijke ontwikkel richtingen zijn geïdentificeerd. Op basis van openbare gegevens over Amsterdam is de huidige footprint in kaart gebracht en geïdentificeerd welke stromen bijdragen aan die footprint. Ook is berekend hoeveel beslag de Amsterdamse activiteiten leggen op landgebruik en het gebruik van fossiele- en metaalgrondstoffen. Voor de Amsterdamse case is verder achterhaald voor de drie stromen die de grootste bijdrage aan de footprint leveren, hoe de milieubelasting verlaagd kan worden en hoe ingrepen van invloed zijn op andere stromen door de stad, en daarmee op de footprint. Uit dit onderzoek is de conclusie getrokken dat een regionale vertaling van economische input-output modellen (zie onderzoekslijnen in deelprogramma dat hierna wordt beschreven), in combinatie met milieu gerichte Life- Cycle Assessment de mogelijkheden biedt om voldoende data te genereren om het stedelijk metabolisme inzichtelijk te maken en de regionale of stedelijke schaal te verbinden met de schaal van specifieke productketens.


33 / 63

In het verlengde hiervan wordt meer concreet in het FP7-project E4Water onderzoek gedaan naar het ontwikkelen en testen van nieuwe geïntegreerde benaderingen en methoden voor cascadering van afvalwater en waterhergebruik tussen industriële en communale sectoren. In 2013 is daartoe voor twee casestudies onderzoek gedaan naar milde ontzouting van proceswater en het verwijderen van oppervlak-actieve componenten door membraandestillatie. Er is tevens pilotonderzoek uitgevoerd naar membraandestillatie van koeltoren spuiwater. De resultaten hiervan worden gebruikt om een waterschema te kunnen ontwikkelen waarbij de waterfootprint van industrielocaties met meer dan 50% verlaagd kan worden en tevens de belasting op het milieu significant beperkt kan worden door terugwinning van stoffen.

Metabolisme en stromen voor Amsterdam, uitgesplitst naar stad en regio Om tot het ontwikkelen van opties voor klimaatneutrale en resource-efficiënte stedelijke ontwikkeling te komen, wordt in Climate-KIC verband gewerkt aan modellen en afwegingsinstrumenten. In 2013 is met een consortium van Europese partijen (onder andere ETH, ESRI, ARIA-Technologies, Rotterdam, Birmingham en Valencia) gestart met het ontwikkelen van web-based instrumenten voor het ondersteunen van stedelijke besluitvorming rond het investeren en ontwikkelen van mitigatie-opties waarbij tevens gekeken wordt naar resource flow en ketensluiting. Daarvoor zijn de eerste definities voor de modelarchitectuur, mede op basis van het TNO-instrumentarium Urban Strategy, vastgesteld. Dit sluit ook aan op het project EUrbanlabs, dat tevens in deze onderzoekslijn wordt uitgevoerd en zich richt op het creëren van een Europees netwerk van stedelijke innovatieve living labs (zoals Stadshavens in Rotterdam). Het netwerk moet de innovatieve kracht van stedelijke living labs versterken en daarmee een belangrijke rol gaan spelen in het vergroten van de markt voor innovaties die bijdragen tot besparing van fossiele energiebronnen en grondstoffen en de ontwikkeling van klimaatbestendige steden. In 2013


34 / 63

leverde TNO in EUrbanlab de eerste versie van een “assessment tool” voor een onafhankelijke evaluatie van innovatieve stedelijke projecten (low carbon, resource efficient, resilient). Verder werd het aantal assessments uitgebreid en werden onder andere assessments uitgevoerd voor De Kroeven, Bomenbuurt Ulft, Olympic Legacy, BEDzed en Utrecht Science Park. De EUrbanlab library of Urban innovations werd ingericht en gevuld met cases. Er werd een marktverkenning uitgevoerd door middel van “customer journeys”, wat een aanscherping opleverde van de EUrbanlabs business case. Naast de focus op stedelijk metabolisme wordt binnen de onderzoekslijn ingezet op verkennen van opties van duurzame materialen in de gebouwde omgeving. Hierbij wordt onder andere in het FP7-project BioBuild in een breed consortium van kennis- en industriële partners aan de ontwikkeling van nieuwe bio-bouwmaterialen zoals hout en vezelversterkte elementen. TNO ontwikkelt een assessmentinstrument voor de productontwikkeling waarbij inzicht wordt gegeven in het effect op ‘embodied energy’, watergebruik en landgebruik bij de keuze van de grondstoffen, conserveringstechnieken, productiemethodes en toepassingen. In 2013 is een quickscan gereed gekomen over de duurzaamheidsconsequenties van ontwikkelen ontwerpkeuzes, waaronder de keuze voor het proces waarmee de natuurlijke vezels behandeld zouden moeten worden om de eigenschappen te verbeteren ten aanzien van vochtopname, brandwerendheid en levensduur. Hiervoor is de in 2012 opgeleverde methode om bio-gerateerde impacts zoals waterschaarste, landgebruik en landtransformatie, en bodemerosie en verandering in koolstof houdend bodemmateriaal over de levenscyclus te kunnen berekenen doorontwikkeld en verder geoperationaliseerd. De methode en uitkomsten van deze quickscan zijn gepubliceerd in een artikel en gepresenteerd op een congres voor ‘Sustainable Industrial Manufacturing. Verder is in 2013 de gezondheidsassessment afgerond. Hierin is een aanpak gehanteerd waarbij de gezondheidsrisico’s van het BioBuild product over de hele levenscyclus in kaart zijn gebracht. 2.3.2.2

Verloop van het overleg in kennisarena’s en met stakeholders of andere gremia. In 2013 heeft is er met het ministerie van Infrastructuur een Milieu op meerdere momenten afstemming geweest over invulling en uitvoering van het Deelprogramma ‘Duurzame stad’. Met het ministerie van Infrastructuur en Milieu is er in maart en juli 2013 afstemming geweest rond de Onderzoekslijnen ‘Klimaat en Luchtkwaliteit’ en ‘Emissiemanagement’. Daarnaast is vanuit TNO bijgedragen aan een workshop ‘Meten van Duurzaamheid’ en ‘Circulaire Economie’, beide georganiseerd door het ministerie van Infrastructuur en Milieu -KIS. Om de resultaten uit het kennisprogramma aansluiting te doen laten vinden bij het ministerie van Infrastructuur & Milieu wordt op voorspraak van TNO een lezingencyclus gestart waarbij een toelichting op de verschillende projecten wordt gegeven. In augustus is zo het FP7-project EnerGEO toegelicht dat zich richt op het in kaart brengen van de effecten van energiegebruik op het milieu.

2.3.2.3

Overzicht van mate van participatie in (inter)nationale onderzoeksprogramma’s en netwerken. Om goed op de hoogte te blijven van de laatste ontwikkelingen in Europa is TNO actief in diverse internationale gremia en neemt TNO deel aan internationale conferenties. In 2013 is onder andere deelgenomen aan de TFEIP, TFMM, de Sjaltsobaden workshop over de toekomst van het Europese luchtbeleid, de FAIRMODE bijeenkomst en het Urbino Air


35 / 63

Quality Symposium. Tevens is deelgenomen aan de ITM conferentie in Miami waar een drietal papers is gepresenteerd en de GEIA conferentie. Mede dankzij het hoogleraarschap van P. Builtjes aan de Freie Universität Berlin zijn er uitwisselingen met M.Sc. en PhD. studenten die TNO bezoeken en hier een deel van hun onderzoek verrichten. Hieruit zijn ook diverse artikelen gekomen waarin TNO medewerkers als co-auteur hebben meegewerkt. Vanuit de FU Berlin wordt ook de samenwerking met UBA deels onderhouden. Vanuit het Deelprogramma Duurzame Stad wordt in een groot aantal nationale en internationale programma’s en netwerken geparticipeerd. Met name op Europees niveau in 7th Framework Programme en KIC-Climate. TNO is mede-initiatiefnemer van KICClimate. Er is samenwerking, deels binnen projecten, deels in de vorm van het begeleiden van PhD’s, met verschillende universiteiten waaronder de Wageningen Universiteit (op het gebied van luchtkwaliteit en op het gebied van waterbehandeling), Universiteit Utrecht, TU-Delft, TUEindhoven en met buitenlandse universiteiten zoals de Freie Universitat Berlin, waarmee een intensief uitwisselingsprogramma voor onderzoek op het gebied van luchtkwaliteitsmodellering is opgezet. Binnen de kennisinfrastructuur is er voorts een actieve samenwerking met PBL, RIVM en KNMI op het gebied van emissiemonitoring en luchtkwaliteitmodellering. RIVM, PBL, KNMI en TNO zijn gezamenlijk eigenaar van luchtkwaliteitsmodel LOTOS-EUROS en hebben aan TNO de taak voor beheer en ontwikkeling gedelegeerd. Daarnaast wordt actief geparticipeerd in verschillende nationale en Europese netwerken. Op het gebied van luchtkwaliteit en emissies wordt actief deelgenomen aan de EMEP/UNECE Taskforces TFEIP (Task Force on Emission Inventories and Projections) en TFMM (Task Force on Measurements and Modelling). Tevens wordt actief deelgenomen aan het EEA/JRC-Forum for Air Quality Modeling in Europe, Euro-Delta-Intercomparison of regional model responses to emission-reduction scenarios en het JRC/US-EPA-Air Quality Modelling Evaluation International Initiative (AQMEII). De sterke betrokkenheid van TNO bij lopende initiatieven op het gebied van emissies en luchtkwaliteitsmodellering heeft er toe geleid dat TNO in mei 2012 de 32ste ITM-conferentie op het gebied van Luchtkwaliteit kon organiseren. Meer dan 150 deelnemers uit Europa, Japan, en Amerika hebben tijdens dit congres de laatste ontwikkelingen op het gebied van het modelleren van atmosferische chemie en luchtkwaliteit gepresenteerd. Vanuit het Deelprogramma Duurzame Stad wordt tevens ondersteuning geboden en actief geparticipeerd in UNFCCC landen reviews ten behoeve van de emissie rapportage. Het ligt in de rede dat wordt toegewerkt naar een meer structurele samenwerking op Europees niveau met vaste partners. Naast de bestaande intensieve samenwerking met AEA-Technology kan hierbij worden voortgebouwd op het ENERO-netwerk met VTT, IVL, Ineris, FzK, NILU, ISSeP, Technalia, GIG. 2.3.2.4

Output: aantallen rapporten, artikelen in wetenschappelijke respectievelijk vaktijdschriften, dag- en weekbladen, geïnviteerde voordrachten en dergelijke. Het Deelprogramma ‘Duurzame Stad’ heeft in 2012 tot de volgende output geleid:  Meer dan 20 rapporten. Een belangrijk deel van de rapportages is tevens in het kader van de uitvoering van samenwerkingsprojecten zoals EnerGEO, ECLAIR, BioBuild, EUrbanlab, E4Water.  Meer dan 30 wetenschappelijke en vakpublicaties.  Meer dan 25 voordrachten en congresbijdragen.


36 / 63

Lijst met publicaties: Banzhaf, S., Schaap, M., Wichink Kruit, R. J., Denier van der Gon, H. A. C., Stern, R., and Builtjes, P. J. H.: Impact of emission changes on secondary inorganic aerosol episodes across Germany, Atmos. Chem. Phys., 13, 11675-11693, doi:10.5194/acp-13-11675-2013, 2013. Builtjes P., Die Luftqualität von morgen, Ergebnisse aus Szenarienrechnungen, UBA Tagung zum Jahr der Luft, 16-17 September 2013, Dessau-Roβlau, Germany Builtjes P., Invited presentatie op de Tagung zum Jahr der Luft, UBA-Dessau, 17, 18 Sept. 2013 „Die Luft Qualität von Morgen, Ergebnisse aus Szenarienrechnungen“. Builtjes P., Invited presentatie op het Festkolloquium Prof. Adolf Ebel, Oct 17, 2013. “Is chemical transport modeling mature?- from infancy to puberty to maturity”. Denier van der Gon, Hugo A.C., Antoon Visschedijk, Christer Johansson, Zissis Samaras, Leonidas Ntziachristos, Pauli Paasonen, Ultrafine particle emissions from residential combustion in Europe and their dependence on fuel quality and appliance type, 4th EFCA Ultrafine Particles Symposium 2013, Brussels, 16-17 May 2013. Frost, Gregory J. Paulette Middleton, Leonor Tarrasón, Claire Granier, Alex Guenther, Beatriz Cardenas, Hugo Denier van der Gon, Greet Janssens-Maenhout, Johannes W. Kaiser, Terry Keating, Zbigniew Klimont, Jean-Francois Lamarque, Catherine Liousse, Slobodan Nickovic, Toshimasa Ohara, Martin G. Schultz, Ute Skiba, John van Aardenne, Yuxuan Wang, New Directions: GEIA's 2020 vision for better air emissions information, Atmospheric Environment, Volume 81, December 2013, Pages 710-712 Genberg J., H. A. C. Denier van der Gon, D. Simpson, E. Swietlicki, H. Areskoug, D. Beddows, D. Ceburnis, M. Fiebig, H. C. Hansson, R. M. Harrison, S. G. Jennings, S. Saarikoski, G. Spindler, A. J. H. Visschedijk, A.Wiedensohler, K. E. Yttri, and R. Bergström (2013), Light-absorbing carbon in Europe – measurement and modelling, with a focus on residential wood combustion emissions, Atmospheric Chemistry and Physics, 13, 8719-8738. Hendriks C., A. Nyiri, R. Kranenburg, M. Schulz, M. Schaap, Scale dependency of source receptor matrices, EMEP-TFMM meeting, 6-8 May 2013, Zagreb, Croatia Hendriks C., J. Kuenen, R. Kranenburg, J. Beltman, P. Builtjes, M. Schaap, Impact of timing of anthropogenic and biogenic emissions on source receptor matrices for energy transition scenarios, NATO-ITM conference, 26-30 August, 2013, Miami, USA Hendriks C., Kuenen J., Kranenburg R., Scholz Y., Schaap M. (2013), A shift in emission time profiles of fossil fuel combustion due to energy transitions impacts source receptor matrices for air quality, submitted Kuenen Jeroen, Antoon Visschedijk, Magdalena Jozwicka, Hugo Denier van der Gon, TNO_MACC_II: An updated European spatially distributed emission inventory for the years 20032009, ACCENT-Plus symposium 2013, Urbino, 17-20 September 2013. Kuenen, Jeroen; Schaap, Martijn; Hendriks, Carlijn; Kranenburg, Richard; Blanc, Isabelle; Gschwind, Benoit; Wyrwa, Artur. Estimating particulate matter health impact related to the combustion of different fossil fuels, Environmental Informatics and Renewable Energies Conference, Hamburg, 2-4 September 2013. Kuenen, Jeroen; Schaap, Martijn; Hendriks, Carlijn; Kranenburg, Richard; Blanc, Isabelle; Gschwind, Benoit; Wyrwa, Artur, Estimating particulate matter health impact related to the combustion of different fossil fuels, EnviroInfo conference, 2-4 September 2013, Hamburg. Mensah, A. A., Holzinger, R., Otjes, R., Trimborn, A., Mentel, Th. F., ten Brink, H., Henzing, B., and Kiendler-Scharr, A.: Aerosol chemical composition at Cabauw, The Netherlands as observed in two intensive periods in May 2008 and March 2009, Atmos. Chem. Phys., 12, 4723-4742, doi:10.5194/acp-12-4723-2012, 2012.


