Shandrick Elodia Industrieel Produkt Ontwerper 26 juni 2014 Genn design KCDT Pioneering Van Dijk groep

Shandrick Elodia

96307

Industrieel Produkt Ontwerper

26 juni 2014

1

Genn design KCDT Pioneering Van Dijk groep

visie Als kind moest ik vaak van mijn vader zijn auto wassen en ik vond dit altijd een vermoeiende taak. Totdat ik een keer een wasborstel voor auto’s tegenkwam die voor mij zo behulpzaam was, dat het mijn beeld van producten voor altijd heeft veranderd. Degene die deze borstel had ontworpen, heeft het autowassen voor mij zo licht en leuk gemaakt dat ik auto’s begon te wassen voor heel mijn familie en voor buren voor wat spaargeld. Zelf organiseerde ik, op wat oudere leeftijd, verschillende fondsenwerving evenementen waar auto’s gewast werden met deze borstels. Hiermee konden we met een kleine groep, volledig op mankracht, sneller en schoner een auto wassen dan een autowasstraat. Als een arme jongen kon ik zeggen dat de ontwerper van die borstel mijn held was geworden. Het komt namelijk niet vaak voor dat je producten tegenkomt die zo simpel zijn, maar toch zoveel bijdragen in je leven. Gedreven door de complexiteit van eenvoud ging ik de droom achterna om ooit een held te zijn voor anderen door producten te ontwerpen die hun leven aanzienlijk zullen verbeteren. Sommigen noemen het ‘Genius design’, sommigen ‘Generous design’, maar gezien mijn roepnaam Gen is, noem ik het zelf ‘Genn design’. Een naam die staat voor stijlvolle producten die het plezier van “doe het zelf” in mensen opwekt, zodat met minder investering en minder moeite goede resultaten behaald worden ter verbetering van de levenskwaliteit. Een vage visie waarbij ik echter alle vertrouwen heb dat deze steeds duidelijker zal worden voor anderen naarmate ik meer producten vanuit deze visie op de markt breng.

Inhoudsopgave

voorwoord......................................................................................7 Design onderwerp........................................................................9 Introductie.....................................................................................11 Probleemstelling........................................................................13 Grond idee Compoze................................................................15 Benodigde meerwaardes voor Compoze..................17 PVE voor idee (creatieve) fase...........................................22 Idee fase inleiding.....................................................................25 •

Basisvorm analyse.............................................................................27

•

Kieren analyse....................................................................................29

•

Daksluiting analyse............................................................................31

•

Opzetten van de dak analyse.........................................................33

•

Kierloze wand analyse......................................................................35

•

Kierloze wand analyse (vervolg)....................................................37

•

Langs elkaar schuiven probleemanalyse....................................39

•

Verbindingen analyse........................................................................41

•

Piekspanningen analyse..................................................................43

•

Basis bemattingen analyse.............................................................45

•

Extra functionaliteit toegevoegd analyse....................................47

•

Extra functionaliteit toegevoegd analyse 2................................49

•

Concept zero bouw analyse............................................................51

•

Verbeterpunten Concept zero analyse.......................................53

•

Andere bedekplaat analyse...........................................................55

•

Concept zero oplossingen analyse..............................................57

Concept zero versie 2.............................................................59 •

Concept zero versie 2 prototyping...............................................61

•

Concept zero versie 2 (prototype) analyse................................63


Concept zero versie 3 (prototype) analyse.................................67

•

Materiaal- en productiekeuze analyse........................................69


Concept zero versie 4 assemblage uitleg..................................73

•

Concept zero versie 4 onderdelen...............................................75

•

productie uitleg..................................................................................75

•

Concept zero versie 4 huisvorming analyse..............................77

•

Kracht analyses..................................................................................79

•

Concept zero versie 4 analyse.......................................................81

Concept zero versie 5............................................................83 •

Prototype bouw en analyse............................................................85

•

Prototype oplossingen.....................................................................87

•

Concept zero versie 5 kostprijs analyse.....................................89

•

Krachten analyse concept zero versie 5.....................................93

•

Huisvorming Wand...........................................................................95

•

Huisvorming wandholtes................................................................97

•

Huisvorming vloer............................................................................99

•

Huisvorming vloer 2........................................................................101

•

Kostprijsberekening beton versie................................................103

•

Marge berekening met prefab bouwmethode.........................105

Eindconclusie en aanbevelingen................................107 Zelfreflectie................................................................................109 Bronvermelding en Bijlagen............................................111

begeleiders: Karin van Beurden (Kennis centrum design en technologie)

Erik Goselink (Kennis centrum design en technologie)

Paul GrÖneveld (Kennis centrum design en technologie)

Joke Bults (Pioneering)

Corina Punte (Pioneering)

Jeroen ter Waarbeek (Van Dijk Groep)

Jan de Vries (Saxion)

David den Breejen (Saxion)

Freddy Moes (Saxion)

voorwoord Het is alsof ik mijn vader weer kan horen toen hij mij vertelde dat ik voor een 11 moest gaan voor mijn schoolexamen en wie weet zou ik dan een 7 of een 8 halen. Het ging hem erom dat ik niet bang moest zijn om zo groot mogelijk te blijven dromen en er hard voor te werken. Laat de realiteit, die bijna altijd tegenvalt vergeleken met mijn dromen, mij maar achteraf inhalen. Volgens mij is dit echter wel de enige manier die heeft geleid naar de beste uitvindingen die ons leven voor altijd hebben veranderd. Daarom wil ik even de tijd nemen om iedereen die mij tijdens dit afstudeerproject heeft gesteund van harte te bedanken. Hierbij wil ik mij allereerst richten tot God die mij alle inspiraties en doorzettingsvermogen heeft gegeven tijdens dit afstuderen. Verder wil ik mevrouw Karin van Beurden heel veel bedanken om als eerste in mij te hebben geloofd wat de reden was dat dit project überhaupt mogelijk is geworden. Ik hoop in de toekomst veel aan dit project te mogen hebben en zal zeker nooit vergeten waar het allemaal begonnen is en wie het allemaal voor mij mogelijk heeft gemaakt. Het voelt alsof zij mij dit echt heeft gegund en daar heb ik geen woorden voor om haar te danken. Aan mijn beste vriend, Dikmar Oleana, die altijd klaar stond om mij te helpen met alles wat ik over de bouw moest weten en die de passie voor deze Compoze blokken sinds dag één met mij heeft gedeeld. Natuurlijk wil ik ook mevrouw Joke Bults bedanken voor haar geweldige financiële contributie vanuit stichting Pioneering waardoor toch wat prototypes gebouwd konden worden. Verder bedank ik meneer Jan de Vries voor al zijn goede motivatie toespraken en geweldige begeleiding tijdens dit afstudeerproject en alle andere begeleiders vanuit Saxion en het Kennis Centrum Design and Technology. ‘Last but not least’ wil ik mijn vrouw, Aniselly Elodia, bedanken die naast mij heeft gestaan tijdens deze moeilijke tijden met deze afstudeeropdracht. Ook u, als lezer van dit afstudeerverslag, wil ik bedanken voor uw interesse in mijn bevindingen. Ik hoop dat ik u heb mogen inspireren waarom ik er zo zeker van ben dat dit idee, dat ik in dit verslag aan u ga verantwoorden, een idee is dat echte veranderingen gaat brengen in de wijze waarop wij in de nabije toekomst zullen gaan bouwen. Gezien hoe vaak dit idee is veranderd tijdens dit hele ontwerptraject is het echt mogelijk dat het uiteindelijke product dat op de markt gaat komen er heel anders uit gaat zien dan wat ik als mijn eindresultaat heb voorgesteld, maar hopelijk zult u als u ooit dit product op de markt ziet zich herinneren dat u hier voor het eerst over heeft gelezen.

7

Design onderwerp ‘s Werelds populatie blijft groeien en als gevolg hiervan zijn er steeds meer woonruimtes nodig. Dit legt een grote druk op de innovatie in de bouw. Dit werd door de jaren heen uitgedrukt in talloze concepten bedoeld om het bouwen sneller, goedkoper en eenvoudiger te maken. Ondanks de geweldige resultaten van sommige van deze concepten, blijft de vraag steeds groeien naar meer besparingen en een betere woonkwaliteit. Een duidelijk verzoek dus naar een held, dat mij zeker ook prikkelt om oplossingen te zoeken vanuit mijn visie van ‘Genn design’. Hierdoor heb ik in 2011 het initiatief genomen om een oplossing te bedenken voor de manier waarop er gebouwd wordt op Curaçao. Een oplossing die ik later heb gebruikt om mee te doen aan een ontwerpwedstrijd, georganiseerd door de Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie. De wedstrijd betrof innovatieve ideeën voor de bouw met het accent op duurzaamheid en het gebruik van biologische materialen die recyclebaar zijn. De wedstrijd bestond uit twee rondes waarvan de eerste bedoeld was om de top 10 ideeën uit te kiezen die voor de uitwerkingsronde kwalificeerden. Mijn idee behoorde tot de top 10, maar mijn ontwerppartner (een student bouwkunde ) en ik konden helaas niet aanwezig zijn bij de prijsuitreiking waardoor we gediskwalificeerd werden voor de volgende ronde. Aangemoedigd door de jury wilde ik graag verder met het uitwerken van mijn idee, dat potentieel het leven van veel mensen zal verbeteren indien dit idee haalbaar blijkt te zijn. Door het concept voortaan af te stemmen op de Nederlandse bouwwetten was ik in de gelegenheid dit haalbaarheidsonderzoek te vertalen in mijn afstudeeropdracht als industrieel product ontwerper. Een project dat alleen mogelijk was door de hulp van het Kennis Centrum Design & Technology, Pioneering, Van Dijk Bouw en de toestemming van de examencommissie Saxion LED.

9

Introductie Op Curaçao heerst een cultuur waarbij elke particulier zelf zijn huis bouwt of dit laat bouwen door een aannemer. Deze cultuur tref je niet veel in Nederland, maar er zijn wel particulieren die eigen grond bezitten en die zelf hun eigen huis willen bouwen of laten bouwen. Deze groep staat vaak voor een beperkte keuze van bouwmethodes om hun huis te bouwen omdat in Nederland voornamelijk gebouwd wordt d.m.v. drie verschillende bouwmethodes: 1. op de bouwplaats bouwen door verschillende kluswerkzaamheden uit te voeren; 2. prefabriceren van delen van het gebouw en op de bouwplaats het gebouw samenstellen; en 3. prefabriceren van de matrijzen van het gebouw en deze op de bouwplaats samenstellen en het beton erin storten. Vaak is het bouwen door allerlei kluswerkzaamheden op de bouwplaats uit te voeren de enige keuze voor particulieren. Deze keuze is gebaseerd op de totale bouwkosten en de vormvrijheid die de particulier met deze keuze heeft. Bij de andere genoemde bouwmethodes worden matrijzen gebruikt, die hele dure investeringen zijn om eenmalig en zo kleinschalig mee te gaan bouwen. Tevens schelen deze bouwmethodes ook heel weinig in de totale bouwtijd, als de benodigde voorbereidingen, die een geprefabriceerd bouwmethode met zich meebrengt, worden meegerekend. Behalve dat de keuze om te bouwen door te klussen, vergeleken met de andere bouwmethodes, een verstandige keuze is voor particulieren, is deze keuze van bouwen de keuze die het meest overeenkomt met de manier waarop huizen op Curaçao momenteel worden gebouwd. Deze bouwmethode kan echter naar mijn mening m.b.t. snelheid en eenvoud verbeterd worden indien de blokken kunnen toelaten dat er minder geklust zou hoeven worden op de bouwplaats.

11

Probleemstelling Het probleem van de huidige keuze van bouwmethode voor particulieren, ligt in de hoeveelheid kluswerkzaamheden die erbij komt kijken. Tevens zijn voor deze kluswerkzaamheden een hoop vakbekwaamheid en verschillende gereedschappen nodig. Onder de genoemde kluswerkzaamheden wordt onder andere verstaan: afmeten en snijden, hameren, boren, gleufjes maken, metselen, mengen, storten en plakken enz. Door deze benodigde werkzaamheden worden particulieren vaak beperkt in het meedenken hoe gebouwd gaat worden en in het meehelpen bij het bouwen van hun eigen huis. Enerzijds kan men, door de verschillende kluswerkzaamheden te combineren, allerlei vormen van een huis bereiken. Als het echter gaat om een doodgewone rechthoekige huis is het wel jammer dat er zoveel tijd en geld kwijt zijn aan kluswerkzaamheden om een huis te vervaardigen. Anderzijds is de gedachte van prefabricatie zeker het antwoord om op de bouwplaats met minder klusstappen te kunnen bouwen. Maar de huidige gedachte van prefabricatie is volledig afgestemd op hele dure en zware gereedschappen (bijvoorbeeld hijskranen), vraagt voor veel investering en voorbereiding en is qua kosten en tijd minder aantrekkelijk vergeleken met het bouwen door te klussen. Naar aanleiding van de problemen hierboven beschreven, is er naar mijn mening een latente behoefte aan een alternatief voor particulieren waarbij de prefabricerende gedachtegang verwerkt wordt in kleine draagbare blokken. Met de prefabricerende gedachtegang bedoel ik dat het blok kant en klaar geleverd wordt met zijn isolatie, gevel en voorzieningen om de installaties te leggen inbegrepen. Hierdoor moet het alleen maar door een willekeurige persoon correct geplaatst te worden, zonder gebruik van enkele machinerie, dure gereedschap of vakbekwaamheid. De onderzoeksvraag luidt dan ook als volgt: in hoeverre is het mogelijk om een gebouw voordelig te bouwen met draagbare blokken, die gebaseerd zijn op de prefab gedachtegang, zonder enig gebruik van machinerie, dure gereedschappen of vakbekwaamheid?

13

Grond idee Compoze Naar aanleiding van de eerder genoemde problemen heb ik de eerste stap genomen naar het ontwikkelen van een klus-arme bouwmethodiek waarbij gebruik wordt gemaakt van geprefabriceerd slimme bouwblokken. Het uitgerolde idee is genaamd: Compoze blokken. Compoze blokken zijn te beschrijven als blokken die, vanwege hun geometrie, begeleiding bieden aan de gebruiker om de blokken goed in elkaar te schuiven om zo een kierloze verbinding te creëren zonder hulp van extra toevoegingen zoals cement. Hiermee kan de draagconstructie van het gebouw en het dak volgens een simpele handleiding gebouwd worden die gelijk voorzien is van de nodige holtes en gleufjes die het aanleggen van de installaties snel en overzichtelijk maken. Hierbij horen zowel de benodigde accessoires om het gebouw op een simpele manier te bedekken en te isoleren als het faciliteren van onder andere ramen, deuren, trappen, binnenwanden en gevels. Compoze blokken kunnen door hun flexibel karakter ook het demonteren van een gebouw, voor verplaatsing of ombouw, versimpelen. Als de blokken uiteindelijk als afval beëindigen, kunnen de verschillende materialen waaruit ze zijn opgebouwd eenvoudig van elkaar worden gescheiden voor recycling.

15

Bouw meerwaardes:

Compoze blokken zijn sterk & licht, bedoeld om draagwanden van een gebouw snel samen te stellen; Compoze blokken zijn draagbaar, zodat wanden opgesteld kunnen worden door alleen mankracht; Compoze blokken maken het mogelijk dat elke buitenwand van het gebouw een draagfunctie krijgt; Compoze maakt het bouwen van draagwanden op de bouwplaats sneller dan het monteren van prefab wanden; Compoze wordt direct in de vloer bevestigd waardoor geen verdere steun nodig is tijdens het bouwen; Compoze wanden opstellen behoeft geen klussen zoals meten en op maat afsnijden; Compoze is ook bedoeld om verdiepingen mee te bouwen, met behulp van geen of van lichte hijskraan; Compoze wanden & vloeren worden heel secuur aan elkaar bevestigd d.m.v. bout en tandverbinding; Compoze concept versnelt het proces tussen fundering en afwerking (raam, deur, bedekwerk); Compoze blokken maken bouwen mogelijk zonder toevoegingen zoals water, cement; Compoze blokken zijn voorzien van de nodige gleufjes en holtes geschikt om alle installaties te leggen; Compoze bevestigingstechniek maakt het gebouw veiliger tegen grondafwijking die scheuren veroorzaakt; Compoze bevestigingstechniek maakt het gebouw trilvaster tegen grondtrillingen; Compoze blokken maken bouwen ‘fool-proof’, overzichtelijker voor controleurs en dus betrouwbaarder; Compoze blokken bestaan uit 3 delen: de drager, het isolerende buitendeel en het binnen bedekdeel; Compoze concept maakt de binnen-, draag- en isolatiedelen makkelijk verbindbaar/scheidbaar; Compoze behoeft, behalve de ontwerpkeuze, geen extra voorbereiding voordat het bouwen kan beginnen; Compoze blokken zijn bedoeld om rechthoekige en driehoekige wanden mee te bouwen; Compoze blokken zijn ook bedoeld om liggers mee te bouwen.

Ergonomische meerwaardes:

Compoze wanden opstellen kan al met basisvaardigheden/ gereedschappen die iedereen bezit; Compoze blokken maken het bouwen voor de bouwvakkers schoner en veiliger (veilige gereedschappen); Compoze blokken zijn voorzien van een eigen waterpas om de rechtheid te blijven bewaken; Compoze blokken zijn ergonomisch voorzien van een handvat en een kliksignaal.