37 / 63

Mues A., A. Manders, M. Schaap, L.H. van Ulft, E. van Meijgaard, P. Builtjes, Differences in particulate matter concentrations between urban and rural regions under current and changing climate conditions, Atmospheric Environment, Volume 80, December 2013, Pages 232-247. Passaanen, P., A. Asmi, T. Petäjä, M.K. Kajos, M. Äijälä, H. Junninen, Thomas Holst, J. P. D. Abbatt, A. Arneth,W. Birmili, H. Denier van der Gon, A. Hamed, et al., Observations of the organic aerosol climate feedback mechanism, Nature Geosciences, published online: 28 April 2013; DOI: 10.1038/NGEO1800, 2013 Quass U., J. Vercauteren, R. Hoogerbrugge, U. Pfeffer , M. Schaap, T.A.J. Kuhlbusch (2013), Multisite PM10 source apportionment by Positive Matrix Factorisation for three western European countries, submitted to Atm. Env. Rafaj, Peter; Cofala, Janusz; Kuenen, Jeroen; Wyrwa, Artur; Zysk, Janusz, Modeling impacts of European renewable energy policies on the emissions of mercury. Environmental Informatics and Renewable Energies Conference, Hamburg, 2-4 September 2013. Rafaj, Peter; Cofala, Janusz; Kuenen, Jeroen; Wyrwa, Artur; Zysk, Janusz, Modeling impacts of European renewable energy policies on the emissions of mercury, EnviroInfo conference, 2-4 September 2013, Hamburg. Schaap M., C. Hendriks, R. Kranenburg, F. Amato, U. Quass, T. Kuhlbusch, J. Vercauteren, Comparing source apportionment results by a chemistry transport model against PMF analyses and tracer data, JRC workshop on source apportionment, 27-28 February 2013, JRC, Ispra, Italy. Schaap M., EnerGEO project: Status, outlook and gaps, GEO project workshop (GEWP7), 15-17 April, 2013, Barcelona, Spain. Schaap M., R. Kranenburg, L. Curier, M. Jozwicka, R. Timmermans, Exploring the Sensitivity of the OMI‐NO2 Product to emission Changes Across Europe using a Chemistry Transport Model, ESA Living Planet Symposium, 9-13 September 2013, Edinburgh, UK Schaap M., S. Fuss, M. Schroedter-Homscheidt, B. Gschwind,M. Mittlboeck, P. Zeil, D. Heslinga, L. van der Wal, Earth Observation for monitoring and assessment of the environmental impact of energy use - the EU-FP7 'EnerGEO' project, 64th International Astronautical Congress, 9-13 September 2013, Beijing, China Schaap M., The impact of large scale biomass production on ozone air pollution in Europe & new developments on wood combustion emissions, Seminar at Antwerp University, 27 September 2013, Antwerp, Belgium Timmermans R.M.A., H.A.C. Denier van der Gon, J.J.P. Kuenen, A.J. Segers, C. Honoré, O. Perrussel, P.J.H. Builtjes and M. Schaap, Quantification of the urban air pollution increment and its dependency on the use of down-scaled and bottom-up city emission inventories, Urban Climate, Volume 6, December 2013, Pages 44-62. Visschedijk, A. H. J., H. A. C. Denier van der Gon, J. H. J Hulskotte and U. Quass, Anthropogenic Vanadium emissions to air and ambient air concentrations in North-West Europe, Proceedings of the 16th International Conference on Heavy Metals in the Environment, Volume 1, 2013, E3S Web of Conferences 1, 03004 (2013), DOI http://dx.doi.org/10.1051/e3sconf/20130103004 Wichink Kruit R.J., D. Simpson, M. Schaap, R. Kranenburg, E. Dammers, C.A. Geels, C. Skjoth, M. Engardt, A. Graff, R. Stern, B. Bessagnet, L. Rouil, J.M. Baldasano, M. Pay, D. Hauglustaine, A. Nyiri, M.A. Sutton, S. Reis, P. Thunis and C. Cuvelier, ÉCLAIRE MODEL COMPARISON FOR ATMOSPHERIC NITROGEN COMPONENTS OVER EUROPE, Paper in preparation. Wichink Kruit R.J., D. Simpson, M. Schaap, R. Kranenburg, E. Dammers, C.A. Geels, C. Skjoth, M. Engardt, A. Graff, R. Stern, B. Bessagnet, L. Rouil, J.M. Baldasano, M. Pay, D. Hauglustaine, A. Nyiri, M.A. Sutton, S. Reis, P. Thunis and C. Cuvelier , ÉCLAIRE MODEL COMPARISON FOR ATMOSPHERIC NITROGEN COMPONENTS OVER EUROPE, ACCENT-Plus symposium 2013, Urbino, 17-20 September 2013. Zhang, Q. J., Beekmann, M., Drewnick, F., Freutel, F., Schneider, J., Crippa, M., Prevot, A. S. H., Baltensperger, U., Poulain, L., Wiedensohler, A., Sciare, J., Gros, V., Borbon, A., Colomb, A., Michoud, V., Doussin, J.-F., Denier van der Gon, H. A. C., Haeffelin, M., Dupont, J.-C., Siour, G.,


38 / 63

Petetin, H., Bessagnet, B., Pandis, S. N., Hodzic, A., Sanchez, O., Honoré, C., and Perrussel, O.: Formation of organic aerosol in the Paris region during the MEGAPOLI summer campaign: evaluation of the volatility-basis-set approach within the CHIMERE model, Atmos. Chem. Phys., 13, 5767-5790, doi:10.5194/acp-13-5767-2013, 2013. Zhu T., M. Melamed, D. Parrish, M. Gauss, L. Gallardo Klenner, M. Lawrence, A. Konare, & C. Liousse (Eds.) (2012), WMO/IGAC Impacts of Megacities on Air Pollution and Climate Change, GAW Report 205, Geneva, Switzerland.

2.3.2.5

Beschrijving van het gebruik van behaalde resultaten: door wie en op welke wijze, sprake van toepassing in opdrachten, zo ja welke. De behaalde resultaten van onderzoek uit het Deelprogramma “Duurzame Stad” worden gebruikt bij de doorontwikkeling van technologieën en applicaties voor het bedrijfsleven en in studies voor derden, met name overheidsopdrachten en opdrachten van de Europese Commissie. Op het gebied van emissies worden de binnen het deelprogramma ontwikkelde emissiedatabases gebruikt bij een groot aantal Europese studies en onderzoeksopdrachten op het gebied van luchtkwaliteit en emissiemanagement en aan onderzoeksgroepen binnen Europa. In 2012 betrof het o.a. MACC, EMEP, AQMEII, FAIRMODE. Hiermee wordt een sterke positie opgebouwd rond standaardisatie en harmonisatie van emissie- en luchtkwaliteitsonderzoek die ten goede komt aan de Nederlandse beleidsinspanningen op het gebied van de Air Quality Directive en de National Emission Ceilings (NEC). Voorts worden de resultaten uit verbeterde modellering van luchtkwaliteit gebruikt voor scenariostudies naar het effect van beleidsmaatregelen.

2.4

Deelprogramma Maatschappelijke Innovatie en Economie (stad in transitie)

2.4.1

Inleiding deelprogramma In dit deelprogramma wordt onderscheid gemaakt in drie onderzoekslijnen: Innovatie – heel Nederland een topgebied Ruimte – enabling deltalife Economie van regio’s

2.4.2

Uitvoering in 2013 Onderzoekslijn 1: Innovatie – heel Nederland een Topgebied Nederland en Europa ontwikkelen zich in een mondiale context die drastisch verandert onder invloed van een aantal systeemtrends. Bevolkingsgroei, de opkomst van nieuwe economieën in Azië en Latijns-Amerika, globalisering én lokalisering van handelsstromen, klimaatverandering, grondstoffenschaarste en demografische ontwikkelingen als vergrijzing zijn bepalend voor de toekomst waarbinnen Nederland en Europa zich ontwikkelen. Deze trends zijn onderling verweven en zullen de wereld het komende decennium radicaal veranderen (Montalvo et al, 2006). Innovatiekracht is een essentiële factor voor Nederland en de andere Europese lidstaten om hun positie in de snel veranderende wereld te kunnen versterken. Die innovatiekracht lijkt onder druk te staan. Terwijl de financiële crisis overheden tot bezuinigen dwingt, blijven ook de private R&D-uitgaven achter. En wanneer hoogwaardig onderzoek leidt tot kennisdoorbraken, blijkt deze kennis moeizaam zijn weg naar marktgerichte toepassingen te


39 / 63

vinden. Innovatieve ondernemers zien zich nog te vaak geconfronteerd met belemmeringen vanuit bestaande marktverhoudingen, structuren en regelgeving (Montalvo en Giessen, 2011). Recent innovatieonderzoek wijst uit dat het succes van innovaties wordt bepaald door de interactie kenmerken tussen ondernemers, kennisinstellingen, overheden en maatschappelijke organisaties binnen het zogeheten innovatiesysteem. Dit geldt in het bijzonder bij innovatieprocessen waarbij het niet alleen gaat om nieuwe technologie of nieuwe markten maar ook over nieuwe infrastructuren (denk aan elektrische oplaadpalen), nieuwe organisatievormen (integratie industriële waardeketens), nieuwe regelgeving (fiscale aanpassingen), nieuwe politiek (verschuiving van belangen) en nieuw gedrag (andere gewoonten / betrokkenheid burger) (Suurs et al,; Klein Woolthuis et al,; Diaz-Lopez; Montalvo). De volgende activiteiten zijn in deze lijn uitgevoerd:  Uitvoering. Deze onderzoekslijn heeft als doelstelling het ontwikkelen en doorontwikkelen van nieuwe methoden en technieken op het gebied van innovatiesysteemanalyse, reflectieve monitoring, toekomstverkenningen en visieontwikkeling, en aanpakken om deze innovatieve benaderingen te implementeren. Dit ter ondersteuning van overheidsbeleid (nationaal, Europees) gericht op versterking van duurzaamheid en concurrentiekracht in (segmenten van ) economische sectoren.  Interactie met de kennisarena en bedrijven. Door de grote EUonderzoeksprojecten die binnen deze onderzoekslijn vallen (EMInInn, CRISP en POLFREE, alle FP7), is er zeer sterke interactie met de internationale kennisarena op het gebied van maatschappelijke innovaties. Om een beter inzicht te krijgen in innovatiesystemen wordt met kennispartners al enkele jaren samengewerkt aan de ontwikkeling en toetsing van concepten en analysemethodieken voor de structuur en dynamiek van innovatiesystemen. Binnen deze onderzoekslijn wordt met de huidige projecten hieraan in samenhang bijdragen.  Participatie in internationale programma’s. De genoemde kernprojecten binnen deze onderzoekslijn vallen onder het EU 7e kaderprogramma voor onderzoek. Het vergaren van nieuwe kennis en kunde binnen dit internationale programma, geeft ons de positie om technologische en sociale innovatie in een breder perspectief te plaatsen en zo bij te kunnen dragen aan de duurzaamheidsvraagstukken van de toekomst waar het gaat om; energie in de gebouwde omgeving, resource efficiency, bio-based economy, bouwinnovatie en veerkrachtige steden.  Overig. Dr. Klein Woolthuis is betrokken bij de projecten die onder deze onderzoekslijn vallen en is tevens deeltijds verbonden aan de Vrije Universiteit Amsterdam, wat een vruchtbare kruisbestuiving oplevert. Projectnummer 034.22480 054.01705 054.01720

naam Foresight sustainable paths in Europe EU EMInInn POLFREE

PL Emmert S.B

Realisatie 2013 22.180

Chen T.M. Ivanova O.

121.453 88.894


40 / 63

Onderzoekslijn 2: Ruimte – Enabling Delta Life De tweede onderzoekslijn richt zich op het doen bloeien van een veilige, dichtstedelijke economische delta waarin wonen en werken optimaal is gecombineerd. We zien hier twee essentiële kennisvragen. Traditionele sturing werkt onvoldoende want blijkt te rigide binnen de snel veranderende werkelijkheid. Ten tweede is een slimme ruimtelijke inrichting geboden die aansluit bij het natuurlijk systeem. Centraal staan het verstedelijkingsvraagstuk, het klimaatvraagstuk en het gebruik van het natuurlijke systeem. De issue-georiënteerde benadering die tot nu toe is gehanteerd, geeft niet voldoende uiting aan de complexiteit van deze vraagstukken. Deze ongestructureerde problemen kunnen niet anders dan in hun complexe omvang beschouwd worden. Een systeembenadering biedt daarvoor de handvatten. Centraal staat de representatie van de kennis over hoe het systeem eruit ziet. Vanuit deze representatie komen betrokkenen gezamenlijk in gesprek en ontwikkelen een gezamenlijke taal om het systeem te beschrijven. Zij kunnen bepalen welke interventies gepleegd kunnen en gaan worden. De aanvliegroute wordt bepaald door het vraagstuk dat centraal staat; per aanvliegroute is een andere aanpak en uitvoeringsvorm nodig voor een systeembenadering, en zijn ook andere (typen) interventies en dus andere vormen van systeemsturing nodig. Wij ontwikkelen een systeembenadering en aanpak hoe je dit systeem moet sturen (met inachtneming van alle vormen van onzekerheid). Dit leidt tot concepten en competenties om relaties binnen ruimtelijke systemen zichtbaar te maken hetgeen een belangrijke rol moet spelen in de governance van het ruimtelijke systeem. Daarmee levert het een bijdrage aan het realiserend vermogen. De volgende activiteiten zijn in deze lijn uitgevoerd: 





Uitvoering. De onderzoekslijn is sterk ingebed in (internationale) programma’s met verschillende projecten gecofinancierd door de gemeente Almere, Stichting Kennisontwikkeling Bodem (SKB), het programma Gebieden Energie Neutraal (GEN) en EU FP7. Daarnaast bevat deze onderzoekslijn een 100% kennisontwikkelingsproject over ‘Resilient regions’, dat zich richt op duurzame, klimaatrobuuste en hoogwaardige stedelijke ontwikkeling. In 2013 heeft dit zich met name gericht op de rol van zelforganisatie binnen de ruimtelijke ontwikkeling. In 2013 werd het eindcongres GEN gehouden en zijn de producten aan het ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties conform planning opgeleverd. Interactie met de kennisarena en bedrijven. In relatie tot het grote aantal cofinancieringsprojecten kent deze een zeer sterke interactie met de kennisarena en bedrijven. Zo richt GEN zich op het realiseren van doorbraken ten aanzien van energie-neutraliteit in nieuwbouw, bestaande bouw en renovatie, en wordt gedragen door circa 10 koplopersbedrijven, case-gemeenten, en de kennisinfrastructuur, met een leidende rol voor TNO. TNO verricht verder het programmamanagement voor het SKB programma Duurzame Ontwikkeling van de Ondergrond en is betrokken bij het programmaoverstijgende project rondom governance van de Ondergrond. Daarbij staat interactie met publieke en private partijen centraal. Vanuit de FP7 projecten is er een sterke koppeling met de Europese kennisarena (universiteiten, kennisinstellingen) en wordt in cases met overheden (op alle schaalniveaus) en maatschappelijke organisaties samengewerkt. Participatie in internationale programma’s. Deze onderzoekslijn kent een groot aantal projecten verankerd in (inter)nationale programma’s. Het belangrijkste




41 / 63

internationale project is “Architecture and roadmap to manage multiple pressures on lagoons (ARCH)”. In essentie gaat het om het ontwikkelen van een aanpak voor adaptief management van de ruimtelijke inrichting in Delta’s, daarbij het hoofd biedend aan diverse problemen als klimaatverandering, urbanisatie en industrialisatie. Diverse Europese deltagebieden waaronder Nederland dienen als casus. Overig. Daarnaast promoveert in het kader van het Kennis voor Klimaat project een TNO medewerker bij de Universiteit Utrecht op het onderwerp ‘zelforganisatie in ruimtelijke inrichting’. In dat kader zijn adviezen in Almere in het kader van smart society gegeven en wordt bijgedragen aan het AESOP2014 congres (Mobile Track Selforganization).

Hieronder volgt een samenvattend overzicht van de projecten die binnen deze onderzoekslijn hebben gelopen in 2013: Project

Inhoudelijke focus

Monitoring en evaluation SMA (FP7)

Ontwikkeling van geïntegreerde managementinstrumenten (concepten, modellen en handreikingen) voor monitoring, evaluatie en implementatie voor Ruimtelijke Mariene Planning.

Brainpool (FP7)

Ontwikkelen van handelingsperspectief om indicatoren die het brede welvaartsbegrip vertegenwoordigen (alternatieve indicatoren, naast BNP) vaker toegepast worden binnen beleidsomgevingen. Daarbij door middel van ‘knowledge brokering’ de interactie stimuleren tussen ontwikkelaars van indicatoren en eindgebruikers van de indicatoren.

ARCH (FP7)

Ontwikkeling van participatieve methoden voor het omgaan met meervoudige uitdagingen in de Europese delta’s. Gericht op het ontwikkelen van roadmaps om hiermee handelingsperspectief te bieden in gebiedsprocessen.

Gebieden Energie Neutraal

Kennisontwikkelingstraject voor energieneutrale gebiedsontwikkeling. Focus op de integrale aanpak: oplossingen op gebouwniveau en op gebiedsniveau binnen de (ruimtelijke) context van een gebied worden gecombineerd met een haalbare businesscase met financiering voor de betrokken partijen.

SKB Duurzame Ontwikkeling

Programmamanagement Ondergrondse Ordening voor stad en land:

Ondergrond

verbinden van het netwerk van ruimtelijke ontwikkeling en ondergrond om daarmee duurzame ontwikkeling van de ondergrond tot stand te brengen, in relatie tot de ontwikkeling van de bovengrond, de stedelijke omgeving. Governance dwarslijn: stelt een aanpak voor om beter met de praktijkdilemma’s om te gaan die te maken hebben met besluitvorming over het gebruik van de ondergrond

Gem Almere - Advies Zelforganisatie /

Kennis opbouwen over planologisch instrumentarium en werkwijzen

PO

die bij organische gebiedsontwikkeling passen, waarbij expliciet aandacht is voor de trend rondom zelf-organiserend gedrag. De praktijksituatie in Almere heeft hiervoor als case gediend.

Resilient Regions

Samenbrengen van beleid, maatschappij en wetenschap om samen te reflecteren op de ruimtelijke ontwikkeling van de toekomst en rol van de verschillende partijen daarin (voorbereidend op het AESOP 2014 congres), met de focus op ruimtelijke ontwikkeling en zelforganisatie.


42 / 63

In 2013 zijn naast oplevering van rapportages voor de verschillende projecten de volgende publicaties gerealiseerd: ▬ ▬ ▬ ▬

▬ ▬ ▬ ▬

▬

▬

▬

Interview Beitske Boonstra (2013) voor: Bewoner blijft informele stakeholder – Hoe organiseer je burgerschap voor de lange termijn? In: Vitale Stad, Jaargang 16, nr. 01-2013, p. 26-29 Boonstra, B (2013), Ondernemerscollectieven als ruimtelijke planners - Een update van de Business Improvement Districts in Engeland en Nederland. In: S&RO 2013(3) Rauws, W. en Boonstra, B. (2013), Zelforganisatie in de strak geplande polder – Over de (on)mogelijkheden van een organische ontwikkelstrategie. In: Tussen Tijd / Gebruik van ruimte in transitie. Podium voor Architectuur Haarlemmermeer, August 2013 Boontstra, B., G. Bouma, L. Boelens, W. Sanders, W. Vandaele en S. van Rossum, Technologische Ontwikkelingen in ICT, Mobiliteit, Energie, Landbouw en Industrie: kans of uitdaging voor de Vlaamse ruimte en de Vlaamse planoloog?, In: PlanDag, Planning is niet waarde-n-loos, Planologische Discussiedagen 2013, Delft, ISBN/EAN: 9789081921701, p.265-276 Boonstra, B. and Specht, M. (2014), The Appropriated City - Self-organized civic initiatives as rehearsal spaces for co-evolutionary urban planning. In: De Roo, G. and Boelens, L., Spatial Planning in a Complex Unpredictable World of Change – towards a proactive co-evolutionary planning. Ashgate, in review. Boonstra, B. (2014), Mapping the Trajectories of Self-organization – Four Types of Behavior and two Danish Eco-Villages. In: Town Planning Review, Special Issue on Self-organization, in review. Bouma, G.M., S. Reniers, F. Filius, E. Vanempten, C. Uittenbroek (red.) (2013) PlanDag, Planning is niet waarde-n-loos, Planologische Discussiedagen 2013, Delft, ISBN/EAN: 9789081921701 Dietmar Mueller-Grabherr, Marie Valentin Florin, Bob Harris, Damian Crilly, Goran Gugic, Joop Vegter, Adriaan Slob, Ilke Borowski, Jos Brils, Integrated River Basin Management and Risk Governance, in: 01/2014; DOI:DOI 10.1007/978-3-642-38598-8 ISBN: ISBN 978-3-642-38597-1 In book: Risk-Informed Management of European River Basins, Edition: The Handbook of Environmental Chemistry 29, Publisher: Springer, Editors: Jos Brils, Werner Brack, Dietmar Mueller Grabherr, Philippe Negrel, Jan E. Vermaat, pp.241-265 Geiske Bouma and Adriaan Slob, How Spatial Planning Can Connect to River Basin Management, in: 01/2014; DOI:DOI 10.1007/978-3-642-38598-8 ISBN: ISBN 978-3-642-38597-1 In book: Risk-Informed Management of European River Basins, Edition: The Handbook of Environmental Chemistry 29, Publisher: Springer, Editors: Jos Brils, Werner Brack, Dietmar Mueller-Grabherr, Philippe Negrel, Ja E. Vermaat, pp.321345 Adriaan Slob and Michael Duijn, Improving the Connection Between Science and Policy for River Basin Management, in: 01/2014; DOI:DOI 10.1007/978-3-642-38598-8 ISBN: ISBN 978-3-642-38597-1 In book: Risk-Informed Management of European River Basins, Edition: The Handbook of Environmental Chemistry 29, Publisher: Springer, Editors: Jos Brils, Werner Brack, Dietmar Mueller-Grabherr, Philippe Negrel, Ja E. Vermaat, pp.347-364 Jos Brils, Bob Harris, Damia Barcelo, Winfried Blum, Werner Brack, Dietmar Mueller-Grabherr, Philippe Negrel, Vala Ragnarsdottir, Wim Salomons, Adriaan Slob, Thomas Track, Joop Vegter, Jan E. Vermaat, Synthesis and Recommendations Towards Risk-Informed River Basin Management, in: 01/2014; DOI:DOI 10.1007/978-3-642-38598-8 ISBN: ISBN 978-3-642-38597-1 In book: Risk-Informed Management of European River Basins, Edition: The Handbook of Environmental Chemistry 29, Publisher: Springer, Editors: Jos Brils, Werner Brack, Dietmar Mueller-Grabherr, Philippe Negrel, Ja E. Vermaat, pp.367-391

Highlight: Gebieden Energie Neutraal Lagere energiekosten, comfortabel én duurzaam. Daar gaan de koploperbedrijven van Gebieden Energieneutraal voor. GEN is een initiatief van veertien koplopers, waaronder: kennisinstellingen, bouwen installatiebedrijven, energie- en netwerkbedrijven, banken, advocaten en notarissen, diverse adviesbureaus. Samen gaan deze partijen bewijzen dat het nu al haalbaar is om energieneutrale gebieden te realiseren. Zij bundelen al hun kennis, ervaring en creativiteit om de trendbreuk die hiervoor nodig is te forceren GEN levert een kant-en-klare aanpak om energieneutraliteit te bereiken, inclusief praktische oplossingen. GEN doet dit voor gebieden met nieuwbouw en bestaande bouw. Maar ook voor gebieden met vervangende nieuwbouw, ook wel ‘herontwikkeling’ of ‘herstructurering’ genoemd. Deze aanpak en de bijbehorende oplossingen zijn in vergelijkbare gebieden uitstekend toepasbaar dan wel kopieerbaar. TNO speelde een sleutelrol in GEN via een aantal werkpakketten. Het werkpakket Kennismanagement coördineert en geeft mede uitvoering aan de door GEN extern te publiceren resultaten (een proceshandboek, voorbeeldboeken over de cases en een beleidsnotitie). TNO draagt zorg voor de kwaliteit en bewaking van de kennisontwikkeling. Het werkpakket Omgevingsmanagement zorgt ervoor dat naast de financiële, technische en contractuele zaken de mogelijke oplossingsrichtingen ook ruimtelijk en bestuurlijk inpasbaar zijn. Hiertoe worden door TNO producten ontwikkeld als een knooppuntenmatrix (tussen energie en ruimte), een bijdrage geleverd aan de stakeholderstrategie en een inclusieve ontwikkelstrategie. In 2013 is dit programma afgerond. Meer informatie: http://www.gebiedenenergieneutraal.nl/