Materiaal meerwaardes:

Compoze blokken zijn van een materiaal of een combinatie hiervan die de blokken sterk en licht maakt; Compoze delen zijn allemaal isolerend en alhoewel verschillend, dragen ze bij aan de totale isoleerwaarde; Compoze blokken zijn van een materiaal waarin makkelijk getapt en gespijkerd kan worden; Compoze blokken zijn van een materiaal dat niet verbrandt.

Milieu meerwaardes:

Compoze maakt transport van fabriek naar bouwplaats eenvoudiger en goedkoper (minder gewicht); Compoze blokken maken bouwen ook mogelijk in gebieden met gebrek aan water; Compoze wanden zijn volledig demonteerbaar zonder enige afbreek klusjes waarbij stof vrijkomt; Compoze blokken zijn duurzaam en herbruikbaar; Compoze blokken verlagen aanzienlijk het geluidoverlast tijdens bouwen, ombouwen en slopen; Compoze kan vervaardigd worden in meerdere materialen voor goedkopere en extreme toepassingen.

Extra meerwaardes:

Compoze maakt reparatie of verplaatsen van installaties- ook als het huis af is- simpel, zonder schade; Compoze beperkt de vormvrijheid van een gebouw, tot slechts vormen die geen ruimte verspillen; Compoze geeft beperkte vormvrijheid aan de klant zodat keuze overzichtelijk en snel gemaakt wordt; Compoze in miniatuur is goed voor het ontwerpen d.m.v. maquettes te maken; Compoze in miniatuur maakt ontwerpen d.m.v. maquettes te maken veel leuker en realistischer; Compoze in miniatuur kan tevens direct dienen als handleiding om het bouwen mee te plannen; Compoze holtes kunnen in een ruimte eenvoudige ontsnappingsmogelijkheden bieden in geval van vuur.

Benodigde meerwaardes voor Compoze Vóór dit afstudeerproject was het concept van Compoze alleen een idee dat ik met beperkte moeite probeerde te vertalen naar een product waarmee ik de richting van een oplossing kon aanwijzen. Een richting die volgens de jury van de ontwerpwedstrijd, georganiseerd door de Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie, een goede denkrichting was. De reden hiervoor was namelijk de meerwaarde van de blokken om het ooit voor particulieren mogelijk te maken zelf hun huis te bouwen/ helpen bouwen, zonder dat speciale vaardigheden en gereedschappen nodig zijn. Deze specifieke meerwaarde is echter al volop in ontwikkeling door verschillende concepten van 3D huis printen en andere vormen van blokken die eenvoudig in elkaar kunnen klikken. Hierdoor is het belangrijk om te benadrukken dat Compoze blokken ook andere meerwaarde bezit op grond waarvan deze blokken uitsteken boven alle andere concepten die bedoeld zijn om particulieren de mogelijkheid te geven om zelf een eigen huis te bouwen. De rode tabel hiernaast laat puntsgewijs de samenvatting zien van extra meerwaardes die belangrijk zijn voor het succes van de Compoze blokken m.b.t. de doeleinden die ik op het oog heb. Deze zijn meerwaardes die uit gesprekken met verschillende mensen, brainstorm sessies en analyses van de concurrerende producten zijn gerold.

17

Uitleg PVE samenvatting: Na een lijst te hebben opgezet van de benodigde meerwaardes voor het succes van de Compoze blokken werd deze lijst uiteindelijk vertaald in een programma van eisen (PVE). In deze PVE werden alle eisen verdeeld in categorieën en later gefilterd op relevantie met de volgende onderwerpen: 1. Belangrijk voor de materiaalkeuze(s) 2. Oplossing is al geheel of gedeeltelijk verwerkt in Compoze 3. Een kwestie van correct bematten 4. Sta nog open voor creatief idee 5. Een kwestie van engineering 6. Wenselijk om rekening mee te houden De bedoeling van deze filtering was om een beter beeld te krijgen van welke eisen relevant waren voor de verschillende ontwerpfasen. Hierdoor kreeg ik een helder beeld van welke eisen relevant waren voor mijn volgende fase, namelijk de idee/creatieve fase. Tevens werd het helder welke eisen pas later aan de orde zouden komen wanneer ik bezig zou zijn met materiaalkeuze, correct bematten, engineering enz. Hierdoor kon ik ook een beeld krijgen welke eisen al geheel of gedeeltelijk geïntegreerd waren in de huidige Compoze blokken en welke eisen een wenselijk karakter hebben die niet per se nu opgelost dienen te worden voor dit haalbaarheidsonderzoek van de Compoze blokken. Hierna volgt een opsomming van de eisen die na de filtering als de meest relevante voor de creatieve fase werden bevonden. De zwart gearceerde eisen zijn de eisen die een wenselijk karakter hebben en dus in de volgende ontwikkelingen kunnen ontbreken.

ma t comeriaa l ma poz e a ide tvoe e rin en g gin we eer n se lijk

belangrijk voor de materiaalkeuze(s)

categorie (1) lichtheid & sterkte v.h. (1) materiaal

sta nog open voor creatieve idee een kwestie van engineering wenselijk om rekening mee te houden (...) aanduiding: gerelateerd met elkaar

eis

bron

Compoze blokken mogen niet meer dan 25 kilo per stuk wegen.

De Arbo wet, volgens bouwexpert Jeroen ter Waarbeek (Van Dijk Bouw)

(1)

Uitsparingen in de Compoze wanden mogen onder geen enkele belasting van de vloer een buiging of spanning veroorzaken op het kozijn of de ramen.

Bouwexpert Jeroen ter Waarbeek (Van Dijk Bouw)

(1)

Compoze blokken die aan de binnenkant als bekleding dienen, moeten parallel steunkrachten aan kunnen van 80 kg.

Bouw ingenieur Dikmar Oleana (BAM)

(1)

Compoze blokken, die dienen als de bekleding voor het plafond, moeten dwarskrachten aankunnen van 80 kg.

Bouw ingenieur Dikmar Oleana (BAM)

(1)

Wanden gemaakt van Compoze blokken dienen 50 keer hun eigen gewicht te dragen. (veiligheid )

Zelfontwikkeling

(1)

Vloeren gemaakt van Compoze blokken mogen niet meer dan 3 mm doorbuigen bij een overspanning van 10 meter en een belasting van 800kg/m2.

Zelfontwikkeling

(3)

Compoze vloeren dienen volledig gebouwd te worden met mankracht of met een lichte hijskraan.

Zelfontwikkeling

(2)

De blokken dienen alleen door non-permanente bevestigingstechnieken, zoals klikken, schroeven, of schuiven gemonteerd te worden

Zelfontwikkeling

(2)

(4)

Compoze vloeren dienen water - en warmtelekkage voorkomen

(2)

(4)

Demonteren van 1 van de Compoze wanden mag geen afsnijden of afbreken inhouden.

Zelfontwikkeling

(2)

(4)

Bij schade aan een paar van de blokken ( wegens auto botsing etc.) dient niet de hele muur gedemonteerd te worden.

Zelfontwikkeling

(7)

Van de 4 wanden die de vloer dragen, dient 1 wand per ombouw moment demonteerbaar te zijn vanaf de binnenkant van het gebouw zonder dat de vloer instort.

Zelfontwikkeling

(3)

Compoze blokken dienen fouten zoals “verkeerd geplaatst”, “niet goed vast” en “niet recht” op te vangen.

Zelfontwikkeling

(3)

Fouten zoals “niet goed vast” en “niet recht” dienen direct leesbaar te zijn op het blok zelf zonder externe metingen.

Zelfontwikkeling

(3)

Elk type Compoze blok dient een andere kleur of kleurindicator te hebben voor een duidelijke begeleiding bij het in elkaar zetten.

Zelfontwikkeling

(3)

Het samenstellen van een huis met Compoze blokken moet volledig vanuit de binnenkant mogelijk zijn, indien geen ruimte is aan de buitenkant.

Zelfontwikkeling

(3)

Samenstellen van een Compoze wand mag niet inhouden dat men een bijzondere gereedschap nodig heeft of een geleerde vaardigheid.

Zelfontwikkeling

(1) (3)

Compoze vloeren dienen volledig gebouwd te worden met mankracht of met een lichte hijskraan.

(1)

(2) binding tussen de draagblokken

(2) (3) (4)

(3) ergonomie v.d. Compoze blokken

(2) (3) (4)

(4) binding 3 deelset

oplossing is al geheel of gedeeltelijk verwerkt in Compoze een kwestie van correct bematten

Het bouwbesluit volgens bouw ingenieur Dikmar Oleana (BAM)

Zelfontwikkeling en bouw ingenieur Dikmar Oleana (BAM)

(7)



(4)

Installaties gelegd in een Compoze wand dienen met maximaal 4 stappen bereikbaar te zijn.

Zelfontwikkeling

(4)

De blokken dienen het plaatsen van het isolatiedeel en bedekdeel te vergemakkelijken door maximaal 2 handelingen (bijvoorbeeld door te drukken of te klikken).

Zelfontwikkeling

(4)

Compoze vloeren en wanden aan elkaar verbonden mogen geen luchtkieren hebben (een binnenkant kier mag niet recht, ongestoord in contact staan met een kier aan de buitenkant).

Zelfontwikkeling

Compoze vloeren dienen waterdicht en luchtdicht te zijn.

a

19

Compoze vloeren en wanden aan elkaar verbonden mogen geen luchtkieren hebben (een binnenkant kier mag niet recht, ongestoord in contact staan met een kier aan de buitenkant).

a

(2)

(4)

Compoze vloeren dienen water- en warmtelekkage te voorkomen.

(2)

(4)

Demonteren van 1 van de Compoze wanden mag geen afsnijden of afbreken inhouden.

(2)

(4)

Bij schade aan een paar van de blokken ( wegens auto botsing etc.) dient niet de hele muur gedemonteerd te worden.

(2) (3) (4)

(7)


(5)

Compoze blokken dienen bestendig te zijn tegen vocht en roest.

(5)

De woning dient minimaal 20 DB geluid te kunnen isoleren.

(5)

Compoze blokken gebruiken als verdiepingsvloer, mogen niet hol klinken als hierop gelopen wordt.

Zelfontwikkeling

(5)

Compoze blokken en de accessoires om deze blokken te bedekken dienen minimaal 90 minuut brandwerend te zijn.


(5)

(6)

Het bevestigen via een zelf-tap methode moet mogelijk zijn in Compoze blok of het blok moet voorzien worden van juist geplaatste schroefdraadholtes.

Zelfontwikkeling

(5)

(7)

Elke van de 3 delen van de Compoze blokken dienen op zichzelf al isolerend te zijn.

Zelfontwikkeling

(6)

Compoze blokken met een draagfunctie moeten voorzien zijn van holtes met een diameter van minimaal 250mm.

Zelfontwikkeling

(6)

Compoze blokken bestemd voor de vloer en de daken dienen uitgevoerd te worden zonder holtes.

Zelfontwikkeling

(6)

Samenstellen van wanden met Compoze blokken dient zonder afmeten en afsnijden te geschieden.

Zelfontwikkeling

(6)

Vastzetten van installaties zoals data, water en elektra zonder dat het nodig is om te schroeven, bijvoorbeeld d.m.v. riempjes en/of thight wrap.

Zelfontwikkeling

(6)

Compoze blokken dienen in hun maatvoering de veelvoudigheid van 300 mm aanhouden zodat voldaan kan worden aan de standaardmaten bekend in de bouw.


(6)

Uitsparingen voor het plaatsen van deuren en ramen dienen met Compoze blokken mogelijk te zijn tijdens het bouwen.

Zelfontwikkeling

(6)

Tussen de Compoze blokken met een draagfunctie en bekledingsfunctie (binnen) moet er een gleuf zijn van de afmeting 60mm (80) diep X 120mm breed.


(6)

Compoze blokken dienen niet van elkaar te willen schuiven onder parallel belasting.

(6)

Met Compoze blokken kunnen, vanwege hun vorm, driehoekige en rechthoekige vormen mee gebouwd worden.

Zelfontwikkeling

(5)

(6)

Het bevestigen via een zelf-tap methode moet mogelijk zijn in Compoze blok of het blok moet voorzien worden van juist geplaatste schroefdraadholtes.

Zelfontwikkeling

(6)

(9)

Compoze blokken dienen in elkaar te passen om tijdens transport zo min mogelijke ruimte in te nemen en zo min mogelijke openruimte te laten.

Zelfontwikkeling

Compoze blokken dienen een geometrie te hebben die van verschillende materialen te vervaardigen is.

Zelfontwikkeling

(5) eigenschappen v.h. materiaal

(6) geometrie v.d. blokken

(6) (10)

(7) functie v.d. wanden

(7)

Alle wanden die zich aan de buitenkant bevinden, dienen een draagfunctie te vervullen. Compoze blokken moet ook als liggers kunnen dienen om een overspannings lengte langer te maken .



Het bouwbesluit volgens bouw ingenieur Dikmar Oleana (BAM) Het bouwbesluit volgens bouw ingenieur Dikmar Oleana (BAM)

Zelfontwikkeling

Het bouwbesluit volgens bouw ingenieur Dikmar Oleana (BAM) a

(7) functie v.d wanden

Alle wanden die zich aan de buitenkant bevinden, dienen een draagfunctie te vervullen.

(7) (2) (3) (4) (7)

(8) binding aan fundering & afwerking

(9) transport v.d. blokken

(10) produceerbaarheid v.d. blokken

(6)

Compoze blokken moet ook als liggers kunnen dienen om een overspannings lengte langer te maken .



Zelfontwikkeling

(8)

Fundering, ramen en deuren dienen expliciet door een professionele op dat gebied te geschieden, zoals dat nu al wordt gedaan.

(8)

Bij de bevestiging van Compoze blokken aan de fundering moet het mogelijk zijn om deze te ontkoppelen (schroefdraad).

Zelfontwikkeling

(8)

Compoze maak mogelijk om de binnen- & buitenkant van het gebouw af te werken met kleur en textuur die bij huidige bouwtechnieken al gehanteerd worden.

Zelfontwikkeling

(9)

Compoze blokken dienen in elkaar te passen om tijdens transport zo min mogelijke ruimte in te nemen en zo min mogelijke openruimte te laten.

Zelfontwikkeling

(10)

Bouwen met Compoze blokken dient, vergeleken met de normale bouwtechnieken, goedkoper te zijn in geval van het bouwen van een even groot huis.

Zelfontwikkeling

(10)

Compoze blokken dienen geproduceerd te worden met zo min verschillende blokken, materiaalgebruik, productiestappen (alles in 1 keer goed krijgen in de matrijs).

Zelfontwikkeling

Compoze blokken dienen een geometrie te hebben die van verschillende materialen te vervaardigen is.

Zelfontwikkeling

(6) (10)

(x) extra meegenomen

a


(x)

Bij het gebruik van Compoze als een platte dak dient een afschot van 16mm hoog per meter te worden aangehouden.


(x)

Een verhoogde vloer met regenafvoer en een ruimte voor installaties & isolatie dient gehandhaafd te worden indien Compoze blokken gebruikt worden als een platte dak.


(x)

Alleen het gebruik van een verwijderbare toevoeging, bestemd voor de verbetering van lucht- en waterdichtheid of om gewoon kiertjes strak te vullen, is toegestaan.

Zelfontwikkeling

21

PVE voor idee (creatieve) fase. (1) lichtheid & sterkte v.h. materiaal

• Uitsparingen in de Compoze wanden mogen onder geen enkele belasting van de vloer een buiging of spanning veroorzaken op de kozijn of de ramen. • Compoze vloeren dienen volledig gebouwd te worden met mankracht of met een lichte hijskraan.

(2) binding tussen de draagblokken

• De blokken dienen alleen door non-permanente bevestigingstechnieken, zoals klikken, schroeven of schuiven gemonteerd te worden. • Compoze vloeren dienen water en warmte lekkage te voorkomen. • Demonteren van 1 van de Compoze wanden mag geen afsnijden of afbreken inhouden. • Van de 4 wanden die de vloer dragen, dient 1 wand per ombouw moment demonteerbaar te zijn vanaf de binnenkant van het gebouw zonder dat de vloer instort.

(3) ergonomie v.d. Compoze blokken

• Compoze blokken dienen fouten zoals “verkeerd geplaatst”, “niet goed vast” en “niet recht” op te vangen. • Fouten zoals “niet goed vast” en “niet recht” dienen direct leesbaar te zijn op het blok zelf zonder externe metingen. • Elk type Compoze blok dient een andere kleur of kleurindicator te

hebben voor een duidelijke begeleiding bij het in elkaar zetten. • Het samenstellen van een huis met Compoze blokken moet volledig vanuit de binnenkant mogelijk zijn, indien geen ruimte beschikbaar is aan de buitenkant. • Samenstellen van een Compoze wand mag niet inhouden dat men een bijzonder gereedschap nodig heeft of een speciale vaardigheid.

(4) binding 3 delige set

• Installaties gelegd in een Compoze wand dienen met maximaal 4 stappen bereikbaar te zijn. • De blokken dienen het plaatsen van het isolatiedeel en het bedekkende deel te vergemakkelijken door maximaal 2 handelingen (bijvoorbeeld door te drukken of te klikken). • Compoze vloeren en wanden die aan elkaar zijn verbonden mogen geen luchtkieren hebben (een kier aan de binnenkant mag niet recht (ongestoord) in contact staan met een kier aan de buitenkant).