43 / 63

In de discussie rond de topgebieden wordt veelvuldig de ‘Gouden driehoek’ tussen kenniswereld, beleid en bedrijven opgevoerd. De maatschappij is vol van dergelijke driehoeken. Sommige zijn succesvol en vormen problemen en uitdagingen om tot creatieve en innovatieve oplossingen. Andere niet en verzanden in verstarring. Dit leidt tot de vraag: hoe maak je van elke driehoek een Gouden Driehoek? Connectiviteit, de juiste sturingsfilosofie en inzetten op een continue verbeterde en doelgerichtere uitvoering (‘leren tijdens het doen’) vormen hierbij de sleutels en staan centraal bij de projecten in deze onderzoekslijn. Onderzoekslijn 3: Economie – de slimste regio qua mensen, kapitaal en grondstofgebruik De derde onderzoekslijn analyseert hoe regionale economieën als Nederland hun concurrentiekracht kunnen vergroten door slimme inzet van ‘factor inputs’: kennis, mensen, kapitaal en grondstoffen. Dit vergt bouw en onderhoud van databases die meten hoe het met deze ‘factor inputs’ is gesteld, hoe die samenhangen met concurrentiekracht en toegevoegde waarde, en bouw van modellen die de effecten van ontwikkelingen en beleidsopties voorspellen. 







Uitvoering. Deze onderzoekslijn is zeer kwantitatief ingestoken en richt zich op de ontwikkeling van de kennisinfrastructuur voor het sluiten van kringlopen en de ontwikkeling van een circulaire economie. Hij richt zich op het opbouwen van grote, gedetailleerde globale/sectorale en regionale milieu-economische databases, in combinatie met economische modellen. De databases worden opgebouwd via grote EU projecten (internationaal) of via eigen investering (nationaal). In de afgelopen jaren is een forse stap gezet door het koppelen van een geavanceerd economisch model met multi-regionale input output databases. In samenwerking met universiteiten en kennisinstituten wordt dit modelinstrumentarium in Europese projecten verder ontwikkeld. De toepassing in het project RE-Europe laat zien dat deze modellen succesvol toegepast kunnen worden in impact assessment studies. In 2013 is naast het toepassen veel werk verricht in het valideren en testen van dit model, en het verbeteren van de onderliggende database. Een ander deel van dit deelproject was gericht op het updaten van TNO’s regionaal economische databases voor Nederland (NUTS drie regio’s) en Europa (NUTS twee regio’s). In de gecofinancierde Europese projecten is voor de komende jaren EU-financiering beschikbaar, waarmee a) de globale database wordt uitgebreid met globale fysieke energiestromen tussen alle industriële sectoren en landen (iets geheel unieks) en b) het economisch model verder wordt uitgebreid tot een ‘integrated assessment’ model. Interactie met de kennisarena en bedrijven. Dankzij de grote Europese projecten is er zeer sterke interactie met de internationale kennisarena op dit gebied. TNO wordt wereldwijd gevraagd haar werk te presenteren. Voorbeelden zijn de UN Commission on Environmental and Economic Accounting, World Resource forum, de EU-Japan-US High level meetings on critical materials, etc.. Participatie in internationale programma’s. Zoals al aangegeven wordt een belangrijk deel van het werk gedaan in het kader van internationale programma’s. TNO heeft zich hierbij een rol verworven als dominante partij in het Europese resource efficiency debat en een sturende partij in het organiseren van internationale consortia voor grote tenders. Overig. Tot 2010 financierde deze onderzoekslijn een AIO bij de Universiteit Utrecht. Die AIO is na zijn promotie bij TNO in dienst gekomen. Verder bestaan


44 / 63

directe relaties met de vakgroep regionale economie van de Vrije Universiteit (prof. Rietveld), een van de meest vooraanstaande in Nederland.

Highlight: Het EXIOMOD model - PROGNOSES VOOR 129 sectoren Welke effecten hebben maatregelen, gericht op een schoon leefmilieu, op werkgelegenheid en concurrentiepositie? Welke invloed heeft een toenemende grondstoffenprijs op de economische groei op lange termijn? Wat merken specifieke bevolkingsgroepen van emissie- en brandstofheffingen voor hun welvaartsniveau? EXIOMOD kan het antwoord op dergelijke vragen geven. Dat is een geavanceerd, wereldwijd milieueconomisch model waarmee beleidsmakers onderbouwde, strategische beslissingen kunnen nemen over belangrijke kwesties, zoals duurzame ontwikkeling, klimaatverandering, grondstoffenschaarste en economische groei. Het door TNO ontwikkelde EXIOMOD maakt langetermijnvoorspellingen en impact assessment van beleid mogelijk op lands- en Europees niveau. Het is wereldwijd het eerste model dat het economische systeem met al z’n beperkende factoren zo gedetailleerd in kaart brengt. De onderliggende database is ontwikkeld in het door TNO geleide project EXIOPOL. De database bevat gegevens over 129 sectoren en goederen, en is wereldwijd het meest gedetailleerde bestand van materialen en economische informatie. EXIOMOD wordt dit jaar getest en gevalideerd. In 2013 is het model toegepast in een project voor het Resource Efficiency Flagship van de ‘EU 2020’-strategie scenario’s produceren over een efficiënt gebruik van de Europese voorraden en hulpbronnen tot 2050. De gebouwde omgeving is het centrale aandachtsgebied.


3

45 / 63

Vraaggestuurd Programma Duurzaam bouwen 3.1

Inleiding

De vraag aan de bouw verandert door de volgende maatschappelijke ontwikkelingen: 1. Het nieuw bouwen van woningen en infrastructuur neemt af en in plaats daarvan wordt herbestemming, renovatie en onderhoud steeds belangrijker. 2. De oudere bevolking moet een omgeving geboden worden waarin zelfstandigheid en mobiliteit gefaciliteerd worden. 3. Specificatie van het op te leveren resultaat wordt vervangen door een verlangde prestatie over een langere tijd, beschreven in termen van diensten en kwaliteiten voor de gebruikers (met garanties op het totale product). 4. De klant verlangt meer duidelijkheid over wat hij krijgt, meer gemak doordat een totaaloplossing via één partij verkregen wordt en betere kwaliteit tegen gegarandeerde prijs. Ook de noodzakelijke energie-, materiaal-, en klimaattransities veranderen de bouw: 5. Lokale duurzame opwekking van energie, distributie en intelligente regeling, opslag en veel efficiënter gebruik vergen ingrijpende veranderingen van de gebouwde omgeving. 6. Een herbezinning op de enorme hoeveelheden gebruikte materialen met als doel gesloten, zo lokaal mogelijke kringlopen van geringere volumes is dringend nodig. 7. Daarnaast zal onze omgeving aangepast moeten worden aan de gevolgen van klimaatverandering met als een belangrijke opgave het combineren van voldoende waterveiligheid met een aangename leefomgeving waarin de economische ontwikkeling voort kan. TNO Duurzaam bouwen ambieert een grote inbreng te hebben bij hierboven aangeduide ontwikkelingen 1, 5, 6 en 7. Daarbij is het een belangrijke doelstelling om innovatieve bedrijvigheid die bijdraagt aan de gewenste maatschappelijke veranderingen te genereren en te versterken. Omdat het om majeure omslagen gaat, is het nodig om vanuit nationale en Europese context met andere partijen hierin te opereren. Dit hoofdstuk bevat het verslag over de werkzaamheden in 2013 van drie deelprogramma’s die samen het vraaggestuurde programma Duurzaam bouwen vormen. Deelprogramma’s   

Woning- en utiliteitsbouw Infrastructuur Energie in de gebouwde omgeving

Veel onderzoekslijnen waarvoor de werkzaamheden hierna worden beschreven, zijn gekoppeld aan bovenstaande ontwikkelingen 1, 5 en 6. Deze koppeling is als volgt: Bij 1: Woning- en utiliteitsbouw, Onderzoekslijn 3: Prestatiegericht bouwen. Woning- en utiliteitsbouw Onderzoekslijn 4: Grensoverschrijdende innovaties (BIM ten behoeve van data voor asset management). Infrastructuur, Onderzoekslijn 1: Beoordelen (bestaande) constructies; Infrastructuur, Onderzoekslijn 2: Nieuwe (weg)concepten (voor langere levensduur); Infrastructuur, Onderzoekslijn 5: Virtueel bouwen (informatiemanagement) (ten behoeve van data asset management).


46 / 63

Bij 3: Woning- en utiliteitsbouw, Onderzoekslijn 2: Grensverleggende constructies Infrastructuur, Onderzoekslijn 1: Beoordelen (bestaande) constructies (levensduurbeschouwing en KPIs bij beoordeling en monitoring); Infrastructuur, Onderzoekslijn 3:Duurzaamheid (Ecolabel). Bij 5: Infrastructuur, Onderzoekslijn 2: Nieuwe (weg)concepten (voor energieopwekking met infrastructuur); Energie in gebouwde omgeving: Hele deelprogramma. Bij 6: Woning- en utiliteitsbouw, Onderzoekslijn 1: Materialen in gebouwen Infrastructuur, Onderzoekslijn 3: Duurzaamheid. Bij 7: Infrastructuur, Onderzoekslijn 6: Klimaatadaptatie (in dit programma in 2013 geen activiteiten).


47 / 63

3.2

Deelprogramma Woning- en utiliteitsbouw

3.2.1

Inleiding Doel van het deelprogramma Woning- en utiliteitsbouw is materiaalgebruik 80% lager, reductie van beheersen onderhoudskosten met 20%, en beperken van woonlasten. 80% minder primair materiaalgebruik vereist een grote innovatieslag gericht op verlenging van levensduur, hergebruik van materialen, lichter construeren en gebruik reststoffen uit andere ketens. Aandrijver is de Europese resource efficiency en het Nederlandse afvalbeleid (kosten storten). De transitie van ‘gewoonte’ asset management (waarde van de woningen in Nederland: 990 miljard Euro, bedrijfsgebouwen 390 miljard Euro) naar science based asset management vereist ontwikkelingen in monitoring, modellering en simulatie. De reductie van de kosten door science based asset management is direct van belang voor gebouweigenaren en -beheerders (onder andere Rijksgebouwendienst en woningcorporaties), maar ook voor het beperken van de woonlasten. Het deelprogramma Woning- en utiliteitsbouw kent vijf onderzoekslijnen: 1. Materialen in gebouwen met een langere levensduur, meer functionaliteit en lagere milieu-impact. Deze lijn heeft een sterke link met het Topgebied High Tech Materials en Systems, alsook met het ETP Materialen. 2. Grensverleggende constructies met hoogwaardige constructies, betere kwaliteit, toegepast onder zwaardere omstandigheden, en met minder schades tot gevolg en met behoud of zelfs verbetering van het comfort. 3. Prestatiegericht bouwen met gereedschappen voor ontwerp, realisatie en toetsing waardoor overheid, opdrachtgevers, gebouweigenaren en bouwbedrijven objectieve en toetsbare besluiten kunnen nemen. 4. Bouwinnovatie waardoor de bouwwereld sneller werkt, meer kwaliteit levert en gebouwen levensloopbestendig zijn. 5. Systeemintegratie Glastuinbouw met een directe link met het Topgebied Glastuinbouw. Vanaf 2012 uitgevoerd als onderdeel van het zelfstandige Vraaggestuurde Programma Glastuinbouw.

3.2.2

Uitvoering in 2013 Materialen in gebouwen Naar aanleiding van de strategische heroriëntatie is de scope van Materialen in gebouwen iets aangepast in 2013: het onderdeel houtmodificatie is gestopt. De overige onderwerpen binnen de onderzoekslijn Materialen in gebouwen zijn gecontinueerd en verdiept: responsieve coatings, modificatie van binders (voor beton) en steenachtige materialen. De trend die zich daarbij steeds duidelijker aftekent, is de samenwerking met industriële partijen, waarbij niet meer wordt ingestoken op een uniforme materiaalkundige oplossing alleen. De noodzakelijke materiaalkundige veranderingen worden aangegrepen om te vragen voor welke toepassing het materiaal gebruikt wordt, zodat productspecifieke oplossingen kunnen worden aangeboden. Over de gehele lijn wordt dit met marktpartijen uitgewerkt in op IP gestoelde model- en productontwikkelingstrajecten. Grensverleggend construeren Om beter grip te krijgen op het effect van ontwerp en realisatie op trillingsniveaus in gebouwen is in 2013 een model uitgewerkt om de effecten van laagfrequente trillingen vast te stellen. Dit speelt met name bij lichtere bouwconstructies die in toenemende mate worden gerealiseerd.


48 / 63

Prestatiegericht bouwen De onderzoekslijn Prestatiegericht bouwen concentreert zich op de voorspelling van levensduur en een probabilistische methodiek voor het omgaan met onzekerheden. De ontwikkelde instrumenten zijn nu gevalideerd op operationeel niveau (gebouwschil), alsook verder ontwikkeld voor een integrale beoordeling op tactisch niveau (woningen, kantoren, zorgbouw). In samenwerking met VABI is in 2012 het Platform Renovatie en Onderhoud (PRO) opgericht dat zich richt op een 60-tal woningcorporaties. Daarnaast zijn met de sector diverse trajecten in gang gezet waarmee de prestaties, in de toepassing in de tijd, door de keten heen worden geüniformeerd. Naar aanleiding van de uitgave van het boek “Roadmap voor resultaat – Brandveiligheid 2.0” in 2012, waarin betrokken stakeholders hebben aangegeven dat het gebruik van de risicobenadering essentieel is voor toekomstige regelgeving, is een aanzet gegeven voor de principes van de risicobenadering. Ook internationaal is belangstelling getoond voor deze principes en een aanzet is gegeven om dit ook internationaal te gaan aanpakken om een breed draagvlak te creëren. Bouwinnovatie De in 2012 opgezette Innovation Support Tool (IST) is in 2013 verder doorontwikkeld. Deze toetst innovatiepotentie van een ‘idee’ voor bouwproduct of dienst met een focus op de technologische haalbaarheid en de implementeerbaarheid in de markt. 3.2.3

Onderzoekprogramma’s en netwerken De onderzoekslijnen zijn een essentieel onderdeel van een portfolio die in samenspraak met bedrijven, overheden en branches wordt ontwikkeld. Materiaalonderzoek wordt in belangrijke mate uitgevoerd in Europese (FP7) projecten en is gekoppeld aan de agenda van Nederlandse bedrijven (bijvoorbeeld AKZO, Inashco, MKB). Ook worden de levensduurprojecten in samenspraak met branches en ondernemers opgesteld. Een nadeel van deze aanpak is dat korte termijndoelen de overhand kunnen nemen. Dit wordt versterkt door een markt in grote crisis. Door een marktaanpak van ‘clusters van clusters van koplopers’ wordt bevorderd dat het onderzoek niet alleen tot innovaties leidt bij enkele spelers, maar tot keteninnovatie. De ambities voor het deelprogramma op materiaalgebied sluiten goed aan bij Grand Challenges van de Europese Unie op dit punt; met name de roadmaps resource efficiency, E2B en Spire. Ook belangrijk voor de ontwikkeling van Europese samenwerking is dat de enorme renovatieopgave onderkend wordt - zie het initiatief Renovate Europe. Samenwerking is verder op deelterreinen in ontwikkeling binnen topsectoren. Er zijn relaties met TKI Energie gebouwde omgeving (verbetering energieprestatie is voor belangrijk deel gekoppeld aan renovatie), HTSM (materialen), Creatieve industrie (BIM, Cultureel erfgoed). De aansluiting met de per 2014 te starten Bouwcampus is goed.

3.2.4

Resultaten Materialen in gebouwen 

Responsieve coatings en films: In 2011 zijn business cases gemaakt voor de toepassingsmogelijkheden van de fundamentele kennis rondom coatings binnen TNO. Hieruit zijn twee potentieel interessante richtingen gekomen: 1) De ontwikkeling van demontabele tegellijmen; deze is in 2012 verder verkend en heeft geleid tot een octrooiaanvraag in combinatie met een Nederlandse marktpartij. 2)Vochtsignalerende coatings. Dit onderwerp is met een verffabrikant verder uitgewerkt in een 10% EZ-co traject, wat inmiddels vervolg heeft gekregen in een 25% EZ-co traject.






49 / 63

Resource efficiency wordt bediend door het zoeken naar waardevermeerdering van bijproducten, met name in de richting van alternatieve bindmiddelen. Besloten is om deze IP niet in een patent maar in ‘protected knowledge’ te beschermen. Op basis van deze kennis er zijn twee nieuwe trajecten in ontwikkeling en is een Europees voorstel (Adaptiwall) gehonoreerd. Behouden en conserveren: er zijn twee nieuwe methoden ontwikkeld voor het versnelde kristallisatie testen van reparatiemortels. Deze zijn opgenomen in het Europees traject Nanomatch. Daarnaast is in 2013 gewerkt aan de ontwikkeling van software ondersteuning bij de inzet van onderhoudsbudgetten in de monumentenzorg. Een tweetal instanties hebben interesse getoond. Commercialisatie is in de huidige markt echter lastig.

Grensverleggend construeren 



Trillingen en geluid: de in 2010 ontwikkelde methodiek UIL is in 2011 omgevormd tot een robuuste kern en instrumentarium voor de berekening van trillingen en geluid. In 2013 is een onderliggend model nader uitgewerkt. Boven normatieve beoordelingen: in 2013 is een position paper gepresenteerd over het beoordelen van het gedrag van beton onder brandomstandigheden op basis van een simpel maar wel wetenschappelijk verantwoord model, waarbij rekening is gehouden met het sterke stochastische gedrag van beton.

Prestatiegericht bouwen 





Levensduurvoorspelling: In 2011 is reeds de keuze gemaakt om de levensduurmodellen op operationeel vlak te koppelen aan de besluitvorming rondom onderhoud op tactisch vlak voor met name woningcorporaties. Specifiek is daarmee gewerkt aan een levensduurmodel op tactisch (woning-)niveau. Deze is in 2013 gekoppeld met de asset modellen van de TNO spin-off VABI, als onderdeel van een platform voor renovatie en onderhoud voor woningcorporaties (PRO). Het is commercieel niet mogelijk gebleken om de webapplicatie Kozijnbrein in 2014 aan de markt aan te bieden. Een nieuw businessmodel is uitgewerkt en in 2014 zal de applicatie beschikbaar komen om toegepast te worden in de praktijk. Brandveiligheid: de principes van een risicobenadering zijn vastgesteld en met internationale experts nader bediscussieerd. Door het ministerie van Volksgezondheid, Welzijn en Sport is belangstelling getoond om deze aanpak verder uit te werken en te implementeren voor zorggebouwen. Deze uitwerking zal naar verwachting in 2014 aanvangen.

Bouwinnovatie 

Innovatie Support Tool, IST: voor de beoordeling van de kansen en realiseerbaarheid van innovaties in de bouw is in 2012 een methodiek ontwikkeld. In 2013 is deze methodiek nader uitgewerkt en gevalideerd en in samenspraak met de markt gebruikt om innovaties te ondersteunen en te ontwikkelen. In 2014 zal dit instrument breder worden uitgerold bij door TNO ondersteunde innovaties.

Patenten Er is een viertal patenten in aanvraag op het vlak van biofilmfermentatie, betonbinderontwikkeling, ontwateringsplaten en tegellijmen. Daarnaast liggen er vijf samenwerkingsovereenkomsten voor de marktintroductie van de ontwikkelde levensduurmodellen. In samenwerking met Delft Patents wordt de mogelijkheid verkend


50 / 63

voor het oprichten van een kennis-BV rondom Houtverlijmingstechnieken en Houtmodificatie. Samenwerking De resultaten binnen het vraaggestuurde programma zijn binnen TNO veelal behaald in nauwe samenwerking tussen de verschillende expertisegebieden en programma’s (bijvoorbeeld het ETP Materialen en Modellen, het vraaggestuurde programma Infrastructuur en MKB). Daarnaast is een aantal projecten in samenwerkingsverbanden uitgevoerd (waaronder TNO cofinancieringsprojecten en diverse Europese projecten) met andere (nationale en/of internationale) kennisinstituten en marktpartijen. Op de onderwerpen BIM en brandveiligheid is in 2012/2013 verdergaande samenwerking met het Franse CSTB verkend. Kennisoverdracht Kennisoverdracht is in de meeste gevallen in de projecten verankerd. Zo zijn in een aantal projecten workshops opgenomen voor de kennisoverdracht en is een aantal publicaties verschenen (zie ‘output’). Publicaties Het Deelprogramma heeft een veelheid aan resultaten opgeleverd in de vorm van onder andere rapporten, publicaties, presentaties en interviews. Een aantal van de publicaties zijn peer reviewed. Een overzicht van de globaal gerealiseerde aantallen (2013):  4 rapporten  4 wetenschappelijke bijdragen  1 conferentiebijdragen  4 populair wetenschappelijke bijdragen  3 workshops (organisatie/bijdragen)  1 instrument en software

3.3

Deelprogramma Infrastructuur

3.3.1

Inleiding Infrastructuur is een voorwaarde voor het functioneren van economie en samenleving. Goed functionerende infrastructuur lijkt een vanzelfsprekendheid. Pas als de infrastructuur niet goed werkt, valt het op en komt die in het nieuws. De economische waarde van de civiele infrastructuur in Nederland wordt door het CBS geraamd op ruim 340 miljard Euro. Om deze ‘assets’ in goede staat te houden geven alle beheerders samen jaarlijks ongeveer 6 miljard Euro uit. De term ‘vermogensbeheer’ is met recht van toepassing op beheer en onderhoud van infrastructuur. Verschillende ontwikkelingen samen maken innovaties in infrastructuur hard nodig. De belangrijkste trends hierbij zijn:  Veel civiele kunstwerken naderen het einde van de ontwerplevensduur. Er zijn geen financiële reserves opgebouwd voor de eventuele vervanging. Uitdaging is een veilige verlenging van de levensduur mogelijk te maken.  De intensiteit van het gebruik van de transportnetwerken is de afgelopen decennia sterk toegenomen, waardoor verstoringen door onderhoudswerkzaamheden tot een minimum beperkt moeten blijven. De beschikbaarheid moet dicht bij de 100% liggen.


51 / 63

 Door de voortgaande stedelijke verdichting is meervoudig ruimtegebruik nodig. Tunnels en multifunctionele waterkeringen die minder ruimte innemen bieden hiervoor soelaas.  Vermindering van de milieubelasting is nodig. Bij infrastructuur gaat het vooral om vermindering van de CO2-uitstoot, het gebruik van bouwgrondstoffen, afvalstromen en transportafstanden.  Overheidsbudgetten waaruit infrastructuur wordt betaald, zullen de komende jaren verder afnemen. Dit geldt voor de rijksoverheid (Rijkswaterstaat, Prorail) en ook voor provincies en gemeenten. Binnen het hierboven genoemde kader worden voor het deelprogramma Infrastructuur innovaties nagestreefd met de volgende drie doelen: 1) Lagere Life Cycle kosten van infrastructuur. 2) Minder verkeershinder en een maximale beschikbaarheid. 3) Minder milieubelasting en omgevingshinder door aanleg en onderhoud. TNO meet haar impact af aan de bijdrage aan deze drie doelen, waarbij de veiligheid en de functionele eigenschappen van infrastructuur gewaarborgd blijven. 3.3.2

Uitvoering in 2013 Het Vraaggestuurde Programma Infrastructuur is uitgevoerd aan de hand van ongeveer 25 projecten die alle bijdragen aan de volgend ontwikkelingslijnen 1 1 Beoordelen bestaande constructies 2 Nieuwe (weg)concepten 3 Duurzaamheid 4 Hindervrij bouwen 5 Virtueel bouwen 6 Klimaatadaptatie Aansluitend is per ontwikkelingslijn een overzicht gegeven van de belangrijkste resultaten. Beoordelen bestaande constructies Het overgrote deel van de Nederlandse (en Europese) constructies is ouder dan 40 à 50 jaar en om technische (veiligheids)redenen, mogelijk toe aan vervanging of versterking. Reden dat beheer- en onderhoud in de infrastructuur voor een belangrijk deel dus ook op dit deel van het areaal is gericht. De projecten binnen de ontwikkelingslijn kunnen grofweg worden onderverdeeld in de volgende drie subonderdelen:  Structural assessment: het (rekenkundig en modelmatig) vaststellen van de (rest)levensduur.  Condition monitoring: het verkleinen van onzekerheden over de (rest)levensduur door het uitvoeren van metingen gedurende het gebruik.  Repair: het uitstellen van vervanging door repareren Structural Assessment Omdat het vervangen of versterken van oude constructies in veel gevallen duurder is dan deze (ongewijzigd) te handhaven, loont het om het inzicht te vergroten in hun werkelijke 1

De genoemde ontwikkelingslijnen zijn omschreven in TNO-rapport DIR-2010-R165-SO (MeerJarenProgramma 2011-2014 Thema Gebouwde Omgeving, d.d. 27 september 2010).