(6) geometrie v.d. blokken

• Het samenstellen van wanden met Compoze blokken dient zonder afmeten en afsnijden te geschieden. • Vastzetten van installaties zoals data, water en elektra moet mogelijk zijn zonder dat het nodig is om te schroeven (dus bijvoorbeeld d.m.v. riempjes en/of thight wrap). • Compoze blokken dienen niet van elkaar te schuiven onder parallelle belasting. • Compoze blokken moeten d.m.v. hun vorm in staat zijn om driehoekige en rechthoekige wanden mee te bouwen. • Compoze blokken dienen een geometrie te hebben die te vervaardigen is van verschillende materialen.

(8) binding aan fundering & afwerking

• Compoze blokken moeten het mogelijk maken om de binnen- & buitenkant van het gebouw af te werken met kleur en textuur die bij huidige bouwtechnieken al gehanteerd worden.

(10) produceerbaarheid van de blokken

• Compoze blokken dienen geproduceerd te worden met zo min mogelijke verschillende blokken, materiaalgebruik, productiestappen (alles in 1 keer goed krijgen in de matrijs zal ideaal zijn).

23

Idee fase inleiding Het meest moeilijke van het ontwerpen van Compoze blokken was het ontbreken van een referentiekader van een soortgelijk concept. Bij mijn ellenlange internet en literatuur onderzoek ben ik nooit een concept van blokken tegengekomen die aan elkaar verbonden kunnen worden zonder de hulp van extra toevoeging en die tegelijkertijd gebruikt kunnen worden om de vloer/dak mee te vormen door slechts mankracht. Alleen het idee al van een waterdichte verbinding zonder het gebruik van extra toevoeging en/of speciale gereedschappen om de naden waterdicht te krijgen, roept een oplossing op van een geometrie van blokken die in elkaar schuiven. Hierdoor ging ik als eerste enkel op een geometrie brainstormen waarbij met zo min mogelijke verschillende blokken een rechthoekige en driehoekige wand gevormd kon worden. Deze twee vormen waren bepaald gezien de typologie van een huis in Nederland vaak gebaseerd kan worden op een rechthoek (vierkant) en een driehoek. De moeilijkheid van dit geometrische onderzoek, waar ik vervolgens in zal duiken, ligt bij het zeer nauwkeurig omgaan met de maatvoering en verhoudingen. Hierbij zal ik dus veel digitaal moeten werken om anderen zo overzichtelijk mogelijk te overtuigen dat de ideeën inderdaad zullen werken. De reden hierachter was dat er geen budget was om eindeloos dure prototypes telkens te maken die heel nauwkeurig moesten zijn. Doordat het daarnaast om blokken gaat, zijn er vaak vele exemplaren nodig om testen uit te voeren wat het onderzoek alleen maar duurder maakt. Deze aanleidingen waren voornamelijk de redenen waarom er heel weinig of geen handschetsen te zien zijn in deze idee fase. Wel heb ik gekozen om deze idee fase op een meer evolutionaire manier aan te pakken door steeds ideeën te genereren die later geanalyseerd en verbeterd worden en hierna weer geanalyseerd enzovoort. Dit was naar mijn mening de beste aanpak om te verantwoorden waaruit de uiteindelijke vormgeving van het concept zero (nul) van Compoze blokken is afgeleid.

25

minimaal totaal benodigde type blokken

1

2 2

1

1

2

2

2

1

3

2

2

4

4

4

4

4

3

5 4

3

2

Basisvorm analyse Voor de huidige bouwmethode, die veel arbeid inhoudt, wordt vaak alleen gebruik gemaakt van balkvormige blokken. Dit komt voornamelijk omdat men ervan uitgaat dat als men het blok in een andere vorm nodig heeft, zij dit zelf mogen gaan omvormen conform zijn wensen. In het concept van Compoze is het echter de bedoeling dat alles kant-en-klaar geleverd wordt zodat op de werkplaats zo min mogelijk geklust hoeft te worden. Daarom ben ik door middel van de analyse hiernaast op zoek gegaan naar de hoeveelheid verschillende vormen die nodig zijn als je een rechthoek of driehoek wilt vormen met een balkvormige blok of met één van de andere alternatieven die in de lijst te zien zijn. Mijn eerste objectief met deze analyse was om te kijken met welke van deze verschillende blokvormen een rechthoekige of driehoekige wand kon worden gevormd met zo min mogelijke verschillende vormen. Mijn volgende objectief was om in deze analyse vormen mee te nemen die makkelijk te begrijpen zijn voor de nominale mens. Er waren dus sommige vormen die ik had verzonnen die steeds omgedraaid moest worden zodat ze konden passen. Deze werden vanwege hun complexiteit afgekeurd en komen dus niet voor in deze lijst. Het had echter weinig zin om allerlei vormen te bedenken voor deze analyse, omdat het onmogelijk is een vorm te vinden die met minder dan 1 blok een driehoekige of een rechthoekige wand gevormd kon worden. En zoals helemaal bovenaan de lijst is te zien, is een driehoekige blok afgeleid van een halve vierkant de enige manier om met één blok een rechthoekige of driehoekige wand zodanig te vormen dat de nominale mens het makkelijk kan snappen.

27

1

2

kiertje ongehinderd

3

verhindering als oplossing

tandverbinding te strak

kiertje verhinderd

kiertje

te strak A

binnen binnen

4

buiten

strakke tandverbinding oplossing

kiertje gedeeltelijk open

buiten

B

5

rubberen strip over de omtrek van elke laag

rubberen strip

6

kiertje water- / luchtdicht

rubberen strips drukken tegen elkaar

Kieren analyse De analyse hiernaast laat zien dat als de blokken zomaar op elkaar worden gelegd, er kieren ontstaan die ervoor zorgen dat de atmosfeer binnen het gebouw ongestoord in verbinding staat met de buitenlucht (fig. 1). Dit is niet goed voor de isolatie van het gebouw tegen lekkage van water en warmte. Maar als deze kieren verstoord worden d.m.v. een tandverbinding, wordt niet alleen een binding gecreëerd waarbij het moeilijker is voor lucht (warmte) en water om doorgang te vinden, maar de tandverbindingen dienen ook als begeleiding bij het goed en recht plaatsen van het ene blok op het andere en dat is weer een klus minder voor de bouwer (fig. 2). Wat deze analyse ook duidelijk laat zien is dat van elke geometrie een tandverbinding gemaakt kan worden, als een geometrie in lagen wordt verdeeld welke steeds op en neer t.o.v. elkaar kunnen bewegen (fig. 3). Om ervoor te zorgen dat er een klein beetje speling ontstaat, zodat de tanden makkelijker in elkaar kunnen schuiven, dienen er echter wat dunnere lagen van max. 1 mm toegevoegd te worden in de samenstelling (blauwe lagen fig. 4). Maar ook al zijn de kieren door een tandverbinding verstoord, blijven er praktisch gezien altijd wat kiertjes open wat in sommige gevallen heel goed kan zijn voor ventilatie (fig. 4). Indien de kieren echter gegarandeerd dicht moeten zijn, kan ervoor gekozen worden om de omtrek van elke laag te voorzien van een rubberen strip (fig. 5). Wanneer deze rubberen strippen tegen elkaar worden gedrukt ontstaat er, theoretisch gezien, een kierloze verbinding tussen de blokken (fig. 6).

29

1

dikte van de blokken (wand)

versie 2

versie 1

bovenaanzicht zonder vloer

open ruimte is 2x dikte

open ruimte is 2x dikte

bovenaanzicht met vloer

bovenaanzicht zonder vloer

bovenaanzicht met vloer

2 versie zonder dikte

+

+

ll

ll

3D beeld

Van een hoek, in plaats van dat je het rode type blok alleen gebruikt bij de vloer, kan je het ook als het boven- en benedenblok gebruiken van elke wand

rood voor sluiting

groen voor bouwsnelheid

sluit nu wel goed zonder extra type blok

3 dikke versie alleen balk gedeelte wordt breder als de dikte van het blok groter wordt

Daksluiting analyse In de analyse hiernaast heb ik vanuit het bovenaanzicht bekeken hoe alle wanden op elkaar aangesloten kunnen worden om een gesloten kubische ruimte (gebouw met vier wanden en een platte dak) te vormen. Zoals is te zien, maakt het niet uit hoe de wanden aan elkaar sluiten, er zal altijd een hoeveelheid ruimte van twee maal de dikte van de blokken open blijven (fig. 1). Deze open plekken ontstaan doordat ik de blokken dikte heb gegeven en om deze open plekken nu te dichten, moet er een nieuwe type driehoek (rode blok) toegevoegd worden die gaat dienen als de boven en de beneden blokken (fig. 2). Dit extra type blok heeft een driehoekige vorm geïntegreerd met een balk vorm met een breedte die gelijk is aan de dikte van de blokken (fig. 2). Om de snelheid van de bouw verder te bevorderen, is het belangrijk om nog een extra type blok aan de wand toe te voegen, namelijk een ruitachtige vorm die steeds twee driehoeken naast elkaar kan vervangen (fig. 3). De analyse hiernaast kan tevens direct dienen als de handleiding van hoe elke wand/vloer van een kubisch gebouw opgebouwd dient te worden en hoe deze later aan elkaar vastgelegd moeten worden om te zorgen dat een kubisch gebouw goed wordt afgesloten. De conclusie van deze analyse is dat er een combinatie van verschillende vormen nodig is om wanden te vormen die ruimteloos aan elkaar aansluiten bij het bouwen van een kubisch gebouw. In tegenstelling tot de “basisvorm analyse” blijkt het de beste keuze te zijn om de wanden op te bouwen uit een combinatie van blokken met een driehoekige vorm (blauw), een ruitvorm (groen) en een driehoekige vorm met een toegevoegd balkvorm (rood). Verder bleek uit deze analyse dat er geen maximale dikte toe te kennen is aan de verschillende blokken om een goed afgesloten kubische gebouw mee te vormen (fig 3). De dikte van de blokken is alleen relevant voor de resterende binnenruimte die steeds kleiner wordt naarmate de blokken steeds dikker gemaakt worden en voor het gewicht dat steeds het maximale toelaatbare gewicht nadert van 25 kg volgens de ARBO wet. Wat deze analyse niet duidelijk maakt, is hoe de verschillende wanden aan elkaar verbonden zullen worden. De gedachtegang tot nu toe is dat ik voor dit vraagstuk later een antwoord zal zoeken in de richting van blokken met geïntegreerde hoeken of simpelweg wat voegmiddel tussen de kieren van de wanden te spuiten zoals nu ook bij de prefab huizen wordt gedaan.

31

Opzetten van de dak analyse In dit onderdeel van het ontwikkelingsproces sta ik stil bij de volgende vraag: welke methode is de beste om de vloer/dak op de wanden te leggen? Een van mijn belangrijkste eisen is de eis om te kunnen bouwen zonder de hulp van dure gereedschappen zoals hijskranen. Mijn voornaamste reden hiervoor komt vanuit de gedachte dat zulke gereedschappen in arme landen niet veel voorkomen en indien wel, deze flink duurder zijn dan in andere landen. Naar aanleiding van mijn internet onderzoek bleek dat in Nederland hijskranen te huur zijn die veel goedkoper en kleiner zijn en die het werk aanzienlijk kunnen vergemakkelijken zonder teveel extra kosten. Maar dit zou betekenen dat de vloer licht moet zijn of dat de vloer in stukken opgebouwd dient te worden. Verder had ik tijdens de wedstrijd “Innovatie in de bouw” het idee om de vloer in het midden van het gebouw verticaal te bouwen en deze later om te laten draaien via een as naar een horizontale positie om zo als een dak de ruimte af te sluiten. Na de “daksluiting analyse” kwam ik echter op een ander idee, namelijk om de vloer precies in elkaar te zetten zoals de wanden worden opgebouwd. Bij dit idee zou men steeds op en neer de trap moeten om een blok boven zijn hoofd te plaatsen en dit op de een of andere manier vastzetten voordat het volgende blok gepakt wordt. Al deze drie richtingen nam ik mee in deze analyse om aan de hand van een paar filteringen de beste denkrichting uit te kiezen (fig. 1). Zoals te zien kwam het idee om de vloer blok voor blok te bouwen als beste uit bij deze analyse. Dit komt doordat de haalbaarheid theoretisch groot is indien men in een hoek begint met het plaatsen van de eerste twee blokken (fig. 2). Deze techniek houdt in dat, omdat men in een hoek begint met het plaatsen van de blokken er al sprake is van een steun over twee wanden die ervoor zorgen dat de reeds geplaatste vloerstukken horizontaal blijven hangen (fig. 2). Indien men de vloer steeds schuin blijft aanvullen met blokken die aan elkaar vastgebonden worden, kan de hele vloer gevuld worden totdat de hoek wordt bereikt schuin tegenover de hoek waar men was begonnen (fig. 3). Hierna kan men de vloer blijven vullen in de overspanning richting totdat de hele vloer is gevuld (fig. 4). Deze techniek zal in de praktijk getest moeten worden. Indien deze niet tot een goede resultaat leidt, moet overgestapt worden naar het idee van een kleine hijskraan aangezien dit het tweede beste idee was van deze analyse.

33

1

3 7

1

2 17

2

4 21

2

4

3

4

11

10

Kierloze wand analyse Bij deze analyse heb ik elk van de verschillende basisvormen, beschreven in de “basisvorm analyse”, gecombineerd met het vormen van een tandverbinding zoals beschreven in de “kieren analyse”. Hiermee werd een wand met een raamholte gebouwd om te onderzoeken hoeveel type blokken deze combinatie zal opleveren per basisvorm. Gezien uit de “daksluiting analyse” is gebleken dat er altijd een extra blok nodig zal zijn om de vloer goed te laten aansluiten op de wanden, werd dit extra blok ook bij de rest van de basisvormen toegevoegd om de opsomming van deze analyse goed rond te krijgen. De conclusie van deze analyse is dat het vormen van een wand met een raamholte d.m.v. de combinatie hierboven beschreven tot een tekort leidt van nog meer type blokken. Elk type blok dat nodig is wordt aangegeven met een andere kleur zodat te zien is waar elk type blok zich bevindt in een wand met een raamholte. Desondanks blijft de winnende driehoekige vorm van de “basisvorm analyse” in combinatie met een ruitvorm en de benodigde extra vorm uit de “daksluiting analyse”, die ervoor zorgt dat de vloer goed kan aansluiten op de wanden, de beste keuze om met zo min mogelijk type blokken een wand met raamholte te vormen.

35

1

2 onverhinderde kiertje de oplossing

1

17

4

3

5

onverhinderde kiertje

F

wegschuiving probleem

Kierloze wand analyse (vervolg) Zoals blijkt uit de eerdere analyse ontstaat er een behoefte aan veel meer verschillende type blokken doordat ik de voorlaag en de achterlaag van elk blok t.o.v. elkaar op en neer schuif om een tandverbinding te vormen. Als voorbeeld neem ik het rechthoekige blok waarbij voornamelijk 1 type blok nodig was om een rechthoekige wand met holte te vormen. Vanwege de tandverbinding en het extra blok voor de vloeraansluiting was dit aantal veranderd in een totaal van 17 verschillende blokken (fig. 1). Dit komt tevens omdat bij een rechthoekige blok de achterste laag niet recht naar beneden mag worden geschoven t.o.v. de voorste laag, anders ontstaan aan beide zijkanten onverhinderde kieren (fig. 2). Verder is bij fig. 3 te zien waar er onverhinderde kieren blijven in de gekozen wand opbouw. Daarnaast blijkt uit deze analyse dat er een vaste verbinding bedacht moet worden om de blokken aan elkaar te binden zoals dit ook nodig bleek te zijn voor het bouwen van de vloer bij de “opzetten van de dak analyse”. Deze verbinding is zeker nodig bij het gebruik van elke willekeurige vorm om te voorkomen dat de gedeelten bij de raamholte bovenaan niet eruit gaan vallen (fig. 4). En in het geval van de ruitvormige blokken, is deze verbinding nog veel meer van belang, omdat de ruitvormigheid het mogelijk maakt dat de blokken ten opzichte van elkaar schuin gaan verschuiven waardoor de randen uit kunnen vallen (fig. 5). Ondanks alle problemen die hierboven beschreven worden t.a.v. de gekozen wandopstelling, blijft deze toch voor mij de beste keuze, omdat de problemen van ongehinderde kieren en het probleem van langs elkaar schuivende ruitvormige blokken naar mijn mening makkelijker opgelost kunnen worden dan het probleem om de hoeveelheid type blokken die bij de andere blokvormen voorkomen te verminderen. Ik wil namelijk hoe dan ook de tandverbinding, die ervoor gezorgd heeft dat de andere blokvormen ineens in zoveel type blokken geconverteerd werden, behouden als oplossing voor het creëren van een binding die het contact tussen de buiten- en binnenlucht verbreekt zonder extra toevoeging. Al de hierboven vermelde redenen brachten mij tot de conclusie dat de ruitvorm in combinatie met de verschillende driehoekige vormen potentieel de beste vormkeuze is voor de blokken.

37

2

1 7

geen

splitsing van krachten

17

3

geen

splitsing van krachten

4

bovenlaag

onderlaag

5

Zwaartekracht van de andere blokken die hier bovenop zullen komen, drukt dit blok verder naar zijn plaats

In dit geval zal er geen natuurlijke kracht zijn die dit blok mooi ingedrukt houdt op zijn plek. Dit kan later zeker voor andere problemen gaan zorgen.