52 / 63

restlevensduur. Daartoe is een oordeel over de sterkte van deze constructies en de werkelijke belasting waaraan deze onderhevig zijn essentieel, in het bijzonder omdat bekend is dat met betrekking tot beide aspecten de constructies zijn ontworpen op basis van conservatieve uitgangspunten. Een deel van de projecten binnen het Vraaggestuurde Programma Infrastructuur is dan ook juist gericht op beoordelen van bestaande constructies en aanwezige belastingen. Binnen dit kader is onder andere in Europees verband gewerkt aan het ontwikkelen van een eenduidige methodiek hiervoor. Het is de verwachting dat deze methodiek in 2014 uitkristalliseert tot een geaccepteerd instrument voor de beoordeling van bestaande constructies. Vanuit Nederland wordt hierbij aangesloten op de projecten die binnen het samenwerkingverband van InfraQuest worden uitgevoerd (RBK-Beton en RBKStaal) en voornamelijk een relatie hebben met het hoofdwegennet. De ontwerpfilosofie is hierbij geënt op een (semi)probabilistische, risico-gebaseerde kostenafweging, wat tevens mogelijkheden biedt voor een economisch verantwoorde veiligheidsbeschouwing van bestaande constructies. Voor het onderliggende wegennet (lagere overheden, provincies en gemeenten) is in 2013 gewerkt aan speciale instrumenten die het asset management voor deze groepen beter mogelijk maken. Zo is binnen het project "inzage in Assets” een verkennend onderzoek gedaan naar een quick scan voor kunstwerken en is nagegaan welke mogelijkheden proefbelasten geeft voor kunstwerken met kleine overspanningen. De resultaten duiden erop dat voor lagere overheden andere bedreigingen gelden dan voor rijkswegen, maar ook dat er nieuwe kansen zijn (proefbelasten, lagere verwachte belastingen, etc.). Voor de komende jaren is het de uitdaging om hiervoor nieuwe (belastingmodellen)modellen en (proef)belastingprocedures (inclusief de bijbehorende criteria) te ontwikkelen en op te stellen. Condition monitoring Monitoren wordt gezien als een van de ontwikkelingen om onzekerheden rondom verwachte beheersen onderhoudsinspanningen te minimaliseren: door gericht te meten kunnen risico’s worden verkleind. In 2013 is, in samenwerking met de Enabling Technology Programma’s (ETP’s) Modellen en AMSN van TNO een grootschalig demonstratieproject aan de Van Brienenoordbrug gestart. Binnen dit project wordt de benodigde kennis ontwikkeld ten behoeve van het asset management van stalen bruggen met orthotrope rijdekken. Door het combineren van globale (AE) en lokale (scheur-)metingen met (probabilistische) voorspellingen wordt een betrouwbaar inzicht verkregen in de effecten (degradatie, reparaties, kosten) bij de verschillende onderhoudsscenario’s. In 2013 is voornamelijk de modelkant belicht door deze te valideren op proeven in het laboratorium en op de Van Brienenoordbrug. Daarnaast is een eerste aanzet gegeven tot de ontwikkeling van een “asset management decision support tool”. Het project wordt in 2014 voortgezet en afgerond. Verder is een inventarisatiestudie gedaan naar het gebruik van satellietbeelden voor het monitoren van de staat van de verschillende assets (constructies, maar ook van wegen). Deze ontwikkelingen sluiten aan op de werkzaamheden binnen het Europese Project TRIMM, waarin aandacht wordt besteed aan nieuwe, geavanceerde meettechnieken voor het ondersteunen van effectief onderhoud. De resultaten in 2013 hebben vooral geleid tot een beter inzicht in het modelleren van kosten en baten van beheer en onderhoud van wegen en bruggen en het optimaliseren van onderhoud in de infrastructuur met behulp van betrouwbaarheidsanalyses. De satellietmetingen en de INSAR technologie bieden goede vooruitzichten en worden in 2014 nader belicht.


53 / 63

Nieuwe (weg)concepten Ontwikkeling van nieuwe materialen of het toepassen van bestaande materialen binnen nieuwe toepassingen vragen om een afweging waarbij verstandig met de daarbij behorende risico’s wordt omgegeaan. Dit komt vooral tot uitdrukking in het werkveld van wegenbouwmaterialen en –constructies. Ten einde de levensduur van asfalt te verlengen is in de afgelopen jaren kennis ontwikkeld voor het modelleren van het gedrag van asfalt (FCAM, Fysisch Chemische Asfalt Modellering). In 2013 is onder andere de temperatuursafhankelijkheid van de microstructuur van bitumen verder onderzocht en in kaart gebracht met behulp van AFM en DSC metingen. Ook is de interactie van bitumen en minerale vulstofdeeltjes onderzocht en de effecten daarvan op de microstructuur. Het model biedt daardoor meerwaarde en kansen voor andere projecten zoals het eind 2013 gestarte project (CQ-PMB, Charterization & Qualification of Polymer Modified Bitumina), waarin polymeergemodificeerde bindmiddelen worden onderzocht en waarvan getracht wordt de bindmiddelen te karakteriseren en een voorspelling te doen van hun mechanische prestaties in asfalt. Tevens is in 2013 gestart met een promotieonderzoek op het gebied van het selfhealing potentieel van asfalt. Het onderzoek sluit aan bij het onderzoek van FCAM, maar biedt daarnaast een experimentele onderbouwing van het ontwikkelde materiaalmodel. Een van de zaken binnen de GWW is de doorlooptijd van innovaties waarbij nieuwe concepten binnen korte tijd en een acceptabel risico worden geïntroduceerd in de praktijk. Hiertoe zijn in 2013 binnen het project APAS (Accelerated Pavement Assessment) twee belangrijke pijlers geïdentificeerd voor het versneld kunnen beproeven van open asfalt deklagen: 1) het kunnen opleggen van representatieve en systematische veroudering en 2) het kunnen opleggen van representatieve deformaties/belastingen. Het blijkt namelijk uit recente studies dat dit specifieke deformaties zijn die samen de meeste schade aan de deklaag tot gevolg hebben wanneer de mechanische eigenschappen van de deklaag zodanig zijn door veroudering dat opgebouwde spanningen niet meer kunnen worden opgevangen. Verder is op het gebied van nieuwe materialen voor de wegenbouw de tweede fase van een TNO cofinancieringsproject op het gebied van vezelversterkt asfalt uitgevoerd. De vezels in dit materiaal kunnen ervoor zorgen dat de levensduur van het asfalt wordt verlengd en dat de problematiek rondom de korte levensduur van asfaltmengels in het algemeen en ZOAB in het bijzonder wordt aangepakt. Tenslotte is een deelonderzoek uitgevoerd voor de door TNO geïnitieerde en getrokken innovatie SolaRoad (zonne-energie uit wegen). In dit project (TopPrestatie) wordt samen met marktpartijen onderzoek gedaan naar de toplaag van dergelijke infrastructurele elementen, ten behoeve van een optimale afweging op de drie kernwaarden van deze bijzondere toplaag, zijnde: (1) veiligheid (stroefheid), (2) hechting en (3) transparantie. Het project richt zich hierbij in het bijzonder op de ontwikkeling van geschikte beoordelingsmethoden. Ten aanzien van nieuw te ontwikkelen materialen om toegepast te worden als toplaag is inzicht ontstaan in de maatgevende belastingen. Hierdoor kan relatief snel beoordeeld worden of het betreffende materiaal in staat zal zijn om het gewenste veiligheidsniveau tijdens de levensduur te vervullen. Duurzaamheid Duurzaamheid is een van de EMVI criteria waarlangs aanbestedingen steeds vaker worden uitgevraagd. Voor de beoordeling van de duurzaamheid van conventionele oplossingen (materialen, concepten) zijn op de markt gangbaar geaccepteerde methoden beschikbaar. Echter, voor de beoordeling van de duurzaamheid van materialen en oplossingen buiten de gebaande paden bestaan geen handvatten, wat de introductie belemmerd. Binnen het project


54 / 63

Duurzaamheidskompas is in de afgelopen drie jaar een instrument ontwikkeld waarmee deze aspecten wel kunnen worden beoordeeld. De vervolgfase voor verdere ontwikkeling is nog niet gestart, maar staat nog steeds op de planning voor 2014. Parallel is in 2013 het driejarige Europese KP7 project ECOLABEL gehonoreerd en gestart (oktober 2013). Het doel van dit project is om op een Europese “Ecolabelling” methode te ontwikkelen voor wegmaterialen. Uiteindelijk moet dit leiden tot een set van aanbevelingen om vooruitgang te boeken in het gebruik van meer verantwoorde ecologische en economische oplossingen bij wegconstructies en onderhoudsprojecten.

Hindervrij bouwen In termen van kosten en baten bij de aanleg en onderhoud van infrastructurele werken, is hinder een van de belangrijkste parameters. Behalve hinder voor de gebruiker zijn ook de omwonenden belanghebbend. Om de hinder in tijd voor omwonenden te verkorten, wordt vooral ingestoken op het optimaliseren van de logistieke keten. In 2013 zijn geen projecten uitgevoerd met hindervrij bouwen als expliciet ontwikkelelement (met uitzondering van CargoVibes, zie hieronder). Veel van de projecten binnen de overige ontwikkelingslijnen kennen hun motivatie echter wel bij hindervrij bouwen. Zo staat een langere levensduur van wegen en constructies immers ook garant voor minder bouwhinder. Binnen het in 2013 (vrijwel) afgeronde Europese project CargoVibes staat omgevingshinder door treintrillingen wel centraal. In dit project is nagegaan welke maatregelen effectief zijn en op welke wijze dit betrouwbaar kan worden gemodelleerd. De hiervoor ontwikkelde modellen zijn binnen het project CargoVibes experimenteel gevalideerd. Dit heeft uiteindelijk geleid tot het beschikbaar krijgen van een gevalideerde beoordelingsmethodiek voor het beoordelen van trillingen door treinen.

Virtueel bouwen Een kenmerk van de bouwwereld is het grote aantal spelers en of betrokkenen. Uit ervaring is bekend dat deze versnippering leidt tot bouwfouten. Automatiseringen in het ontwerpen bouwproces kunnen een bijdrage leveren in het terugdringen van bouwfouten en -kosten. Binnen de gebouwde omgeving is het concept van BIM tot op heden vooral gericht op gebouwen. Infrastructuur wordt gekenmerkt door trajecten (een brug is onderdeel van een netwerk waarin zich ook wegen bevinden). Verschillende objecten bevinden zich op verschillende schaalniveaus en vragen om verschillende karakteristieken in een nog te ontwikkelen objectenbibliotheek. Om hier meer inzicht in te verwerven is in 2012 een Europees project gestart waarin samen met Rijkswaterstaat wordt geparticipeerd. Het project Virtual Construction for Roads (V-Con) heeft als uiteindelijk doel om data uitwisseling in de GWW optimaal te benutten. Het ontwikkelen van een standaard voor data-uitwisseling heeft hierbij prioriteit. In 2013 is binnen V-Con een aanpak ontwikkeld die in de sector veel gebruikte informatiemodelleringsstandaarden zoals IFC (voor het modelleren van kunstwerken), GIS (voor het modelleren van gebieden) en COINS (voor het modelleren van Systems Engineering) met elkaar verbindt en gebruik maakt van toekomstbestendige ICT methodieken volgens het Linked Open Data principe. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de semantic web technologie van het OWL. Deze hybride aanpak bevindt zich op het raakvlak tussen verschillende andere aanpakken in en maakt een geleidelijke overgang naar nieuwe methodieken mogelijk. In het project wordt behalve met Rijkswaterstaat ook samengewerkt


55 / 63

met onze strategische partner CSTB en de nationale wegbeheerders uit Zweden (Trafikverket). Klimaatadaptatie De verandering van het klimaat kan in de komende decennia leiden tot grotere weersextremen, zoals hevige neerslag, grote droogte, zware stormen. Dit heeft onder andere veranderingen in de waterafvoer van rivieren tot gevolg (andere hoog- en laagwaterstanden) en stelt extra eisen aan de robuustheid van bouwwerken. Daarnaast kunnen infrastructurele werken een bijdrage leveren aan de klimaatrobuustheid van de samenleving. Er zijn in 2013 geen projecten uitgevoerd die zich specifiek richtten op de problematiek van klimaatveranderingen. Overigens is de kennisinvestering op het gebied van waterveiligheid en natte kunstwerken wel een aandachtspunt. Dit is opgenomen in de programmering van 2014. De problematiek van deze projecten kan echter ook worden geschaard onder de ontwikkelingslijn Beoordelen Bestaande Constructies. 3.3.3

Samenwerking Een deel van de projecten is in meer of mindere mate medegefinancierd door bedrijven, overheden of de EU. De meeste contra gefinancierde projecten betreffen onderzoeken die onderdeel uitmaken van een groter nationaal of internationaal onderzoeksprogramma. Daarnaast is, onder andere in TNO-cofinancieringsprogramma’s, samengewerkt met brancheverenigingen en/of individuele bedrijven (MKB). Binnen het Vraaggestuurde programma is deelgenomen aan de volgende internationale projecten: CargoVibes, TRIMM, ECOLABEL, V-CON en Leonardo da Vinci. Deze projecten, en ook de projecten in minder formele internationale samenwerkingsverbanden (zoals fib, JCCS, ESSC, RILEM, etc.) kenmerken zich door internationale samenwerking met bouwbedrijven, onderzoeksinstellingen en producenten, voornamelijk op de gebieden constructieve veiligheid van stalen, aluminium en betonnen constructies, risicoanalyse en probabilistische methoden. De uitgevoerde TNO-cofinancieringsprojecten betroffen: Duurzaamheidskompas, CQ-PMB, TopPrestatie en Vezelversterkt Asfalt. Al deze projecten worden in 2014 vervolgd (met uitzondering van Duurzaamheidskompas, dat gaat een nieuwe fase in). Voor de afstemming van de onderzoekswerkzaamheden is overleg geweest met het ministerie van Infrastructuur en Milieu en InfraQuest. Het expertisecentrum InfraQuest is een samenwerkingsverband van Rijkswaterstaat, de Technische Universiteit Delft en TNO waarbij specialisten op het gebied van wegenbouw en civieltechnische constructies gezamenlijk werken aan kennisontwikkeling en vernieuwende, toekomstgerichte oplossingen. Gezien het strategisch belang van het expertisecentrum InfraQuest is een belangrijk deel van de kennisinvesteringen van de propositie Infrastructuur gericht op de kennisontwikkeling zoals InfraQuest die voorstaat. Deze ideeën zijn vastgelegd in de Masterplannen van InfraQuest. Verder hebben TNO en ProRail op 3 juni 2013 een samenwerkingsovereenkomst getekend. Het doel van deze alliantie is om gezamenlijk bij te dragen aan een verbetering van het spoorsysteem in haar omgeving door innovaties te ontwikkelen en te realiseren. Daarbij staat de bundeling van de kennis van TNO over toekomstige mogelijkheden van nieuwe technologieën en toepassing van technologie uit andere sectoren met de kennis van ProRail