Langs elkaar schuiven probleemanalyse In deze analyse heb ik twee potentiële vormen genomen die tot nu toe goed voldeden aan de meeste belangrijke eisen en deze tegen elkaar afgewogen. Deze vormen zijn allereerst de driehoekige vorm in combinatie met de ruitvorm die telkens in de vorige analyses de beste vorm bleek voor de Compoze blokken. Ten tweede heb ik de rechthoekige vorm ook meegenomen omdat met deze een kierloze wand gevormd kon worden, wat ook een belangrijke eis is. Het belangrijkste probleem van de rechthoekige vorm was echter dat bij deze vorm minimaal 17 verschillende type blokken nodig waren vergeleken met alleen 7 type blokken bij het gebruik van de ruitvorm (fig. 1). Daarentegen heeft de ruitvorm het probleem van blokken die langs elkaar kunnen/willen schuiven, wat het gevolg is van de ruitlagen van de blokken die met hun vlakke schuine kanten tegen elkaar komen te liggen. Deze schuine kanten zorgen ervoor dat een belasting in de Y richting zich verdeelt in krachten die loodrecht op de drukvlakken gaan drukken (groene pijl) en in krachten die parallel zijn aan de schuine drukvlakken (rode pijlen). Het zijn deze “rode” krachten die ervoor zorgen dat de vlakken langs elkaar heen willen gaan schuiven (fig. 2). Dus je kunt zeggen dat de verschuif problematiek opgelost is als ik een paar lagen kan omvormen in een meer rechthoekige vorm die een belasting in de Y richting niet splitst in “rode” krachten parallel aan de schuine drukvlakken. In de analyse hiernaast is een mogelijke oplossing te zien die ik voorgesteld heb om een aantal van de ruitvormige lagen om te vormen in een wat rechthoekige vorm (fig. 3). Met deze oplossing heb ik de hoeveelheid benodigde type blokken laag gehouden, maar nu zonder het probleem van verschuiven langs elkaar. Deze analyse geeft dus aan dat de beste keuze voor de vorm van Compoze blokken een blok is dat opgebouwd is uit driehoekige en ruitvormige lagen in combinatie met rechthoekige vormen (fig. 4). Deze combinatie heeft niet alleen als voordeel dat met minder type blokken een wand gevormd kan worden die niet uit elkaar wil schuiven, maar heeft ook een veel betere begeleidende eigenschap bij het plaatsen van de blokken dan als de blokken een rechthoekige vorm zouden hebben (fig. 5).

39

1 2

2

2

3

3 + + + + +/+ +

goedkoop weinig onderdelen inkoop onderdelen heel goed hogespanningen genoeg handelingen makkelijk toepasbaar muurvast, geen speling

+/- redelijk goedkoop

-+ +/+ +/+

veel onderdelen inkoop onderdelen matige hogespanningen weinig handelingen redelijk toepasbaar muurvast, geen speling

+/- redelijk goedkoop

+ -+/handmatig druk + vastdraaien

vastdraaien

++

---

weinig onderdelen productie onderdelen matige hogespanningen geen handelingen moeilijk toepasbaar veel speling

3

Verbindingen analyse Uit de vorige analyses is tot nu toe gebleken dat er een verbinding moet komen tussen de Compoze blokken die later weer makkelijk te ontkoppelen moet zijn. Het liefst wil je natuurlijk alleen één verbinding gebruiken per blok, maar het blok dat geplaatst wordt, moet verbonden worden met al de blokken die dit blok omringen. Het doel van deze analyse is om te analyseren welke van de verschillende vormen omringd is door de minste hoeveelheid blokken zodat er zo min mogelijke verbindingen nodig zijn (fig. 1). Daarnaast is deze analyse bedoeld om te analyseren hoe de verbindingen ideaal geplaatst moeten worden, zodat het installeren van een blok snel en makkelijk kan lopen (fig. 2). De meest bekende verbindingen die later weer te ontkoppelen zijn, zijn de bout/moer verbindingen, de klem verbindingen en de verschillende vormen van klik verbindingen. Al deze verbindingen hebben een richting waarin ze hun krachten uitoefenen en worden als rode staven aangeven in de analyse hiernaast (fig. 1 & 2). Zoals te zien kwam de ruitachtige vorm weer uit als de beste vorm die door het minste aantal blokken is omringd. Hierdoor zijn er minder verbindingen nodig om een reeds geplaatste blok vast te zetten aan de anderen. Ook kan er uit deze analyse geconcludeerd worden dat de beste plaatsing voor de verbindingen een verticale plaatsing is. Als de verbindingen anders loodrecht worden geplaatst op de schuine vlakken van de ruit, zal men eerst de blok heel goed ingedrukt moeten houden zodat de gaten goed op elkaar vallen voordat men kan beginnen met het aandraaien of vastklikken (fig. 2). Deze manier van verbindingen plaatsen kan tot gevolg hebben dat het plaatsen van een blok wat langzamer en vermoeiender wordt ervaren. Bij het verticaal plaatsen van de verbindingen kan men daarentegen direct tijdens het plaatsen van een blok beginnen met het aandraaien of vastklikken van de verbinding. Zoals te zien bij fig. 3 heb ik een kleine afweging gemaakt van welke verbindingsmethode de beste is om te gebruiken voor mijn beoogde doel met de Compoze blokken. Hieruit kwam de bout als de beste keuze omdat deze de beste tegen veel spanningen kan, deze de minste hoeveelheid onderdelen gebuikt en dus ook de goedkoopste verbinding is. Hierdoor zal voor de vervolg analyses de bout en moer gebruikt worden als de gekozen verbinder voor de Compoze blokken.

41

1 buiging

2

drukspanningen trekspanningen

drukpunt

inleg gat (diep)

drukpunt trekpunt (bout)

inleg gat (ondiep)

drukpunt trekpunt (bout)

massieve vloer heeft zijn punt waar drukspanning veranderd naar trekspanning in het midden vloer opgebouwd uit stukjes kent een drukpunt en een spleet die direct daaronder wijder begint te worden spleet borgen met een verbinding zo dicht bij het drukpunt zorgt voor grote druk- en trekkrachten dus hoge spanningen spleet borgen met een verbinding zo ver van het drukpunt zorgt voor kleinere druk- en trekkrachten dus lage spanningen

3

alle metaalstukken worden aan elkaar verbonden door bijv een bout en vormen een doorlopende binding die trekspanningen kunnen opvangen terwijl de blokken tegen elkaar drukken

metaalstukken

verbinding (bijv: bout)

Piekspanningen analyse. Er is sprake van piekspanningen als bij sommige plekken in een product de spanningen direct overgaan in een concentratie van hoge spanningen. Het is de verwachting dat dit verschijnsel zich gaat voordoen rondom elke bout die de blokken aan elkaar gaat binden om zo de vloer/dak te vormen. Deze concentratie van spanningen komt doordat de vloer opgebouwd is uit stukken die alleen via de kleine oppervlakte van een bout aan elkaar verbonden zijn. Dus alle trekspanningen van het ene blok moeten via de doorsnee oppervlakte van één bout naar het andere blok geleid worden en vormen hierdoor een concentratie rondom de bouten heen. In deze analyse wordt het belasten van een Compoze vloer gesimuleerd zoals te zien bij fig. 1 en zoals verwacht gaan de blokken aan de bovenkant tegen elkaar drukken en aan de onderkant willen ze uit elkaar trekken. Voor het “tegen elkaar drukken” zal wel een materiaal gekozen worden dat daar goed tegen kan. Maar het doel van de bouten is juist om te voorkomen dat de blokken uit elkaar willen gaan trekken aan de onderkant. Daarom plaats ik de bout zo laag of ver mogelijk van het drukpunt vandaan (fig. 2). Dit zorgt niet alleen dat de inleg gat minder diep in het blok hoeft te zijn, maar ook de krachten in de bout worden kleiner waardoor de spanningen in en rondom de bout ook (fig. 2). Ondanks dat de plaatsing van de bouten zo ver mogelijk van het drukpunt niet de oplossing is voor de concentratie van spanningen (piekspanningen) rondom de bouten, kan er wel geconcludeerd worden dat door het blok dikker te makken en de bout zo laag mogelijk te plaatsen, de spanningen om de bouten heen lager zullen zijn. Verder moet geanalyseerd worden hoe laag de spanningen inderdaad zijn en wat hun gevolgen zijn voor het gekozen materiaal. Anders zal een doorlopende binding ontworpen moeten worden die het mogelijk maakt dat de blokken alleen onder druk komen te staan en de trekspanningen hierdoor worden opgevangen. Maar door deze oplossing zijn er natuurlijk veel meer onderdelen nodig waardoor het blok steeds duurder wordt en dat is niet wenselijk indien het niet echt hoeft (fig. 3).

43

1

rechthoekige laag tegen wegschuiving

spatie laag, alleen om de tandverbinding wat losser te maken ruitvormige laag, de beste vorm voor Compoze volgens de eerdere analyses

2

spatie laag brengt spatie tussen de tanden

Basis bemattingen analyse Nu dat het redelijk bekend is hoe de basisvorm van het blok eruit moet zien, doe ik de eerste poging om de conclusies van de verschillende analyses te concretiseren in een volledige bematte geometrie waarin de rest van de functionaliteiten van een Compoze blok ook zijn verwerkt. In de bouwwereld maakt men volgens de bouw expert Jeroen ter Waarbeek van de firma Van Dijk Bouw, gebruik van een veelvoudigheid van 300mm om de meeste maten te standaardiseren. Vandaar dat ik gekozen heb om de ruitvorm een afmeting van 600mm te geven (afb. 1), met name omdat 600mm een afmeting is die de veelvoudigheid is van 300. Als ik 300mm gebruikt zou hebben als de uiterste afmeting voor de blokken zouden de blokken volgens mij te klein uitpakken. Als gevolg hiervan zouden veel meer bouten nodig zijn om een wand te kunnen bouwen. Daarentegen is 900mm te groot en dreigt het blok te zwaar te worden zeker als alles onder de 25 kg moet blijven zodat het blok verantwoord opgetild kan worden. Verder is te zien hoe ik de rechthoekige kanten heb bemat en hoe ik alle lagen op elkaar heb gestapeld met 3 rechthoekige lagen van 18mm dik, 4 ruitvormige lagen ook van 18mm dik en 6 tussen (of spatie)lagen van 1 mm dik om spatie te creëren tussen de tandverbindingen (afb. 2). Dit alles heeft een totale dikte van tot nu toe 132mm.

45

1

ruimte blijft vrij voor het geval dat er een blok haaks geplaatst wordt aan een van de zijkanten

2 doorsnee van een haakse hoek

bedekplaat

maximaal ruimte beschikbaar voor de geëxtrudeerde steun en de bedekplaat

ruimte blijft vrij voor het geval dat iets uitsteekt uit de vloer beneden of boven

Extra functionaliteit toegevoegd analyse In de analyse hiernaast heb ik geprobeerd andere relevante functionaliteiten toe te voegen aan de blokken door de geometrie structureel aan te passen. Voornamelijk ging het om functionaliteiten zoals het snel en demontabel leggen van installaties, een handvat om de blokken op te tillen, integratie van bout en moer om de blokken aan elkaar vast te binden en een snelle en demontabele manier om de bedekplaat vast te zetten aan het blok. Hoewel de materiaalkeuze nog niet bekend is, is de bedoeling van deze analyse dat er met zo min mogelijke toevoeging van extra losse onderdelen, een technische haalbare geometrie ontwikkeld wordt die qua maatverhouding klopt, die losgemaakt kan worden bij het gebruik van een matrijs en die vlak te snijden is in geval dat de blokken uit lagen opgebouwd moeten worden. De dikte voor het blok van rond de 130mm werd tot nu toe gehanteerd puur omdat het enigszins overeenkomt met de diktes die nu gebruikt worden in de bouw. In de analyse hiernaast wordt met rood gearceerd, de vlakken aangegeven die vrijgelaten moeten worden als men een hoek wil maken met twee blokken die aan de zijkanten of aan de boven-/benedenzijde haaks op elkaar komen te liggen (fig. 1). Met blauwe gearceerde worden de vlakken aangegeven die vrij moeten blijven zodat de installaties verticaal en horizontaal gelegd kunnen worden (fig. 2). Verder blijven alleen de grijze gedeelten over die geëxtrudeerd kunnen worden tot een bepaalde hoogte zodat er een ruimte ontstaat voor het leggen van installaties tussen het Compoze blok en een bedekplaat. De maximale hoogte is ook af te leiden van de analyse fig. 2. Deze figuren geven aan dat de geëxtrudeerde steun en de bedekplaat samen maximaal 130mm lang mogen zijn, anders stoot de steun van het ene blok tegen die van het andere.

47

Extra functionaliteit toegevoegd analyse 2 De afbeeldingen hiernaast weergeven een aantal functionele verzinkingen en gaten die ik aan de geometrie van het blok heb aangebracht. Allereerst is er een kruisachtige verzinking aangebracht, bedoeld om een ‘frontopening’ te creëren waar de bouten in de blokken geplaatst kunnen worden (fig 2). Verder is de verzinking ook bedoeld om een bee tje materiaal te besparen en als holte voor de vingers bij het handvat dat later aan het blok toegevoegd gaat worden. Ten tweede werden gaten toegevoegd voor de bouten die later in het blok moeten komen (afb. 3). De plaatsing van de gaten is gebaseerd op de “piekspanningen analyse” en zijn de gaten dus geplaatst in de voorlaatste laag (rechthoekige laag). Zo kunnen de bouten zo laag mogelijk in het blok komen te zitten. De gaten werden verticaal gemaakt en geheel door het blok heen (fig. 3). Door de kruisachtige verzinking worden de twee gaten nu gesplitst in 4 gaten; 2 gaten aan de benedenzijde en 2 gaten aan de bovenzijde van de verzinking. De gaten aan de bovenzijde zijn voorzien van schroefdraad zodat de onderste gaten precies op de bovenste gaten van de andere blokken vallen als de blokken op elkaar worden gestapeld. Dit betekent dus dat men, d.m.v. een bout, het reeds geplaatste blok vast kan zetten aan de twee anderen. Ten derde heb ik bij elke van de 4 gaten verzinkingen aangebracht om het mogelijk te maken dat de twee bouten met hun benodigde lengte de desbetreffende holtes binnen kunnen (afb. 4 & 5). Vervolgens heb ik 4 holtes, voorzien van schroefdraad, aan het blok toegevoegd zodat de bedekplaat later op het blok gemonteerd kan worden (afb. 6). Verder is te zien bij afb.7 dat het blok voorzien zal worden van een metalen rooster die erop geplakt zal worden. Deze rooster is voorzien van kleine holtes die geschikt zijn voor het vastzetten van installatie d.m.v. rubberen snelbinders (afb. 8). Ook is deze rooster voorzien van twee grote holtes die als een handvat kunnen dienen bij het optillen van een blok (afb. 8). Tot slot zal de bedekplaat op het blok gemonteerd worden en bedekt zo de installaties (afb. 9). En zo is de eerste versie van de geometrie van het Compoze blok volledig functioneel verantwoord.

49

1

3

2

5

4

6

9

10

8

11

12

8

7

Concept zero bouw analyse Naar aanleiding van al de analyses die ik hiervoor heb gedaan, kon ik dus een volledig functioneel Compoze blok digitaal afbeelden. Het concept is nu niet meer een zwevend idee, maar het is enigszins tastbaar geworden. Vervolgens ga ik het concept zeer kritisch benaderen ter vereenvoudiging van de samenstelling van het blok en het definiëren van de materialen, maten en productie. Als eerste stap bij dit proces leek het mij een goed idee om van het centrale blok de resterende 6 type blokken af te leiden en digitaal een volledig huis met ze allemaal te bouwen. Hiermee verwacht ik beter inzicht te krijgen in wat nog beter moeten. De afbeeldingen hiernaast weergeven hoe het bouwproces eruitziet. De meeste beelden zijn vanzelfsprekend maar bij het vastzetten van de bedekplaat aan het blok hoort de volgende uitleg. Afb. 4 weergeeft twee kleuren van bouten die gebruik zullen worden om de bedekplaat vast te draaien. De grijze bout is in dit geval de enige bout die d.m.v. een moer op een zodanig wijze is verbonden aan de bedekplaat dat deze nog steeds wel rond kan draaien. Als de bedekplaat dus ontkoppeld moet worden voor het verwisselen van de installaties en dergelijk, zal bij het draaien van de grijze bout, als de laatste bout, de gehele bedekplaat mee naar voren schuiven waarbij een holte in de wand wordt gecreëerd. Verder is te zien dat na het vastdraaien van de bedekplaat de bouten bedekt kunnen worden met een dopje (afb. 8) dat twee functies kan hebben: 1. als bescherming tegen vulmiddelen die gebruikt kunnen worden bij het creëren van een egaal effect (afb. 9) of 2. als camouflage, maar in dit geval zal wel een naad zichtbaar blijven (afb. 10). Verder is te zien dat er 8 verschillende type bedekplaten nodig zou zijn (afb. 11) en afb. 12 laat zien hoe het huis eruit gaat zien aan de buiten- en aan de binnenkant.

51

1

2

scheur plek Bout

3 bedekplaat vergt te veel onderdelen voor een simpele functionaliteit

Verbeterpunten Concept zero analyse Van het concept zero heb ik het prototype gemaakt dat hiernaast is afgebeeld (afb. 1). Het prototype werd gemaakt van lagen plexiglas van 4mm en lagen papier die dienen als de zogenaamde spatielaag die wat ruimte creëert tussen de tandverbindingen. Eenmaal alle lagen samen met de bouten geassembleerd zijn tot een blok, zijn de blokken aan elkaar geassembleerd. Hieruit bleek dat, als de boutverbinding teveel werd aangedraaid, de hele samenstelling schuin uit elkaar begon te trekken. Hierdoor kwam er een scheur in de rechthoekige lagen aangezien deze zo dun waren op de aangegeven punten hiernaast afgebeeld (afb. 2). Dus blijkbaar maakt de holte in het blok, het blok zwakker. Volgens mijn analyse komen de rechthoekige lagen onder hevige spanning te staan doordat de lagen die schuin tegen elkaar komen, onder verticaal belasting willen gaan wiggen (naar buiten schuiven). Aangezien deze lagen, met een wat rechtere vlak, een groot gat hebben, zijn deze lagen niet in staat om op sommige dunnere plekken de spanningen te weerstaan. De conclusie hierbij is dat ik de holte in het blok zou moeten elimineren, maar dit zou betekenen dat de bouten ergens buiten geplaatst dienen te worden. En zo te zien zouden de bouten ergens in de steunen van de bedekplaat verwerkt moeten worden. Dit betekent dat er onvoldoende ruimte/vlees is om de buigspanningen te weerstaan. Anders zal ik, om dit probleem op te lossen, de gekozen vormcombinatie van een ruit met schuine, vlakke lagen en een ruit met rechthoekige lagen die uit elkaar willen trekken, moeten aanpassen of ik zal ervoor moeten zorgen dat de schuine kanten elkaar niet meer aanraken door de ruitlagen een beetje in te korten. Verder concludeer ik dat het gebruiken van 4 bouten en 4 steunen, voorzien van schroefdraad, om de bedekplaat vast te draaien een bee tje teveel is (afb. 3). Het idee dat de wand geopend kon worden zodat men altijd eenvoudig terug kan bij de installaties klonk leuk, maar als je de keren dat de installaties verplaatst zullen worden vergelijkt met de hoeveelheid onderdelen die erbij komen kijken om deze functionaliteit te creëren, leek het mij te veel.

53

1

2

Andere bedekplaat analyse Verder heb ik gekeken naar de mogelijkheid om een soortelijke spouw (ruimte tussen de draagconstructie en de gevelconstructie) te creëren aan de binnenkant van een huis zodat installaties nu gelegd konden worden zonder gebruik van steunen en bouten. Er wordt dus in dit geval twee maal met dezelfde blokken gebouwd. Er wordt eerst de eerste laag gebouwd met de blokken, vervolgens worden alle installaties vastgelegd en hierna wordt er weer een laag gebouwd voor de installaties. Dus nu zitten de installaties in de ruimte tussen deze twee lagen wat ook goed kan zijn voor de isolatiewaarde van de wand als er daar tussen een ruimte lucht zit in plaats dat het helemaal massief is.

55

1

2 een kleine stofdeel kan het gelijnd staan van bout en gat verstoren

Concept zero oplossingen analyse In eerste instantie heb ik de bouten verwerkt in de uitstekende bedekplaatsteunen om zo een oplossing te vinden voor de problemen beschreven in de “verbeterpunten concept zero analyse”. Door met de maten te spelen kon ik de bedekplaatsteunen verticaal onder elkaar gelijnd krijgen. Hierdoor kon ik de bouten ook verticaal erdoorheen laten gaan, parallel aan de richting van plaatsing. Zo zal de bout, bij het plaatsen van het ene blok in de anderen, direct goed gelijnd zijn met de schroefdraadholte van het andere blok. Wat wel opvalt, is dat de bedekplaatsteunen plotseling veel dunner zijn geworden en dus minder ruimte/vlees hebben om de buigspanningen tegen te gaan. Het dunner worden van de bedekplaatsteun komt voornamelijk doordat bepaalde ruimtes vrijgelaten moeten worden zoals afgesproken is in de “extra functionaliteit toegevoegd analyse”. Zoals te zien is bij fig. 1 dienen de bouten in het midden, waar met gele stippellijn is aangegeven, geplaatst te worden indien je deze verticaal gelijnd wilt krijgen. Deze gele stippellijn is direct ook de spiegellijn van de symmetrie van de bedekplaatsteun. En aangezien slechts een klein beetje dikte aan de linkerkant van de spiegellijn gecreëerd kan worden voordat de grens van 130 mm bereikt wordt, moet ook de rechterkant even dik gemaakt worden. Het gevolg hiervan is dat de bedekplaatsteun dunner wordt. Vervolgens besloot ik om de plaatsing van de bout toch te veranderen in een plaatsing loodrecht op de schuine kanten van de ruit (fig. 2). Hoewel ik deze manier van plaatsing niet als de beste keurde, wilde ik toch een prototype bouwen om de verbinding te analyseren en de resultaten waren eigenlijk wel indrukwekkend. Door deze manier van plaatsing was er geen sprake van uit elkaar schuiven, maar werden de blokken juist naar de juiste positie geschoven. Dit zorgde ervoor dat ik heel strak kon aandraaien en ik merkte direct hoe stevig de wand hierdoor werd. Maar aan de andere kant was dit geen oplossing voor de eerder besproken piekspanningen (“piekspanningen analyse”). Ook al plaatste ik deze bouten in de bedekplaatsteunen was er nog steeds sprake van gevaar van scheuren in het blok d.m.v. de piekspanningen. Tevens wordt het heel lastig om de bout gelijnd te krijgen met zijn schroefdraad gat, als er stof of andere oneffenheden tussen de blokken aanwezig zijn zoals afgebeeld is bij fig. 2. Verder streefde ik steeds naar zo min mogelijke onderdelen en begon de behoefte van de bouten sterk te betwijfelen. Dit alles bracht mij op het idee om een compleet andere weg in te slaan, op zoek naar een vormsluit die zichzelf borgt in de gewenste richtingen zonder de behoefte aan extra onderdelen.

57

1

F

3 wegschuiving

achter in en uit

buiging voor

2 profielen steken UIT

profielen steken IN

Concept zero versie 2 Bij het zoeken naar “vormsluit” op Google kreeg ik direct afb. 1 te zien. Deze afbeelding van een zwaluwstaart vormsluit inspireerde mij direct voor mijn gezochte vormsluit. Deze zwaluwstaartvorm, geïntegreerd in de vorm van de Compoze blokken zou mij moeten aflossen van al de knelpunten tot nu toe: 1. te veel onderdelen; 2. niet goed gelijnde verbindingen; 3. holtes die de blokken zwakker maken voor buiging en 4. bedekplaatsteunen die niet genoeg ruimte/vlees bezit om buiging tegen te gaan. Zoals te zien is bij afb. 2 heb ik de zwaluwstaartvorm geïntegreerd in de ruitvorm van de Compoze blokken. Deze zwaluwstaartvorm werd als geëxtrudeerde profielen toegevoegd aan de onderkant van de ruit met een parallel afgeschuinde onderkant als de schuine kant van de ruit. En aan de bovenkant werd deze vorm als geëxtrudeerde holtes gemaakt, ook hier werd de onderkant afgeschuind. Dit is op deze wijze in de ruitvorm verwerkt zodat het blok verticaal in elkaar geplaatst kon worden, maar in geen enkele richting verder kon bewegen dan alleen naar boven bij het uit elkaar halen. Bij het horizontaal plaatsen van deze blokken voor het bouwen van de vloeren wordt verwacht dat de vorm, gezien hoe deze taps loopt, steeds beter in elkaar gaat borgen. Dus theoretisch lijkt het alsof deze vorm precies gaat doen wat ik wilde bereiken, want hopelijk zullen er geen extra verbindingen, zoals bouten, nodig zijn wat dus minder onderdelen betekent. De vorm is volledig massief waardoor er voldoende ruimte/vlees is om de spanningen van de buiging te weerstaan. Dus in dit geval leek het mij het beste om prototypes te bouwen om te testen of de zwaluwstaartvorm inderdaad in staat was zichzelf te de blokken in elkaar te laten borgen tegen de bewegingen in de bekende ongewenste richtingen afgebeeld in afb. 3.

59

1

perfecte 3D-print

2

onnauwkeurige kopie

3

UIT

IN

siliconen maal

achter ( zorgt voor scheefheid)

in en uit

ing

iv hu

sc

g we

voor

hangt scheef omdat beweging naar achteren mogelijk is

Concept zero versie 2 prototyping Gezien het een prototype betrof die op de 0,05mm nauwkeurig moest zijn, dacht ik eerst om het 3D te laten printen. Afb. 1 hiernaast weergeeft hoe het blokje uiteindelijk uit de printer eruit zag. Deze vorm had gelukkig geen support materiaal nodig maar koste rond de 20 euro voor 1 stuk en als ik meer nodig had liep het heel snel richting de honderd euro. De nauwkeurigheid was echter heel duidelijk zichtbaar door de wijze waarop de blokken in elkaar schoven zonder enkele merkbare weerstand. Om de kosten laag te houden koos ik echter om een silicone mal te maken en hars erin te gieten (afb. 2). Deze techniek bracht mij op het idee om later de echte blokken ook te vervaardigen van gietmaterialen zoals, harscomposieten, beton, schuim of plastic. In ieder geval begon ik vanaf dit moment steeds meer rekening te houden dat de vorm wel los moest kunnen en het liefst met een normale tweedelige matrijzen. Zoals in afb. 2 is te zien, is deze vorm met een tweedelige matrijs wel los te krijgen, maar het gieten in silicone bleek niet 100% maatvast te zijn en dit maakte het moeilijker om de blokken in elkaar te schuiven. De oneffenheden in de vorm kwamen voornamelijk door wat fouten die tijdens het gietproces zijn voorgekomen zoals vuil en weinig rekening gehouden met krimping (afb. 2). Deze vorm biedt echter wel de mogelijkheid om de blokken verticaal in elkaar schuiven (zie afb. 3), waardoor de oneffenheden wat weggeschuurd werden. Wat overbleef zorgde er echter voor dat het blok diagonaal (voor-/ achter richting, zie afb. 3) scheef ging zitten, omdat de vorm in de diagonale richting alleen enkelzijdig is geborgd zoals afgebeeld staat bij afb. 3. Ondanks alle onnauwkeurigheden was dit prototype wel voldoende om de benodigde testen mee uit te voeren om de verbeterpunten op te sporen.

61

1

2

3

UIT

5

hang scheef omdat beweging naar achteren mogelijk is achter ( zorgt voor scheefheid)

we

ng

IN

ivi

hu

c gs

in en uit

voor

4 volume

materiaal

6

massief

ribben

soortelijk gewicht min

max

min

gewicht

max

prijs/ kg

min

max

min

kosten

min

max

sterkte

max

Beton

0,023

400

2800

9,2

64

0,04

0,30

0,40

19,2

1

4

Composiet

0,023

2000

2300

46

53

1,5

30

69

1590

55

250

Plastic

0,023

900

2300

21

53

1,6

12

33,6

636

33

120

Schuim

0,023

20

400

0,5

9,2

2,5

20

1,25

184

0,3

12,4

Composiet

0,003

2000

2300

6

6,9

1,5

30

9

207

55

250

Plastic

0,003

900

2300

2,7

6,9

1,6

12

4,32

82,8

33

120

F

buiging

7

alle metaalstukken worden aan elkaar verbonden door bijv een bout en vormen een doorlopende binding die trekspanningen kunnen opvangen terwijl de blokken tegen elkaar drukken

metaalstukken

verbinding (bijv: bout)

Concept zero versie 2 (prototype) analyse De prototype analyse van versie 2 heeft geleid tot verschillende verbeterpunten voor het concept zero versie 3. Zoals beschreven in het hoofdstuk hiervoor konden de blokken diagonaal scheef gaan hangen door middel van oneffenheden tussen de schuine vlakken van de blokken (afb. 1). Dit was zo doordat de vorm zichzelf niet borgde tegen beide bewegingen in de diagonaal richting zoals aangegeven in afb. 1. Dit gebrek aan extra borging is ook de reden waarom als ik een vloer, gemaakt van deze blokken, probeerde te overspannen, de blokken allemaal zo scheef gingen hangen dat de vloer in elkaar stortte als deze belast werd. Ook was er bij dit prototype geen sprake van een waterdichte verbinding, zelfs als de verbindingen voorzien zouden worden van rubberen vlakken die tegen elkaar drukken. Alles wat deze rubberen vlakken doen, is het nog moeilijker maken om de blokken in elkaar te schuiven zoals afgebeeld in afb. 2. Aangezien de uiteindelijk blokken waarschijnlijk vervaardigd zullen worden van gietmaterialen zoals schuim, plastic, beton of harscomposieten en dat deze blokken ook gebruikt zullen worden om de vloer mee te vormen, waar trekspanningen gaan optreden, lijken harscomposieten de enige materiaalkeuze te zijn die redelijk goed tegen trekspanningen zouden kunnen. Alle de andere genoemde materialen lijken te gaan scheuren bij de uitstekende profielen gevormd als zwaluwstaart (zie afb. 3). Verder heb ik het volume van deze geometrie genomen en vermenigvuldigd met de bijbehorende soortelijke gewichten van elk potentieel materiaal om te kijken hoe het zit met materiaalkosten, totaal gewicht en sterkte. In de tabel (fig. 4) hiernaast is te zien dat schuim het lichtste is en tegelijkertijd het zwakste van allemaal. Plastic en harscomposieten zijn de dure keuzes en ook de zwaarste, dit komt voornamelijk doordat ik uit ben gegaan van een solide blok vervaardigd uit deze materialen. Dus het vertalen van deze vorm van solide naar een dunwandige ribben opbouw kan leiden tot bijna 80% reductie van materiaalgebruik met behoud van sterkte (zie afb. 5). Verder bleek dat beton de zwaarste en de goedkoopste materiaalkeuze zou zijn voor deze blokken. De oplossing leek mij uit deze analyse dus dat versie 3 uit een sandwich van materialen moet gaan bestaan waarbij elke laag een bepaalde functionaliteit vervult. Het liefst zal versie 3 bestaan uit een buitenlaag die een isoleerde rol heeft tegen water en temperatuurverschillen, een middenlaag die zorgt voor een zelfborgende verbinding tussen de blokken waarbij bewegingen in alle ongewenste richtingen worden beperkt (fig. 6). En als laatste moet er een extra laag aan de binnenkant komen die het liefst vervaardigd is uit metaal om de trekspanningen op te vangen. Deze laag dient alle trekspanningen door te geven aan elkaar zonder dat de middenlaag en buitenlaag er last van krijgen zoals bij fig. 7 is al eerder aangeraden.

63

1

2

3 in en uit

we g

sc

hu ivi ng

achter

voor

kiertje verhinderd

buiging

4

gipsplaten

Concept zero versie 3 Door de bevindingen van concept zero versie 2 samen te voegen, is concept zero versie 3 gaan ontstaan. Zoals te zien in afb. 1 is de grootste verbetering het feit dat versie 3 de dubbel is van versie 2 die weerspiegeld aan elkaar is gevoegd. Hierdoor is de zwaluwstaartvorm van de uitstekende profielen veranderd naar een honingraad (zeskant). Doordat de uitsteek profielen nu aan allebei de kanten taps lopen, kunnen ze nu alleen verticaal bewegen (afb. 2). Versie 3 heeft verder als verbetering dat het blok nu uit 3 delen bestaat, met elk zijn eigen functie en materiaalkeuze en dus kan het blok veel beter presteren conform de idealen van Compoze (afb. 3). Het buitendeel is het isolerende gedeelte dat hypothetisch vervaardigd is van schuim in de vorm van ruitachtige lagen gelegd als tandverbinding, zodat water en lucht niet naar binnen kunnen. Het kern(midden)deel is hypothetisch vervaardigd uit dunwandige harde plastic of harscomposiet en heeft voornamelijk als doel een binding te vormen tussen de blokken waarbij deze beperkt worden in ongewenste richtingen te gaan bewegen. Het binnenste deel bestaat uit twee metalen onderdelen die zodanig zijn gevormd dat bij het plaatsen van een blok in een andere, een klikverbinding ontstaat tussen het metalen deel van het ene en het andere blok. De metalen klikkers vormen samen een soort metalen draad die in de richting van de overspanning ligt zodat de trekspanningen in de vloer opgevangen kunnen worden. Dus als de vloer belast wordt, wordt verwacht dat de blokken een bee tje scheef gaan liggen en deze beweging wordt beperkt door de metalen klikkers die hierdoor onder trekspanningen komen. Vandaar dat deze zo laag mogelijk geplaatst werden in de blokken, waar de grootste trekspanningen verwacht worden. Deze versie heeft verder, net zoals de eerste versie van Concept zero, ook kleine gaten die het mogelijk maken dat installaties gelegd kunnen worden d.m.v. snelbinders. Doordat er nu geen sprake zal zijn van bedekplaatsteunen die van het blok uitsteken, kwam ik op het idee van een andere type bedekplaatsteun. Deze nieuwe type bedekplaatsteunen vormen samen, wanneer deze bij elkaar komen, rijen die op een zogenaamde houten skeletbouw lijken. Op deze rijen kan dan een bedekplaat, zoals gipsplaten, gemonteerd worden. Verder is te zien hoe deze bedekplaatsteun eigenlijk open en dicht kan (zie afb. 4) zodat de installaties in de horizontale richting gelegd kunnen worden.