56 / 63

over de spoorweginfrastructuur en omgeving centraal. Een deel van de op te pakken vraagstukken is momenteel niet eenvoudig oplosbaar met 'in de markt' verkrijgbare kennis en vragen om pre-concurrentiële kennis en innovatie. Waar mogelijk en relevant wordt getracht gebruik te maken van overheidsprogramma's en (Europese) subsidies. De problematiek van ProRail sluit voor een deel aan op de prioriteiten zoals die ook binnen InfraQuest zijn vastgelegd (voornamelijk bestaande constructies). Daarnaast kent ProRail ook haar eigen specifieke kennisontwikkelingspunten (deelsystemen):  Doorsnijden (overwegen, preventie koperdiefstal, suïcidepreventie en tunnelveiligheid).  Dragen en Geleiden (monitoring van railinfrastructuur en kunstwerken, verwerken informatie, geluid en trillingen en levensduurverlenging van kunstwerken).  Voeden (exploratief thema gericht op hybride voedingssystemen voor regionale lijnen).  Communicatie (exploratief thema gericht op toekomstige technologie en mogelijkheden en beperkingen voor spoorsysteem, onder meer interferentie UMTS). Binnen de samenwerking wordt daarnaast vorm aan de volgende twee onderwerpen gegeven die een dwarsdoorsnede vormen van de deelsystemen uit de techniekvisie: (1) informatie en gedragsbeïnvloeding en (2) monitoring en assetmanagement. Met name het deelsysteem ‘Doorsnijden’ en de laatstgenoemde dwarsdoorsnede is in dit opzicht relevant voor het onderhavige vraaggestuurde programma. 3.3.4

Resultaten Bereikte resultaten en octrooien De resultaten van de verschillende projecten (zie voorgaande paragraaf) hebben geleid tot een verbeterd inzicht in de gestelde doelen en de wijze waarop deze positief kunnen worden beïnvloed. Vooral op het gebied van levensduurverlenging en monitoring zijn grote stappen gemaakt, die in 2014 zullen leiden tot het eerste ‘full scale bridge monitorsysteem’ in Nederland (mogelijk Europa of de wereld). De ontwikkelde kennis op het gebied van beoordelingsmodellen voor bestaande constructies wordt op Europees niveau geïmplementeerd in daartoe geëigende richtlijnen. Alvorens deze richtlijnen zullen leiden tot Europese (en dus Nederlandse) normen, dienen deze verder te worden ontwikkeld en wettelijk te worden geformaliseerd. Normaliter zijn dit trajecten van vele jaren. Het is de verwachting dat de Eurocode normen voor bestaande constructies omstreeks 2018 van kracht zullen worden verklaard. De ontplooide initiatieven hebben in 2012 in een aantal gevallen geleid tot octrooien of aanzetten daartoe. Op het gebied van reparaties van (beton)constructies is in 2012/2013 een onderzoek uitgevoerd om de levensduur van conventionele reparaties te verbeteren met behulp van elektrochemische reacties (electro-shock). Op basis van nieuwe resultaten in 2012 is de ‘feasibilty’ voor het principe van de methode geleverd. In 2013 is een octrooiaanvraag ingediend voor deze verbeterde methode voor betonreparatie met langere levensduur (ElectroActive Repair, EAR) samen met NTNU Trondheim (prof. M. Geiker). Deze is inmiddels positief bevonden door de European Patent Office. Verder is in 2013 nagegaan of een nieuwe controlemethode voor de dichtheid (chloridediffusie) van beton bij oplevering van nieuwbouw kon worden uitgewerkt tot een octrooi. De controlemethode is vermoedelijk echter niet octrooieerbaar doordat hier al teveel door anderen over is gepubliceerd.


57 / 63

In 2012 is een octrooiprocedure gestart voor de klikvoeg. Dit concept behelst het monteren van een gestandaardiseerde ‘cradle’ op een kunstwerk waarop verschillende types voegovergangen snel gemonteerd kunnen worden door ze te voorzien van een op de cradle passende ‘cassette’. Sneller monteren betekent minder voertuig-verliesuren bij onderhoud aan bruggen en viaducten omdat voegvervanging hierbij op het kritieke tijdspad zitten. In 2013 is een patentaanvraag ingediend en is het idee binnen het interprovinciaal overleg (IPO) positief besproken. De gesprekken over aanbesteden zijn nog lopende. Samenwerking De resultaten binnen het vraaggestuurde programma zijn veelal behaald in nauwe samenwerking tussen de verschillende expertisegebieden, thema’s en programma’s (zoals de ETP’s Materialen, Modellen en AMSN). Daarnaast is een aantal projecten in overkoepelende programma’s uitgevoerd (waar onder TNO-cofinancieringsregeling en diverse Europese projecten). In de meeste gevallen zijn dergelijke onderzoeken uitgevoerd met andere (nationale en/of internationale) kennisinstituten en marktpartijen (zie ook paragraaf Samenwerking). Kennisoverdracht Kennisoverdracht is in de meeste gevallen in de projecten verankerd. Zo kent een aantal projecten expliciete workshops voor de kennisoverdracht en is een groot aantal publicaties verschenen (zie ‘output’). Behalve kennisoverdracht binnen de projecten was er kennisoverdracht in individuele besprekingen met klanten (via expertise of themalijn) en zijn er gedurende het jaar diverse presentaties gegeven, onder andere samen met de Technische Universiteit (maandelijkse colloquia met het MicroLab) en door middel van diverse (wederzijdse) lunchlezingen met de InfraQuest partners (Rijkswaterstaat/Technische Universiteit Delft). Output Het Vraaggestuurde Programma heeft een veelheid aan resultaten opgeleverd in de vorm van onder andere rapporten, publicaties, presentaties en interviews. Een aantal van de publicaties is peer reviewed. Een gedetailleerd overzicht is gegeven in de verschillende KIPverslagen met betrekking tot de propositie Infrastructuur. In totaal zijn ongeveer 25 rapporten geproduceerd, 20 wetenschappelijke bijdragen (waarvan ca. 10 peer-reviewed), en meer dan 35 conferentiebijdragen, populair (wetenschappelijke) publicaties en bijdragen aan workshops.


58 / 63

3.4

Deelprogramma: Energie in de Gebouwde Omgeving

3.4.1

Highlight In 2013 heeft TNO opdracht gekregen om de volgende generatie energieprestatiemodellen te ontwikkelen voor de CEN (Comité Européen de Normalisation). Deze modellen zullen als basis gebruikt gaan worden om de verschillende normen beter op elkaar te laten aansluiten. Het is de bedoeling dat deze modellen de basis gaan vormen voor het toekomstige Europese en nationale energieprestatie beleid. TNO is coördinator van het TC89 (Thermal performance of buildings and building components) consortium en lid van het overall Energy Performance of Buildings coördinatieteam.

3.4.2

Inleiding Om de mondiale trends van toenemende schaarste van conventioneel winbare fossiele brandstoffen en de effecten van de voorspelde klimaatverandering te kunnen doorbreken, speelt de gebouwde omgeving een cruciale rol. 35% van het primaire energiegebruik vindt plaats in de gebouwde omgeving en 30% van de CO₂ uitstoot. 80% van onze tijd brengen we door in gebouwen. Uit de prognoses van onder andere International Energy Agency (IEA) blijkt dat niet alleen de verstedelijking toeneemt, maar ook het aandeel van het energiegebruik dat toe valt te schrijven aan de gebouwde omgeving. Een kentering is op mondiaal niveau nog niet zichtbaar. Het economisch belang van de bouwsector blijkt uit een aandeel van circa 7% in de Nederlandse werkgelegenheid en circa 4,5% in het bruto nationaal product. Doelstelling Het energiegebruik zal vergaand gereduceerd moeten worden in zowel de bestaande (renovatie) als de nieuwbouw, in zowel de woningbouw als de utiliteitsbouw. Uit onderzoek is gebleken dat door energiebesparende technologieën en maatregelen de primaire energievraag met ca. 50-70% teruggebracht kan worden. Dit betekent dat de resterende energievraag op duurzame wijze ingevuld moet worden om een energie neutrale of zelfs een energie producerende gebouwde omgeving mogelijk te maken. Het gebruik van duurzame energiebronnen en decentrale opwekking is noodzakelijk. Een sterke reductie van de energievraag is alleen duurzaam te realiseren door verstandige inzet van energie door gebruikers (gedrag) en goed functioneren van installaties gedurende de gebruiksfase. De behoeften van de eindgebruikers mogen daarbij niet uit het oog worden verloren. De hiervoor benodigde technologie en ondersteunende methodieken worden ontwikkeld in drie onderzoekslijnen. a. Verbetering energieprestatie en integratie duurzame energie. De doelstelling is de ontwikkeling van nieuwe technologieën en systemen om de energieprestatie of de energie-efficiëntie te verbeteren en duurzame energiebronnen zo effectief mogelijk te integreren in de bestaande en de nieuwbouw. De nadruk ligt op de ontwikkeling van compacte thermische energie opslag, de volgende generatie warmtepompen en een klimaat adaptieve gevel. (Deze onderzoekslijn wordt vanaf 2013 grotendeels vorm gegeven in het Vraaggestuurde Programma EnerGO.) b. Verbetering binnenmilieukwaliteit. De doelstelling is de kwaliteit van het binnenmilieu beter te kunnen bepalen en te verbeteren door het ontwikkelen van innovatieve technologieën zoals geïntegreerde multifunctionele ventilatiesystemen. c. Prestatieborging tijdens de gebruiksfase. De doelstelling is de ontwikkeling van effectieve methodieken en modellen om te helpen waarborgen dat de potentiële energieprestaties van installaties/gebouwen/wijken ook daadwerkelijk gedurende de gehele levensduur worden behaald.


3.4.3

59 / 63

Uitvoering in 2013 Uitvoering programma De economische crisis is ook nog in 2013 van invloed geweest op het Deelprogramma ‘Energie in de Gebouwde Omgeving’. De bouwsector (en de toeleveranciers) zijn belangrijke stakeholders voor dit programma. De sector is in 2013 nog niet hersteld en zeker nog niet terug op het niveau van voor de crisis. Cofinancieringsprojecten en B2B projecten worden nog steeds traag opgestart. De cofinanciers hadden duidelijk meer tijd nodig om een investeringsbeslissing te nemen. Dit heeft tot vertraging geleid van de technologieontwikkeling. Vraagsturing Naast de reguliere overleggen met stakeholders en partners in diverse projectgebonden samenwerkingsverbanden, klankbordgroepen en frequente bilaterale contacten met brancheverenigingen en overheid, participeert TNO in belangrijke samenwerkingsverbanden als KIC InnoEnergy, PPP EeB en EERA Smart Cities. KIC InnoEnergy De Knowledge Innovation Community InnoEnergy is eind 2009 door het EIT toegekend. De colocatie Benelux richt zich op energie in de gebouwde omgeving. In deze KIC werken kennisinstellingen en industriële partijen samen om de innovation triangle (onderwijs, onderzoek, business) op het gebied van duurzame energie te versterken. TNO is partner binnen de KIC InnoEnergy en thematic leader van het thema ‘Intelligent Energy Efficient Buildings and Cities’. PPP EeB: Public Private Partnership Energy Efficiency in Buildings Het Europese PPP EeB is door Bouygues, Arup, Saint Gobain, Philips, Stiebel Eltron, EDF, Mostostal, D’Appolonia en Acciona opgericht om het energiebeleid en industriebeleid hand in hand met elkaar te laten gaan, zodat terugdringen van het energiegebruik in de gebouwde omgeving samengaat met versterking van het bedrijfsleven. Versterking van het thema energie in de gebouwde omgeving kan er voor zorgen dat binnen de waardeketens in deze sector een aanzienlijke versterking van de economische toegevoegde waarde kan ontstaan voor het bedrijfsleven. Deze aanpak is ondersteunend aan de overheidsambities. Samenvatting samenwerkingsverbanden 1. Kennisinfrastructuur a. KIC InnoEnergy (binnen de co-locatie Benelux: TNO, Technische Universiteit Eindhoven, Katholieke Universiteit Leuven, Vito, Laborelec en Eandis) b. Internationale samenwerking met VTT, Sintef, Vito, Tecnalia, CEA c. ENBRI: European Building Research Network d. EERA Smart Cities (vrijwel alle Europese kennisinstituten op het gebied van energie in de gebouwde omgeving, programmaleiders: AIT, TNO, Sintef, ENEA) e. Diverse IEA samenwerkingsverbanden (onder andere Annex 5, 47 en 53)

2. Publiek en privaat a. EeB-Association (Bouygues, Arup, Saint Gobain, Philips, Stiebel Eltron, EDF, Mostostal, D’Appolonia en Acciona). b. INIVE: Europese samenwerking HVAC industrie c. EeB-NLP (circa 50 Nederlandse industriële partners)


d. e.