65

1

2

klikkers vermijden NIET scheef staan bij horizontale plaatsing

onderdeel

volume

m3

materiaal

soortelijk gewicht

kg/m3

gewicht

kg

prijs/ kg

€

kosten

€

isolatie

20

0,025

0,5

1,25

0,63

kern

te duur

0,0034

composiet

2000

6,8

1,5

10,2

7800

0,3

1,5

0,45

klikkers

0,000042

metaal

bedekplaatsteun

0,0049

900

0,03

totaal

3

hout

4,41 12,01

Compoze

2,0

te duur

8,82

20,10

kalkzandsteen

VS € 20,10

(geschatte materiaalkosten)

€ 1,30

(geschatte verkoopprijs)

Concept zero versie 3 (prototype) analyse. Zoals te zien in afb. 1 heb ik het prototype van versie 3 3D laten printen zonder de nieuwe bedekplaatsteunen. Er was weer sprake van hele hoge precisie voor de maatvoering, welke alleen d.m.v. 3D printen voor een prototype behaald kon worden. Het was een dure investering van bijna 600 euro voor 4 kleine blokjes, maar ik kon direct een beeld krijgen van wat allemaal in het echt mis kon gaan. Toen ik alleen twee blokken in elkaar schoof en probeerde deze onder buiging te krijgen, merkte ik dat de blokken toch een beetje scheef in elkaar gingen zitten. Dit kwam voornamelijk doordat mijn klikkers niet zo goed in elkaar klikten en konden het scheef staan dus niet goed tegengaan. De klikkers werken in principe heel passief, dus de binding die ze met elkaar vormen is in eerste instantie een losse verbinding. Het is pas wanneer ze uit elkaar worden getrokken, dat de klikkers weerstand gaan bieden. Hierdoor voorspelde ik dat als men een blok horizontaal boven zijn hoofd zou plaatsen, ten behoeve van de vloer, dit blok met een klikverbinding altijd een beetje scheef gaat hangen. Dit kan voor onhandigheden zorgen indien men een ander blok erbij gaat plaatsen terwijl het eerder geplaatste blok al scheef hangt. Wat echter opmerkelijk was, was dat als je alle vier de blokjes in elkaar had geschoven, er plotseling veel minder buigvorming optreed. Het leek namelijk dat met deze versie een hele sterke constructie gebouwd kan worden, maar dan moest dit verticaal gebeuren om later als vloer door een hijskraan geplaatst te worden op de wanden. Het gebruiken van een hijskraan past natuurlijk niet bij de visie van Compoze. Dus in de volgende versie dienen de klikkers vervangen te worden door een verbinding die bij het horizontaal plaatsen van de blokken wel direct kan helpen om kracht uit te oefenen om de constructie zo strak en recht mogelijk te houden. Verder concludeer ik n.a.v. deze analyse dat versie 3 uit teveel onderdelen bestaat, die vervaardigd zijn uit dure materialen waarvoor dure matrijzen nodig zijn. Dus de investeringskosten voor deze versie zijn naar verwachting heel hoog. N.a.v. de materialenkostprijsberekening (zie tabel 2) zou dit een hele dure blok worden vergeleken met de kalkzandsteen die nu voor €1,30 op de markt wordt verkocht (afb. 3) terwijl een Compoze blok geschat wordt €20,10 te gaan kosten alleen aan materiaal.

67

1

1000

Thermal conductivity (W/m.°C)

materialen onder 1 euro 100

metaal

10

beton

Aerated concrete

1

0.1

Concrete (insulating lightweight)

hout

0.01 0.01

0.1

1

Price (EUR/kg)

10

100

10

100

2 Concrete (insulating lightweight)

Density (kg/m^3)

10000

1000

Aerated concrete 100

10

0.01

3

0.1

1

Price (EUR/kg)

4

Materiaal- en productiekeuze analyse Uit de eerdere analyse kwam duidelijk naar voren dat naar een materiaal gezocht moest worden dat goedkoop was in aankoop en het produceren, dat daarnaast een hoge isolatiewaarde (Rw) heeft. Hiermee zou ik dus het isolatie onderdeel kunnen vervangen omdat het materiaal van het kernonderdeel zelf de draagfunctie en de isolerende functie zou kunnen vervullen. Aangezien ik op zoek zal gaan naar een manier om metalen zodanig te integreren in het ontwerp dat de trekspanningen afzonderlijk er doorheen geleid kunnen worden, is het dus niet noodzakelijk dat het materiaal goed tegen trek kan, maar het moet wel goed kunnen tegen druk. Om te achterhalen welke materiaal hier het beste voor is, liet ik door de CES software een grafiek genereren om een beeld te krijgen van waar alle materialen komen te staan, als ik op de X-as de prijs zet tegenover de Y-as die de isolatiewaarde van de materialen aangeeft. De gezochte oplossing werd hierdoor direct zichtbaar (afb. 1); om kosten te reduceren moest ik mij beperken tot het gebruik van de materiaalgroepen beton, metalen en hout. Verder liet ik ook een andere grafiek generen met deze keer de prijs (X-as) tegenover het soortelijk gewicht en zoals te zien in afb. 2 kwamen Aerated concrete (genaamd cellenbeton) en Concrete (insulating lightweight) uit als de beste materialen bij deze analyse. Dus de beste combinatie voor de Compoze blokken lijkt mij een combinatie van lichtgewicht beton en goedkoop sterk metaal. Maar als ik met lichtgewicht beton wil gaan werken, is hiervoor nog steeds een matrijs nodig. De matrijs zal wel vele malen goedkoper gemaakt kunnen worden (afb. 3) omdat er geen behoefte is aan hoge drukken, koel kanalen ect. Anderzijds zullen er veel meer matrijzen nodig zijn voor massaproductie, aangezien beton veel meer tijd inneemt om te drogen. Deze hoeveelheid matrijzen en de hoeveelheid plekken die elke matrijs zal innemen kunnen uiteindelijk toch voor hoge investeringen zorgen. Hierdoor heb ik de materiaalgroep “houten” ook mee moeten nemen in mijn overwegingen. Het minpunt is dat hout niet gegoten kan worden, vaak wordt het als balk geleverd en dit zou betekenen dat de vorm die ik tot nu toe bedacht heb, eruit gefreesd zou moeten worden (afb. 4). Frezen is een productiewijze die zeker niet de snelste en ook niet de goedkoopste is. Dus het liefst dient de vorm van de Compoze blokken een vorm te zijn die wel uit gesneden lagen plaatmaterialen kan worden opgebouwd. De verwachting is dat er dan veel goedkoper geproduceerd kan worden als voor de productie geen frezen gebruikt hoeven te worden, maar alleen snijden en/of gieten. Hierdoor verwacht ik dat de Compoze blokken een betere kans maken de concurrentie aan te gaan met de huidige bouwmethodes.

69

1

2

wijdere buis

3

4

smallere buis

5

6 scheurlijn

houten lagen verkomen scheur in beton

8

7

1.

uitwendige wapeningen vermijden scheef staan bij horizontale plaatsing

uitwendige wapeningen

2.

vezelafstand is nu veel groter

uitwendige wapeningen

bout

3.

trekspanningen worden alleen door de uitwendige wapeningen geleid

Concept zero versie 4 Nadere studie van de vorm van de Compoze blokken leidde tot de ontdekking van het patroon dat te zien is in afb. 1. Het viel op dat elke uitstekende profiel in het verlengde stond van een gelijk gevormde holte aan de bovenkant die net wat tiende millimeters wijder is. Deze bevinding bracht mij op het idee om gebruik te maken van extrusie profielen die aan een kant wijder zijn gemaakt, zodat de profielen steeds in elkaar geschoven kunnen worden zoals afgebeeld bij afb. 2. De bedoeling was dus om deze profielen in een goedkope matrijs te leggen en lichtgewicht beton hierover te gieten. Hierdoor zou men het opbouw krijgen afgebeeld in afb. 3. Later kwam ik erachter dat het niet eens relevant was voor de functie dat de extrusie profielen als een zeshoek (honingraad) gevormd moesten worden, maar dat het ook een andere holle vorm kon zijn. Gezien de kosten koos ik om gebruik te maken van een holle vorm die al veel op de markt voorkomt (afb. 4). Het leek mij ideaal dat deze buizen direct op de markt gehaald konden worden en slechts op maat gesneden moesten worden om ze in de matrijs te plaatsen. De buizen moesten echter ook aan één kant wijder gemaakt worden wat een extra productieproces is en dus meer kosten inhoudt. Ik kwam erachter dat als aan een kant van de ruit een dikkere buis wordt geplaatst en aan de andere kant een smallere buis, het niet noodzakelijk zou zijn om de buizen aan een kant te verbreden. Een verdere versimpeling leidde tot het gebruik van één buis aan elke zijde in plaats van drie aan elke kant (afb. 5) en om te voorkomen dat bij de puntbelasting van een blok dit zou kunnen breken, bedacht ik om aan de onderkant een houten laag te integreren die ervoor moet zorgen dat er minder trekspanningen optreden in het lichtgewicht beton. Dit beton kan namelijk veel slechter omgaan hiermee (afb. 6). Als laatst kwam ik op het idee om gebruik te maken van metaal gegoten onderdelen die als uitwendige wapening moesten dienen zoals te zien is in afb. 7. Met deze uitwendige wapeningen wilde ik bereiken dat als een blok horizontaal wordt geplaatst, door het aandraaien van de bouten de uitwendige wapeningen van het ene blok aan die van de andere blokken zullen verbinden. Mijn verwachting was dat deze verbinding ging zorgen voor drie dingen, namelijk : 1. de blokken gaan hierdoor niet scheef hangen bij horizontale plaatsing; 2. de uiterste vezelafstanden worden hierdoor groter, met als voordeel dat de spanningen lager zullen zijn; 3. de trekspanningen zullen volledig geleid worden door de metalen buizen en de uitstekende profielen en laten alleen de drukspanningen over aan het lichtgewicht beton.

71

1

2

4

5

3

Concept zero versie 4 assemblage uitleg Zoals eerder is uitgelegd, is het Concept zero versie 4 opgebouwd uit de volgende onderdelen en assemblage stappen. Bij afb. 1 is te zien hoe de twee metalen uitwendige wapeningen eerst onderste boven geplaatst moeten worden. Vervolgens word een metaalplaat er overheen geplaatst, voorzien van vele kleine gaatjes. Hierna komen er twee houten lagen bovenop, eerst de ene met een grote holte en vervolgens de massieve. Daar bovenop komen dan de twee metalen buizen op hun plek. Nu dat de sandwich klaar is, wordt deze in een tweedelige matrijs geplaatst die aan de bovenkant open is. Alles ligt nu op hun plek en het lichtgewicht beton mag eroverheen gestort worden. Na verharding van het lichtgewicht beton, komt een Compoze blok eruit te zien zoals in afb. 2. De uitwendige metaalstukken kunnen niet meer naar buiten getrokken worden doordat het beton er tussen kwam te zitten. Hierdoor klemt de uitwendige wapening de metalen laag en de twee lagen hout vast aan de rest van de constructie, zie doorsnee afb. 3. Verder heb ik de bedekplaatsteun verwerkt aan de bovenkant van de uitwendige wapening als een geïntegreerde loodrecht vlakte. Als afb. 4 wordt bekeken, ziet men hoe, na de legging van de installaties in beide richtingen, een houten plaat over de bedekplaatsteun (de loodrechte vlak) kan worden geschoven. Eenmaal alle platen eroverheen zijn geschoven, wordt net als bij Concept zero versie 3, een soort houten skeletbouw effect gecreëerd kant-en-klaar voor het leggen van gips bedekplaten (afb. 5).

73

1 zandgiet matrijs

deelnaad

2

3

5

4

6

Concept zero versie 4 onderdelen productie uitleg Zoals is te zien, bestaat de uitwendige wapening uit twee helften die eigenlijk tot een geheel gemaakt kunnen worden. Doordat ik echter gebruik wilde maken van de zogenaamde Ferro metalen, was gieten de enige methode om deze materialen te verwerken en aangezien zandgieten de goedkoopste wijze is hiervoor moest ik dit onderdeel in het midden verdelen. Hierdoor kan ik dus elk deel vervaardigen met een tweedelige matrijs met de deelnaad aangegeven met rood bij afb.1. De houten lagen samen met de metaalplaat zijn allemaal gesneden d.m.v. waterstraal snijtechniek of lasersnijden. Ook de holle buizen moeten gesneden worden d.m.v. waterstraal snijtechniek zodat deze voorzien kunnen worden van de rechthoekige holtes waar de voeten van de uitwendige wapeningen doorheen kunnen. Wat de houtenplaat betreft die over de gebogen steun geschoven moet worden, is het de bedoeling dat deze opgebouwd wordt uit 3 lagen hout (afb. 3) die later aan elkaar verbonden worden d.m.v. lijm. Tevens kan deze vorm ook vervaardigd worden uit andere materialen zoals spuitgegoten plastic (afb. 4), gegoten harscomposiet of gefreesde blok hout. De matrijs die afgebeeld is bij afb. 5 kan op verschillende wijzen geproduceerd worden en van verschillenden materialen. Mijn keuze was om deze matrijs te maken van spuitgegoten aluminium. Dit voornamelijk omdat er veel matrijzen nodig zijn die op elkaar gestapeld dienen te worden zodat het beton tijd kan krijgen om vast te drogen. Verder laat afb. 6 een voorbeeld zien van hoe het stapelen van deze matrijzen eruit zou zien.

75

max toegestaan dikte vanwege uitwendige wapening

1

2 7

type

9

type

Uitwendige wapening met een klep aan beide zijden maakt de max toegestaan dikte van het blok nog kleiner. De wapening moet dus demonteerbaar worden of de dikte van het blok moet er omheen zie afb 6.

3

twee nieuwe blokken vanwege verdikking langs de raamholte

9

type

mooiste afwerking van de hoeken bij toepassen van max toegestaan dikte

zo ziet de afwerking van de hoeken eruit als de blokken dikker zijn dan wat max is toegestaan

4

overal verdikking om extra introduceren van extra type type blokken te verkomen, blokken voor het dak, maakt dat afwerking van hoek er zo uitziet betekent een gat in de hoeken

5

16

type

als alle hoeken als een aparte blok gemaakt worden, leidt dit tot een totaal van 16 type blokken, onbeperkt in de dikte

Mogelijke oplossing voor een onbeperkte dikte, indien uitwendige wapening onmisbaar is in de hoeken, is door een gleuf aan te brengen waar de uitwendige wapening verwacht wordt uit te steken. Hierdoor dien dus de uitwendige wapening geen uitstekende kleppen te bevatten.

gleuf

Concept zero versie 4 huisvorming analyse Bij deze analyse ging ik proberen een gedeelte van een huis met de blokken uit de 4de versie te vormen om te ontdekken wat er allemaal mis kon gaan. Om een rechthoekig huis met Compoze blokken te maken, zitten de kritische punten in de hoeken waar de wanden met elkaar worden verbonden. Ik kwam tot de ontdekking dat, nu de wapening aan de buitenkant zit en geïntegreerd is met de bedekplaatsteun die haaks erop zit, er plotseling beperkte ruimte over is om de dikte van het blok te bepalen. Bij het hoofdstuk “daksluiting analyse” bleek dat het niet uitmaakte hoe dik het blok was, het kon altijd goed dicht gekregen worden. Nu het blok echter een uitstekende deel heeft, staat dit in de weg als de wanden haaks op elkaar komen te staan, zoals afgebeeld is met afb. 1. De uitstekende wapening zorgde niet alleen dat er beperkte ruimte overbleef voor de dikte van de Compoze blokken, maar zorgde ook dat het aantal type blokken verhoogd werd naar 9 blokken in plaats van 7. Nu ik de wand 3D heb opgesteld merkte ik namelijk dat niet meer hetzelfde blok voor de randen weer bij de raam-/deurholtes gebruikt kan worden. Hierdoor komen er 2 nieuwe blokken bij (afb. 2). Aangezien isolatie ook een belangrijke eis is in het ontwerpen van de Compoze blokken, speelt de dikte van de blokken een belangrijke rol. Als ik echter de uitstekende wapening hanteer als de grens van waar de wand maximaal naar binnen mag komen en als de blokken voor de rest verdikt worden zoals afgebeeld is bij afb. 3.2, krijg ik te maken met een achteruitgang in de afwerking van de hoeken doordat er enkele vreemde hoeken zullen gaan ontstaan. Indien ik beslis om de randblokken bij de dak te vervormen zodat de hoeken weggewerkt worden (afb. 3.3), behoud ik toch een kleine vreemde hoek. Deze hoek is esthetisch gezien niet zo mooi en tevens komen er weer twee extra blokken bij. Hierdoor besloot ik om alle randblokken te vervormen zodat geen extra blokken erbij moesten komen. Ik kreeg dan te maken met een holte zoals te zien is bij afb.3.4. De enige oplossing is door de hoeken als één geheel te gaan gieten wat 16 type blokken in totaal gaat opleveren om een mooie afwerking te krijgen zoals afgebeeld is bij afb. 3.1 (afb. 4). Mijn conclusie van deze analyse is dat de bedekplaatsteun afgehaald moet worden van de uitwendige wapeningen. Hierdoor kan ik bij een benodigde verdikking van de Compoze blokken een gleuf integreren in de blokken, voor het geval dat de uitwendige wapening niet weg te laten is. Door het aanbrengen van een gleuf in de benodigde dikte van de Compoze blokken kan de uitstekende wapening van het andere blok precies overgeslagen worden (afb. 5). Op deze manier los ik het probleem op zonder extra blokken toe te voegen aan de bekende 9 type blokken per wand.

77

Belasting = 3000 kg/m2 Oppervlakte = 0,3 x 2,45 = 0,73 m2 Druk = 3000 x 10 (zwaartekracht ) x 0,73= 21900 N Kracht = 21900 N / 2,45 m= 8939 N/m

2450mm

1 300mm

F(R)= 2,45 x 8939 N = 21900 N

2450mm 130mm

1050mm

q = 8939N/m

133 245

F(A) = ( F(R) / 2 ) = 10950 N

F(A)

∑ MA = 0 = Fv x 590 - FD x 66,5 - FT x 112 ∑ MA = 0 = 9386 x 590 - FD x 66,5 - FT x 112

F(v)= 1,05 x 8939 N = 9386 N 525mm

525mm

F(Druk)

A

66,5

B

1050 + 65mm

F(A) 15 mm

oppervlakte bout A = π x R2 A = π x152 A = 176,7 mm2

179mm

112

∑ MB = 0 = FA x 1115 - Fv x 525 - FD x 179 ∑ MB = 0 = 10950 x 1115 - 9386 x 525 - FD x 179 FD = (7281600) / 179 FD = 40679,3 N FT = (Fv x 590 - FD x 66,5) / 112 FT = ((9386 x 590) - (40679,3 x 66,5)) / 112 FT = 25290,7 N

F(Trek)

300mm

Trekspanning in de bout = FT / A Trekspanning = 25290,7 / 176,7 =143,1 N/mm2 of MPa

Drukspanningen in het beton = FD / B Drukspanning = 40679,3/ 39900 =1,01 N/mm2 of MPa

2

3 extra balk aan achterkant toegevoegd

4

B=LxB B = 300 x 133 B = 39900 mm2

133 mm

druk zone trek zone metalen buizen lopen in de druk zone, en dragen weinig bij

in beide gevalen is schuiving niet mogelijk

Kracht analyses Versie 4 had eindelijk het gevoel van slagen gewekt bij meerdere krachtspecialisten, dat het blok sterk genoeg zou kunnen zijn om de vloeren in stukjes mee te bouwen. De grove handberekening hiernaast was dus bedoeld om te analyseren of het vermoeden van deze specialisten wel klopte. Zoals het te zien is bij de handberekening hiernaast zullen de trekspanningen die in de bout gaan optreden rond 144 MPa bedragen als een balk opgebouwd uit Compoze blokken belast wordt met een gelijke verdeelde druk van 3000 kg per m2. Wat de drukspanning betreft, bedraagt deze 1,01 MPa indien de drukoppervlakte dezelfde blijft zoals bij fig. 1 rechts onderaan. Deze resultaten geven grof aan dat de bout een spanning van 144MPa zou moeten weerstaan, terwijl de M25 bout eigenlijk in staat is een trekspanning aan te kunnen van rond de 700 MPa. Tevens is het lichtgewicht beton in staat om een druk aan te kunnen rond 4MPa terwijl bij deze constructie alleen 1,01MPa aan drukspanning zal optreden. Deze bevindingen hebben mij geleid tot de volgende conclusies: 1. de constructie is inderdaad sterk genoeg; 2. gezien wat de bout en het lichtgewicht beton aan kunnen, zou de overspanning bij een belasting van 3000kg per m2 veel langer kunnen zijn dan alleen 2,45 m; 3. volgens het bouwbesluit zou een vloer van een huis berekend moeten worden met een belasting van rond de 800kg per m2 in plaats van hetgeen dat ik gebruikt heb van 3000kg per m2. Dit betekent dus dat de overspanning weer veel langer had kunnen zijn of dat het allemaal wat dunner en lichter geconstrueerd mag worden. De verkeerde aanname in deze handberekening was dat ik ervan uit was gegaan dat de blokken recht tegen elkaar zouden drukken aan de bovenkant, maar dit komt niet helemaal overeen met de werkelijkheid. In feite drukken deze vlakken schuin tegen elkaar aan en zullen daardoor zeker krachten met ongewenste richtingen tot gevolg hebben. Hierdoor is het van groot belang dat in de volgende versie een balk verwerkt wordt aan de boven-/buitenkant van de blokken (afb. 2). Zo kan voorkomen worden dat er krachten zullen optreden in ongewenste richtingen. Verder leek het alsof de buizen ook weinig nut hebben in deze constructie. Alles wat deze eigenlijk doen, is ervoor zorgen dat de krachten met ongewenste richtingen gedeeltelijk opgevangen worden, maar dat doet de uitwendige wapening eigenlijk ook (afb. 3). Dus als er vervolgens gezorgd kan worden dat er geen krachten met ongewenste richtingen zullen optreden in de blokken zal het nut van deze buizen volledig wegvallen, omdat deze buizen verder ook geen druk of trekkrachten opvangen en hun ligging in het midden van de constructie ook niet ideaal is om de grootste spanningen tegen te gaan (afb. 4).

79

1

extra balk aan achterkant toegevoegd

extra balk aan achterkant maakt schuiving onmogelijk

2

3

gleuf oplossing

wapening demonteren oplossing

extra dikte

extra dikte

of max toegestaan dikte vanwege uitwendige wapening

4

VS zandgiet matrijs

deelnaad

productie is goedkoper en sneller

Concept zero versie 4 analyse Versie 4 was vele malen een verbetering op de eerdere versies van de Compoze blokken, maar zoals in de vorige analyses al naar voren is gekomen, zijn er nogal wat verbeterpunten die verwerkt moeten worden in de volgende versie van de Compoze blokken. Ten eerste is het al bekend dat er met gesneden plaatmateriaal gewerkt moet gaan worden in plaats van het gieten van lichtgewicht beton. Deze verbetering moet namelijk zorgen voor een snellere productie van een blok zonder de behoefte van een matrijs en lange droogtijden. Verder bleek uit de “krachten analyse” dat er een balk met rechte vlakken verwerkt moest worden in de buitenste laag van de blokken. Deze balk is bedoeld om de drukspanningen in een rechte lijn over te dragen tijdens buiging in de vloer en om te voorkomen dat de blokken langs elkaar gaan schuiven wegens hun schuine kanten (fig. 1). Daarnaast maakt het gebruik van een balk met rechte drukvlakken de aanwezigheid van twee holle buizen volledig zinloos. Deze kunnen dus beter weggelaten worden in de volgende verbeterde versie. Uit de “concept zero versie 4 huisvorming analyse” is duidelijk geworden dat de uitwendige wapeningen die uit de Compoze blokken steken een ongewenste begrenzing vormen voor de dikte van de blokken (fig. 2). De twee mogelijke oplossingen voor deze begrenzing bleken: 1. een gleuf aan te brengen in de vervolg versie van Compoze blokken die precies valt waar de wapeningen uitsteken, waardoor de dikte van de Compoze blokken onbegrensd blijven ondanks dat de wapeningen uitsteken(fig. 3); 2. de uitwendige wapening te integreren als een los onderdeel dat snel gedemonteerd kan worden op de plekken waar het niet echt nodig zal zijn (vooral in de wanden). Verder bleek het ook goedkoper om de uitwendige wapening te vervaardigen door een holle buis te lassen op een uitgesneden metalen plaat in plaats van zandgieten (afb. 4). Zandgieten is namelijk een traag productieproces waarvoor ook een matrijs nodig is en de producten die hier uitkomen moet allemaal alsnog handmatig bewerkt te worden. Stukken snijden en aan elkaar lassen is een productieproces dat veel beter geautomatiseerd kan worden waardoor de snelheid hoger is en de prijs per stuk lager. Wat de installatie montageplaat betreft, die nu keihard vastzit in de versie 4, is dit weer zo’n onderdeel dat niet perse overal nodig is. Hierdoor is het beter dat in de volgende versie de installatie montageplaat op een meer demontabele manier geïntegreerd wordt in de Compoze blokken voor het geval dat het beter is om dit onderdeel weg te laten.

81

1

4.1

2

3

4.2

5.1

5.2

6

7.1

4.3

7.2

Concept zero versie 5 Deze 5de versie kan beschouwd worden als de eindversie van dit ontwerptraject. Deze versie bevat namelijk geen nieuwe functionaliteiten, maar wel hoe de verschillende verbeterpunten voor elk onderdeel verwerkt zijn. Ten eerste is het blok van versie 5 volledig opgebouwd uit gesneden plaat materiaal in plaats van een gegoten beton (afb. 1). Mijn keuze ging uit naar hout als plaatmateriaal, omdat het een materiaal is dat goed tegen trek en druk kan, het de goedkoopste en lichtste is van alle bekende plaatmaterialen. Verder bevinden zich in deze versie geen enkel onderdeel dat niet demonteerbaar is (afb. 2). Een ander verbeterpunt is de dikke balk die de laatste laag is in de samenstelling. Deze balk zorgt ervoor dat de blokken niet langs elkaar gaan schuiven als ze tegen elkaar worden gedrukt. De uitwendige wapeningen zijn in deze versie geen gietdelen meer, maar zoals te zien in afb. 3, een holle buis die gelast is boven een uitgesneden metaalplaat. In de lagen met een ruitvorm zijn er bepaalde gaten zodanig aangebracht dat deze een inkeping vormen voor het plaatsen van de uitwendige wapeningen en de installatie montageplaat (zie afb. 4). Als laatst wordt deze hele samenstelling van de houten lagen, de uitwendige wapeningen en de installatie montageplaat aan elkaar verbonden d.m.v. twee bouten met een carrosserie ring (afb. 4.3). Verder kan op de installatie montageplaat de bedekplaatsteun vastgezet worden door de poten hiervan in de grote gaten (zie afb. 5 gearceerd met rood) te drukken en dan naar de kant van het smallere gat te schuiven. Hierdoor komt de installatie montageplaat net tussen de gleuf van de bedekplaatsteun te zitten waardoor deze geborgd wordt. Als een wand eenmaal gevormd is met deze versie 5 Compoze blokken krijgt men een beeld te zien voor de binnenkant zoals afgebeeld is bij afb. 6. Voor de uitstraling van de buitenkant zie afb. 7.1. Deze uitstraling is het gevolg van het gebruik van de balk als de laatste laag. Deze balk zorgt er dus niet alleen voor dat de blokken niet langs elkaar gaan schuiven wanneer de blokken tegen elkaar gaan drukken, maar heeft als extra voordeel dat de belevenis van de buiten uitstraling van het gebouw niet veel verandert t.o.v. wat men nu al gewend is. Er kunnen trouwens ook allerlei gevels op gemonteerd worden waardoor de buiten afwerking direct ook klaar is als een blok correct wordt geplaatst (afb. 7.2).

83

2

1

laserstraal

houtplaat hoek blijft taps

houtplaat

3

Maat wordt 0,15 mm kleiner

4

5 niet goed gelijnd

niet goed gelijnd

6 naad is dicht

naad is open Bout aanspannen naad wordt wijder/ open

7

tussenplaat van 1mm zorgt voor te grote speling

foto prototypen

lijmdikte zorg voor speling van 0,25 mm

Prototype bouw en analyse Voor deze 5de versie heb ik ook wat prototypes gemaakt, maar deze keer met een schaal 1:2. De reden voor deze schaal zijn de kosten en de bedoeling was om al de toegekende productiemethoden/ -stappen te doorlopen. Hierdoor verwachtte ik een beter beeld te krijgen van alles wat mis kon gaan tijdens productie en hun invloeden op de functionaliteiten van de blokken. De verschillende houten lagen werden met het lazersnijmachine uitgesneden (afb. 1). Bij deze productietechniek werd een v straal gebruikt om het materiaal te snijden en werd altijd precies aan de binnenkant van de aangegeven maat met de lazer langsgegaan. Dit had als gevolg dat elk uitgesneden onderdeel aan een kant taps was en dat alle buiten maten 0,15 mm kleiner uitkwamen dan het de bedoeling was (fig. 2). Deze constatering had verder niet veel invloed op de functionaliteit van het blok behalve dat de naden net wat zichtbaarder werden. De uitwendige wapeningen werden ook gemaakt van een 4mm dikke metaalplaat die lasergesneden werd en daarna gelast aan een holle cilinder buis (afb. 3). Ondanks alle voorzichtigheid van de laser, kwamen er toch twee onnauwkeurigheden voor bij deze onderdelen die wel invloed hadden op de functionaliteit van de blokken. Het hart van de cilinder was niet altijd in het midden van de metaalplaat (afb. 4), waardoor de twee cilinders niet altijd precies op elkaar vielen, als de blokken in elkaar werden geschoven. Daarnaast kwamen de rechte vlak van de cilinder en die van het metaalplaat onderdeel niet vlak op elkaar uit (afb. 5). Dit zorgde ervoor dat er een hoek ontstond in de uitwendige wapening, als men de bout ging aanspannen, waardoor het hele blok scheef in elkaar ging hangen met als gevolg dat er een grotere naad ging ontstaan (fig. 6). Deze overdreven scheefheid kwam gedeeltelijk ook doordat de spatie die ik hanteerde tussen de tandverbindingen ook 1 mm aan beide kanten was, dus in totaal een spatie van 2mm. Hierdoor was de tandverbinding ook weinig in staat om zulke bewegingen op te vangen (fig. 7).

85

Na 3mm af te frezen prefecte rechte vlak

1

2

door zachtheid hout kunnen wapeningen een beetje schuins bewegen

ogd

m verho

m extra 3

3

4

5

gebruik maken van alleen lijmdikte zorg voor speling van 0,25 mm

6

7

hoe strakker de bout wordt vastgedraaid hoe schuiner de wapeningen gaan zitten

bout en ring bevestigen de wapening en montage op het blok, pulseren bij vastdraaien is niet nodig wapening trek toch niet schuins

Prototype oplossingen Voor het probleem van de vlak die niet goed recht was, werd aan de metaalplaat een extra dikte van 3mm toegevoegd. Tevens werd de lengte van de cilinder verlengd met 3 mm. Als deze twee onderdelen nu aan elkaar gelast werden leek het alsof er een extra verdikking van 3mm was (afb. 1). Vervolgens moest deze 3mm weer afgehaald worden d.m.v. een freesmachine: de benodigde vlakte zou dan helemaal recht zijn. Met betrekking tot het probleem van de harten van de cilinders die niet goed op elkaar vielen, maakte ik misbruik van de zachtheid van het hout om de metalen wapeningen een beetje aan de zijkant te duwen zodat de harten wel goed op elkaar konden vallen (afb. 2). Verder heb ik de verschillende lagen aan elkaar gelijmd, zodat de kern van het blok in stand kon blijven indien de rest van de onderdelen afgehaald moesten worden (afb. 3). Hierdoor ben ik erachter gekomen dat het niet nodig was om een hele tussenplaat te gebruiken om spatie te creëren tussen de tandverbindingen. De lijmdikte, die ongeveer 0,25mm aan beide kanten bedroeg, was meer dan genoeg zodat de tanden zonder veel moeite in elkaar konden worden geschoven (fig. 4). Tevens werden de uitwendige wapeningen tot één geheel gemaakt (afb. 5). Het was namelijk lastig om te schatten hoe strak ik de bout kon aandraaien voordat de hele halve wapening scheef ging zitten (fig. 6). De verbetering van dit probleem leidde ertoe dat de bout, die de wapening en de installatie montageplaat aan het blok verbind, wat hoger geplaatst moest worden zoals te zien is bij afb. 7.

87

1

onderdeel

volume

materiaal

m3

soortelijk gewicht

kg/m3

gewicht

kg

prijs/ kg

kosten

€

€

2 x wapeningen

metaal

7800

3,9

0,5

1,95

0,0002

metaal

7800

1,56

0,5

0,78

0,000009

metaal

7800

0,07

0,5

0,04

hout

750

0,5

0,75

0,0005 metalen rooster

M8 bout en afstandbuis

2x bedekplaatsteun

0,0021

1,5

te duur

0,02

hout

Compoze

€ 11,02

15 22,03

totaal

(geschatte materiaalkosten)

750

zo zien de 2uitsparingen eruit die

elk blok moet bevatten zodat de wapeningen en de montageplaat hierop kunnen

VS

kalkzandsteen

€ 1,30


0,5

7,5 11,02

Concept zero versie 5 kostprijs analyse Het figuur hiernaast (fig. 1) geeft in een tabel alle onderdelen weer die voorkomen in deze concept zero versie 5. Voor elk onderdeel werd een materiaal toegekend zodat ik het gewicht en de materiaalkosten kon schatten aan de hand van het volume dat ik uit Solidworks kon lezen. Het soortelijke gewicht en prijs per kilogram werden genomen uit de schattingen die te verkregen waren op het internet en de software CES Edupack. Gezien deze tabel bedoeld is om te achterhalen of deze versie van Compoze blokken inderdaad goedkoper was geworden, nam ik telkens een zo hoog mogelijk getal van de marge waarin men de prijs of soortelijk gewicht van de verschillende materialen schatte. Hierdoor kon ik een beter gevoel krijgen dat de prijzen maximaal zijn geschat en in realiteit alleen maar zouden meevallen. Verder kon ik op deze manier ook een beter beeld krijgen welke onderdelen nog steeds een grote last zouden leggen op de prijs. Zoals te zien in de tabel hiernaast (fig. 1), zijn de verschillende houten onderdelen de voornaamste reden voor de hoogte van de prijs van de blokken. De keuze voor hout was gemaakt zodat de blokken veel sneller geproduceerd konden worden en in tegenstelling tot beton, heeft hout geen matrijs nodig. Gezien de hoogte van de geschatte materiaalkosten voor hout, is het toch beter dat de blokken vervaardigd worden van lichtgewicht beton dat veel goedkoper is in aankoop en een veel betere isolatiewaarde heeft dan hout. Gezien alle onderdelen demonteerbaar moeten zijn in dit concept, dient bij het gieten een uitsparing gemaakt te worden voor het plaatsen van de uitwendige wapeningen en installatie montageplaat (afb. 2). Dit kan namelijk op twee manieren: 1. de twee stukken wapening en de installatie montageplaat kunnen voorzien worden van een waterwerende laag en kunnen vervolgens samen met het lichtgewicht beton gegoten worden in een maal. Hierdoor komen deze onderdelen, na het drogen van het lichtgewicht beton, niet vast te zitten in het beton en kunnen dus weer afgehaald worden en laten zo de benodigde uitsparing achter(afb. 2); 2. het blok wordt eerst afzonderlijk gegoten en eenmaal het helemaal uitgedroogd is, worden de benodigde uitsparingen op maat uitgefreesd.