3.4.4

60 / 63

TKI-EnerGO: nationale publiek-private samenwerking op het gebied van energie in de gebouwde omgeving. SEAC: samenwerking tussen Holland Solar, TNO en ECN op het gebied van toepassing van zonne-energie.

Resultaten Begin 2012 is besloten om het deelprogramma ‘Energie Gebouwde Omgeving’ op te splitsen in twee programma’s: een deelprogramma ‘Energie gebouwde omgeving’ binnen het Vraaggestuurd Programma Duurzaam bouwen, en een nieuw Vraaggestuurd Programma Energie Gebouwde Omgeving in lijn met de TKI EnerGO binnen de topsector Energie. De technologie ontwikkeling wordt nu grotendeels uitgevoerd binnen het Vraaggestuurde Programma EnerGO (gekoppeld met de TKI EnerGO). De methodiekontwikkeling, de ontwikkeling van analyse-instrumenten en rekenmodellen zullen vooral gebeuren in het Vraaggestuurde Programma Duurzaam Bouwen, deelprogramma Energie in de Gebouwde Omgeving. Uiteraard is er een grote samenhang en interactie tussen de twee deelprogramma’s. De belangrijkste resultaten zijn: a. Verbetering energieprestatie en integratie duurzame energie Deze onderzoekslijn is in 2013 grotendeels uitgevoerd binnen het Vraaggestuurd Programma EnerGO en zal daar ook gerapporteerd worden. b. Verbetering kwaliteit binnenmilieu Beoordeling kwaliteit binnenlucht: In 2013 is dit deelonderzoek niet gecontinueerd. De ontwikkeling van de biosensingsystemen (Cultex gecombineerd met Ames) waarmee een directe relatie gelegd kan worden tussen binnen luchtkwaliteit en gezondheid, vereist nog veel fundamenteel onderzoek. Er wordt gewacht tot het fundamentele onderzoek binnen de andere programma’s van TNO verder gevorderd is, voordat overgegaan kan worden tot effectieve toepassing binnen de gebouwde omgeving. De initiële resultaten zijn hoopgevend en zullen in 2014 opnieuw kort worden gereviewd om te bepalen wanneer de ontwikkeling van biosensing technieken voor het binnenmilieu weer opgepakt kunnen worden. Gebouw en installatie gerelateerde indicatoren voor de binnenluchtkwaliteit: Vele epidemiologische studies hebben laten zien hoe ingewikkeld relaties tussen gebouwcondities (thermisch comfort, verlichting, vocht, schimmel, lawaai, bouwmateriaalemissies, et cetera) en welbevinden kunnen zijn. Ook al hebben meerdere studies associaties tussen comfort, gezondheid, binnenmilieubeheersing en productiviteit in een kantoorgebouw laten zien, relevante relaties tussen chemische en fysische binnenmilieu metingen en zelf gerapporteerde symptomen en klachten zijn nog altijd moeilijk te leggen. Om de complexiteit beheersbaar te maken, wordt gebruik gemaakt van vereenvoudigde benaderingen (vb). In deze vb’s worden gebouweigenschappen (zoals het aanwezig zijn van een airconditioningsysteem) of genomen maatregelen (zoals het hebben van een onderhoud of schoonmaakschema) direct gerelateerd aan comfort en/of gezondheidsklachten van kantoormedewerkers. Om dergelijke vereenvoudigde benaderingen te kunnen herleiden en onderbouwen is het nodig om een uitgebreide database op te zetten bestaande uit monitorings- en


61 / 63

inspectiegegevens over energiegebruik en binnenmilieukwaliteit, gebouwkarakteristieken en zelf gerapporteerde symptomen en klachten. In het EU project OfficAir is een dergelijke database gedefinieerd, opgezet en gevuld met gegevens uit veldexperimenten in circa 165 kantoren in Europa. In alle gebouwen zijn indicatieve metingen uitgevoerd om de kwaliteit van het binnenmilieu te bepalen in relatie tot het energiegebruik. Voor een beperkte set van deze gebouwen is ook een aanvullende detailstudie uitgevoerd waarbij een uitgebreide digitale vragenlijst ingevuld is door de gebruikers, fysische en chemische metingen zijn uitgevoerd en bovendien een dagboek gedurende langere tijd door de gebruikers werd bijgehouden. De zomermetingen zijn afgerond in 2012, de wintermetingen in 2013. Op basis van deze gegevens heeft TNO een indicatieve testprocedure ontwikkeld voor de identificatie van potentiële, gebouw gerelateerde oorzaken voor gezondheidsklachten. In 2014 zal de database verder geanalyseerd worden. Verbetering binnenmilieukwaliteit door ventilatie: De nieuwe generatie woningen is vergaand geïsoleerd en luchtdicht. Vanuit beheersing en borging van een goede luchtkwaliteit vereisen dergelijke woningen nieuwe ventilatiesystemen. Systemen die qua prestaties hoog betrouwbaar, ‘fail-save’ en gebruiksvriendelijk zijn. De huidige ventilatiesystemen, maar ook de filtersystemen voldoen daar nog niet aan. Doelstelling is om door de ontwikkeling van ventilatie- en filtersystemen de binnenluchtkwaliteit te verbeteren, het comfortniveau te verbeteren en energie te besparen. In 2013 is een begin gemaakt met de vernieuwing van de numerieke modellen waarin vooral de koppeling wordt gemaakt tussen binnenmilieukwaliteit en energieprestatie. De modellen worden geschikt gemaakt om ook multi-zone ventilatie en verschillende vormen van vraagsturing (RV, multigas, et cetera) te kunnen doorrekenen. In 2013 is vooral aandacht besteed aan het onderhoud van het specialistische ventilatiewarmtemodel COMIS. In 2014 zal de nadruk weer op het ontwikkelen van bovenstaande nieuwe modules komen te liggen om nieuwe ventilatie- en filtratieconcepten goed te kunnen doorrekenen op onder andere energieprestatie en kwaliteit van het binnenmilieu. In het kader van het verbeteren van ventilatiesystemen is in 2012 een AIO gestart in samenwerking met de Universiteit Twente om stabielere anti-geluidalgoritmen te ontwikkelen, die toegepast kunnen worden in ventilatiesystemen. De potentie van de huidige anti-geluidalgoritmen is experimenteel bepaald voor een decentraal en een centraal ventilatiesysteem. In het centrale ventilatiesysteem is het anti-geluidsysteem geïnstalleerd bij het toevoerventiel. Het anti-geluidsysteem in de experimentele opstelling functioneert in eerste instantie goed: een geluidreductie van 3 dBA op de laagste stand tot 5.6 dBA op de hoogste stand met vooral reductie tussen de 200 en 800 Hz. Echter, het systeem blijkt na verloop van tijd slechter te gaan presteren. In 2013 is de laagfrequente speakerresponsie en het regelalgoritme aangepast om de prestaties van het anti-geluid te verbeteren. Bij de verdere ontwikkeling in 2014 zal de nadruk liggen op toepassing in decentrale WTW units waarin, door de compacte bouwwijze, ook de afstraling een rol speelt.

c. Prestatieborging tijdens de gebruiksfase (instrument en modelontwikkeling) Ontwikkeling nieuw platform voor de ontwikkeling van complexe gebouwmodellen: De afgelopen jaren zijn complexe modellen ontwikkeld die gebruikt worden voor de ontwikkeling van de EPG en CEN standaarden. De eerste modellen zijn al in de jaren ’90 van de vorige eeuw ontwikkeld. Door de jaren heen zijn de modellen steeds verder uitgebouwd, doorontwikkeld en complexer geworden. Dit bemoeilijkt de ontwikkeling van


62 / 63

bijvoorbeeld nieuwe modellen voor de EPG en CEN standaarden. In 2012 is een nieuw platform gedefinieerd waarmee het eenvoudiger en overzichtelijker wordt om nieuwe modellen voor dergelijke toepassingen te ontwikkelen, aan te passen of uit te breiden. In 2013 is het platform geïmplementeerd en is nu beschikbaar om getest te worden door de beoogde gebruikers. Energiebesparende technieken in de gebruiksfase: In het verleden zijn veel energiebesparende technieken ontwikkeld, toch worden ze nog maar beperkt toegepast. Vaak zijn de integrale prestaties ook minder dan verwacht. Belangrijke oorzaken liggen in het onvoldoende op elkaar afgestemd zijn van de technieken, slechte integratie in de bestaande bouw en onbekendheid bij de installateurs, bouwers en gebruikers. De doelstelling en aanpak van het Europese HERB project is om een aantal gestandaardiseerde renovatiepakketten te definiëren met een energiebesparingspotentie tot 80%, te simuleren en zo nodig nieuwe modellen te ontwikkelen, verbeterde controlalgoritmen te ontwikkelen voor een betere en eenvoudigere integratie, en uiteindelijk de integrale energieprestatie en comfortbeleving te monitoren in een aantal praktijkexperimenten. Bij de uitvoering van het HERB project wordt samengewerkt met energiesprong/platform 31. In 2013 is een gestandaardiseerde methodiek ontwikkeld om het energiegebruik en het comfortniveau van woningen vóór en na renovatie te berekenen. Bovendien is begonnen met het ontwikkelen van verbeterde control-algoritmen om de ventilatie, verwarming, koeling en zonwering integraal aan te sturen. Het HERB project loopt van 2013 tot eind 2015.

Figuur 1: Voorbeeld van de wederzijdse beïnvloeding van energiebesparende maatregelen in woningen. De kans op oververhitting in de zomer neemt bijvoorbeeld toe, als uitsluitend wordt geïsoleerd en lage temperatuur verwarming wordt toegepast. Energie-optimalisatie op wijkniveau Om de doelstelling van een energie neutrale gebouwde omgeving te realiseren is optimalisatie op wijkniveau noodzakelijk. Als de nieuwbouw energie producerend wordt en de bestaande bouw nog effectief energiegebruiker is, dan zal er dus energie uitgewisseld moeten worden, worden opgeslagen of gebufferd om totaal energie neutraal te kunnen worden.


63 / 63

Een bijkomende reden voor energie-optimalisatie op wijkniveau zijn de problemen die ontstaan bij grootschalige inzet van decentrale duurzame energiebronnen. De eerste problemen bij grootschalige inzet van PV, warmtepompen of windenergie hebben zich al voorgedaan. Gelijktijdige inschakeling van de warmtepompen hebben geleid tot een overbelasting van het elektriciteitsnet, niet alle PV panelen kunnen de volledige capaciteit terug leveren op piekmomenten en windmolens worden vaak uitgeschakeld om soortgelijke problemen te voorkomen. Naast hardware oplossingen zoals compacte manieren van opslag is er ook dringend behoefte aan intelligente software instrumenten, modellen en databases waarmee op gebiedsniveau ontworpen, gepland, geoptimaliseerd of gestuurd kan worden. Dit zijn meestal meer integrale instrumenten waar diverse modellen aan elkaar gekoppeld moeten kunnen worden. De huidige beschikbare instrumenten zijn daartoe slechts zeer beperkt in staat. Het zijn veelal gesloten instrumenten. Een platform gebaseerd op open-source en open-standards zou koppeling van verschillende modellen sterk vereenvoudigen en een beter integraal ontwerp, planning en optimalisatie (over verschillende nodes in de wijk heen) mogelijk maken. De ontwikkeling en demonstratie van een dergelijk platform is de doelstelling van het Europese project Odysseus. Hierin worden de specificaties gedefinieerd waaraan de (modellen) communicatie binnen het platform moet voldoen, wordt het platform ontwikkeld en gedemonstreerd in twee steden. Het Odysseus platform zal vooral gebruikt gaan worden in de operationele fase en dus zeer geschikt zijn voor dynamische toepassingen (koppeling met, en gebruik van monitoringsdata). Het Odysseus project loopt van 2013 tot eind 2015. Patenten Nieuwe patenten in aanvraag of pending zijn:  Verbetering energieprestatie en integratie duurzame energie: twee op het gebied van compacte opslag, een op het gebied van efficiënte energieconversie.  Verbetering kwaliteit binnenmilieu: een op het gebied van filtering.  Prestatieborging tijdens de gebruiksfase: een op het gebied van intelligente regelalgoritmen.

Kennisoverdracht naar doelgroep Kennisoverdracht naar de doelgroep is op verschillende manieren gebeurd. Diverse artikelen en enkele interviews zijn in vakbladen gepubliceerd. Daarnaast zijn enkele MKB technologieclusters en branche-innovatiecontracten opgestart en uitgevoerd met een brede deelname vanuit de toeleveranciers.

Meerjaren Speurwerkprogramma Voortgangsrapportage 2013 Vraaggestuurd Programma Duurzame Leefomgeving Thema Gebouwde omgeving

Recommend Documents