89

1.1

8000 N/m2

7 meter

De vloer opgebouwd uit Compoze blokken hierboven werd ingeklemd met een fix inklemming, en de dikte van de blokken (vloer) is 130mm.

1.2

1 MPa

8000 N/m2

Wat met een kleur is aan gegeven binnen de contour van de vloer hierboven, geeft aan waar de spanningen zullen zijn die 4MPa zijn of groter.

1.3

4 MPa

8000 N/m2

9 MPa

Dit beeld geeft weer dat er heel weinig plekken in de vloer zullen zijn waar spanningen van 9MPa of groter zullen optreden en de enige die er zijn, bevinden zich allemaal in de metalen onderdelen die tegen veel meer kunnen. Dus als het beton waarvan de blokken zijn gemaakt meer dan 9MPa kan weerstaan, zou deze vloer sterk genoeg zijn.

1.4

Rood geeft aan waar het meest gaat doorzakken, en hoeveel dat zal zijn

8000 N/m2

1.5

8000 N/m2

7 meter

De blokken werden vanaf nu verdikt tot een dikte van 250 mm en het beeld hierboven weergeeft waar de spanningen groter dan 0,5 MPa zullen zijn.

0,5 MPa

1.6 1 MPa

1.7 Vanaf een spanning van 2MPa zijn er heel weinig plekken meer zichtbaar, waar spanningen van 2MPa of groter zullen optreden. Gezien deze resultaten lijkt het wel mogelijk om lichtgewicht beton te gebruiken omdat dit varieert in druksterkte vanaf 1 MPa tot 9 MPa.

2 MPa

1.8 3 MPa

1.9 Blijkbaar bij 5 MPa is er nog steeds wat spanningen te zien in de blokken, dus de keuze moet zeker gaan voor een beton dat tegen meer dan 5 MPa kan.

5 MPa

91

1.10

Rood geeft aan waar het meest gaat doorzakken, en hoeveel dat zal zijn

3 5000

als je de doorzakking overdreven zal weergeven, zal het zo eruit gaan zien Density (kg/m^3)

2

Concrete (high performance)

High volume fly ash concrete

2000

Concrete (structural lightweight)

1000

Concrete (insulating lightweight) Aerated concrete 500

0.02

0.05

0.1

0.2

Price (EUR/kg)

0.5

4

de buiging van het dak zal anders eruit gaan zien omdat het niet ingeklemd staat tussen twee wanden zoals bij een verdiepings vloer

Compressive strength (MPa)

Door deze twee grafieken te vergelijken lijkt het mogelijk een lichtgewicht beton te vinden dat tegen meer dan 5 MPa kan en tegelijkertijd een soortelijk gewicht heeft onder de 1000kg/m3.

100

8000 N/m2

High volume fly ash concrete

Concrete (structural lightweight)

10

Concrete (insulating lightweight)

Aerated concrete 1

Asphalt concrete

0.02

0.05

0.1

0.2

Price (EUR/kg)

0.5

Krachten analyse concept zero versie 5 De foto’s hiernaast laten de verschillende simulaties zien die ik met Solidworks gemaakt heb om de plaatsen aan te wijzen waar de verwachte spanningen in de vloer zullen optreden (afb. 1 t/m 1.10). Deze simulaties zijn gebaseerd op een overspanning van 7m lang en werden belast met een gelijkmatige verdeelde belasting van 800kg/m2 of 8000N/m2. Gezien ik bewust ben dat dit een simulatie is en dus geen rekening wordt gehouden met alle variabelen die een rol gaan spelen, wilde ik deze alleen gebruiken om te kijken of er een manier was om de spanningen in het betondeel tolereerbaar te maken. Het is namelijk zo dat er zeer vage informatie te vinden is over verschillende lichtgewicht beton. Van de Ytong blokken (een hardere soort cellenbeton) bleek dat deze een druksterkte kunnen hebben van rond de 4 à 5MPa (afb. 2). Volgens de grafiek van CES bleek ook dat lichtgewicht betonen inderdaad variëren tussen de 1 à 9 MPa qua druksterkte (afb. 3). Mijns inziens zijn deze sterkten een beetje aan de zwakke kant en d.m.v. deze simulaties analyseer ik de mogelijkheden om de spanningen lager dan 2 MPa te krijgen in de blokken als deze gebruikt worden als vloer. Bij de verschillende simulaties is te zien dat ik van een fix inklemming uit ben gegaan. Deze vorm van inklemming was volgens mij de enige die het meest overeenkwam met de echte situatie. Fig. 4 geeft een doorsnede weer van een verdiepingenhuis en van welke vloer naar verwachting belast zal worden met 800 kg/m2 en die zijn kromme buiglijn tijdens buiging het meest overeenkomen met de kromme buiglijn van de simulaties hiernaast. Dit betekent niet dat ik ervan uitga dat het dak niet belast zal worden met 800kg/m2 of zelf meer, maar het dak wordt anders gelegd en buigt hierdoor ook anders dan wat deze simulaties weergeven (fig. 4). De conclusie die ik hieruit heb kunnen trekken is, dat als ik het betondeel dikker maak of de metaalstukken langer maak (dus deze gaan nog verder uitsteken uit het blok), de kans groot is om de spanningen lager dan 2 MPa te krijgen in de blokken. Het liefst gebruik ik echter gewoon beton dat tegen veel meer kan zodat het blok niet te dik hoeft te worden waardoor het niet meer te dragen is. Anders zal het metaal langer gemaakt moeten worden wat veel meer per extra gewicht gaat kosten dan het beton.

93

1

CU

C

CL

kiertjes aan de bovenkant blijven ongestoord in contact met buiten lucht en dienen dus gevuld te worden

CR

fundering

CD

CB (basis)

kiertjes aan de onderkant worden verstoord doordat kiertjes van CB vlak worden gevuld

2 fundering als eerste blok

CB (basis)

3 fundering

CD

als tweede laag blok hierna komen de rest boven op totdat wand af is

Huisvorming Wand Om nu een wand van een huis te vormen van Compoze blokken zijn er andere varianten nodig die afgeleid zijn van het centrale blok. Het gaat om 12 type blokken die erbij zullen komen. Zoals hiernaast is te zien, is er een linker blok genaamd CL (left) voor de afwerking van de linkerkant van de wand. Er is een rechter blok genaamd CR(right) voor de afwerking van de rechterkant van de wand. Het blok om de bovenkant van een wand af te werken is genaamd CU (up) en om de wand aan de vloer vast te maken, is het beneden blok van de wand verdeeld in twee delen, het CD (down) en het CB( basic). Zoals afb. 2 laat zien, wordt het CB als eerst op de fundering vastgeplakt met lijmcement zoals het nu ook gebeurd met andere blokken. Hierbij dienen deze eerste blokken (CB) loodrecht gemaakt te worden t.o.v. de vloer en waterpas recht gemaakt te worden t.o.v. elkaar. Bij de hoeken moet ook hetzelfde gebeuren, maar nu moet er ook goed opgelet worden dat de hoek wel 90 graden is t.o.v. elkaar. Verder dienen de kieren tussen elke blok goed gevuld te worden zodat alle basisblokken een geheel lijken te vormen. Het is essentieel dat het leggen van de basis correct wordt gedaan, zodat men in alle rust ervan uit kan gaan dat de volgende blokken zonder moeite op hun plek zullen vallen. Eenmaal de basis klaar is, wordt de CD (down) er bovenop geplaatst waardoor vervolgens de rest van de andere type blokken hier bovenop geplaatst kunnen worden (afb. 3). Doordat de kieren die bij de CB(basis) voorkomen gevuld moeten worden, staan de kieren aan de onderkant niet onverstoord in contact met de buitenlucht (met groen gearceerd afb. 1). De kieren aan de bovenkant blijven daarentegen wel ongestoord in contact met de buitenlucht en dienen dus met een bepaalde vulling bedekt te worden. Verder is dit ook het geval voor de ongestoorde kieren die zullen ontstaan wanneer de wanden haaks bij elkaar komen.

95

1 CHU

CHR

CHL CHD

2

3 onverstoorde kiertjes gearceerd in groen

4

CHU

holte voor latei is verwerkt in CHU

in de wand is de wapeningen overal misbaar behalve boven een holte

Huisvorming wandholtes Zoals bij de “huisvorming wand” is uitgelegd, heeft men te maken met een totaal van 5 verschillende blokken om een wand te vormen. In een gebouw komen er wel altijd holtes in de wanden voor die bedoeld zijn voor de ramen en deuren en om deze holtes af te werken komen er vier extra type blokken bij (afb. 1): 1. de CHL (central hole left) die de linkerkant van de holte afwerkt; 2. de CHR (central hole right) die de rechterkant van de holte afwerkt; 3. de CHD (central hole down) die de onderkant van de holte afwerkt; 4. de CHU (central hole up) die de bovenkant van de holte afwerkt. 5. Wat opmerkelijk is van deze blokken is dat ze een extra verdikking of een rand vormen rondom de holtes. Deze rand is bedoeld voor wanneer men klaar is met het leggen van alle installaties en vervolgens de wand wil gaan bedekken. Deze rand zorgt dan voor een duidelijke grens zodat de afwerking rondom de holtes netjes in elkaar overgaat. Weliswaar zorgt deze rand voor bepaalde kieren die ongestoord in verbinding staan met de buitenlucht (afb. 2 gearceerd met groen), maar deze kunnen met bepaalde vullingen gevuld worden. Voor wat de blokken boven de holte betreft, de zogenaamde CHU, dienen deze tegen de voorkomende buigspanningen te kunnen (afb. 3). Hierdoor is een holte in de vorm van de CHU aangebracht zodat er een metalen latei er tussen zou kunnen passen (afb. 4). Deze metalen latei is een T profiel die over de hele lengte van de holte past en die d.m.v. bouten aan de zijkanten van de holte wordt bevestigd. Dit is namelijk een idee waarop ik ben gekomen gezien ik bewust ben van de buigingen die boven de holte zullen gaan optreden. Maar verder is het nog niet helemaal verantwoord of dit idee inderdaad de beste oplossing is voor het voorkomende probleem. Zoals het al bekend is, kan bij deze versie van de Compoze blokken alle onderdelen gedemonteerd worden. Dit betekent dus dat de uitwendige wapening op veel plekken in de wand weg gelaten zou kunnen worden. Maar om te voorkomen dat het hele gedeelte van de wand boven de holte eraf zal vallen, dient de uitwendige wapening op de plekken, zoals te zien in afb. 3, wel aanwezig te zijn om de blokken bij elkaar te houden. Indien de latei echter een oplossing blijkt te zijn voor de bovenkant van een holte is het mogelijk dat al die wapeningen weggelaten kunnen worden.

97

1

2

3 Blokken met een dikte groter dan130 mm zijn beter isolerend, maar komen in de weg te staan van de uistekende wapeningen van de vloer die onmisbaar zijn. Hierdoor dient er dus een speciale bovenblok gemaakt te worden dat voorzien is van een gleuf waar de wapening van de vloer precies tussen past. Zo kan de wand dikker gemaakt worden zonder in de weg te komen van de wapeningen van de vloer.

4

Gleuf maakt mogelijk dat wapening ertussen kan waardoor vloer vlak op de wanden kan liggen

5

CU-F

CD-F

CU

nieuwe vorm

CU

CD

Voor de vloer moeten de CU en de CD net wat anders zijn, waardoor je dus twee nieuwe blokken krijgt. De CU-F en de CD-F

Huisvorming vloer Zoals al eerder bekend is gemaakt, is het de bedoeling dat de vloer gebouwd wordt door mankracht en met gebruik van simpele gereedschappen zoals een trap en een ratelsleutel. Ik heb al eerder een idee voorgesteld van hoe een vloer in stukjes gebouwd kan worden met Compoze blokken zonder het gebruik van dure hulpmiddelen zoals hijskranen. De bedoeling is dat men in de hoeken begint met de eerste twee blokken om daarna de vloer schuins blijven aanvullen. Zo blijft altijd een overspanning bestaan over minimaal twee wanden (afb. 1). Bij deze wijze van vloersamenstelling, blijft het nog steeds een vraagteken hoe deze samenstelling zich gaat afspelen in de praktijk. Er wordt namelijk verwacht dat de vloer door zijn eigen gewicht zal doorbuigen tijdens de samenstelling waardoor het moeilijk wordt om de vloer echt goed te assembleren. Gezien er onvoldoende financieel middelen waren, kon deze theorie helaas niet verder ontwikkeld worden dan de conclusie bij het hoofdstuk “krachten analyse versie 5”. Er zijn weliswaar verschillende hulpmiddelen zoals tijdelijke steunpalen (afb. 2) die kunnen voorkomen dat de vloer door zijn eigen gewicht gaat buigen en dat er problemen ontstaan bij de assemblage. Deze hulpmiddelen zullen echter leiden tot het gebruik van veel meer gereedschappen dan eigenlijk de bedoeling is en zullen ook de assemblage tijd verhogen. Het is dus de vraag of het niet goedkoper en sneller zal zijn, als men gewoon de vloer kan bouwen alsof het een wand is (dus verticaal) zodat deze later door een kleinere hijskraan wordt opgeheven en horizontaal correct geplaatst. Verder is het voor isolatie redenen vaak beter dat de wanden wat dikker zijn. Dit zal betekenen dat de randblokken van de vloer (zoals linker (CL), rechter (CR), beneden (CD) en boven blokken (CU)) eigenlijk niet voorzien mogen zijn van de uitwendige wapeningen (afb. 3). Aangezien de uitwendige wapening onmisbaar is bij de vloer dienen de boven blokken van de wanden (CU(central blok up)) voorzien te zijn van een gleuf die het mogelijk maakt voor de uitwendige wapeningen van de randblokken van de vloer om hiertussen te passen (afb. 4). Deze gleuf is echter niet nodig bij de CU van de vloer. Hierdoor wordt er een nieuwe blok geïntroduceerd dat als het bovenblok van de vloer zal dienen, maar verder geen gleuf zal hebben. Dit extra blok zal CU-F ( Central UP –Floor) genoemd worden. Tevens geldt hetzelfde voor het beneden blok voor de vloer. Doordat het anders eruit moet gaan zien dan het beneden blok bedoeld voor de wanden (de CD en CB), zal het hierdoor ook anders genoemd worden om aan te duiden dat het weer om een extra type blok gaat, namelijk CD-F (Central Down-Floor) (afb. 5).

99

2

1

Metalen wapeningen lopen in de richting van de overspanning en zullen dus de trekspanningen tijdens buiging opvangen

CHU-F

CHU

3

Metalen wapeningen lopen in dit geval dwars t.o.v. van de richting van de overspanning. Hierdoor zal het metaal de trekspanningen niet kunnen opvangen en zal dus in het midden breken

4

5 stap 1

stap 2

handmatig druk+ vastdraaien

Eerst plaatsen en goed vasthouden om de bout vast te kunnen draaien, is naar verwacht niet de meest prettige manier van werken.

Huisvorming vloer 2 Voor de gevallen waarin een trapholte aangebracht moet worden in de vloer kunnen dezelfde randblokken gebruikt worden die met name gebruikt werden om de holtes voor ramen en deuren af te werken. Alleen deze keer hoeft het bovenblok (CHU) niet voorzien te zijn van een holte voor de latei. Hierdoor kom er dus weer een extra type blok bij de familie dat precies hetzelfde is als het boven blok voor de holte (CHU), alleen zonder de holte voor latei, dus ik noem ik het CHU-F wat staat voor Central Hole Up-Floor (afb. 1). Verder is bij afb. 2 te zien dat de overspanning van de vloer alleen op twee wanden berust, wat ook een veel voorkomende constructie is in de huidige bouwmethode. Dat betekent dus dat als er voor wat voor reden dan ook één van deze draagwanden weg zou vallen, de vloer zijn draagkracht in de verkeerde richting zal richten met als gevolg dat in die richting er geen metaalverbindingen zitten die de trekspanningen kunnen opvangen en de vloer zal hierdoor ongetwijfeld neerstorten (afb. 3). De oplossing hiervoor is om de uitwendige wapeningen niet alleen in één richting te laten lopen, maar in beide. Hierdoor ontstaan een blok en een vloer die ongeveer eruit gaat zien zoals bij afb. 4, waardoor de overspanning in beide richtingen zal lopen. Indien de wanden voorzien zijn van dezelfde blokken, waarbij de uitwendige wapening slechts weggelaten wordt waar deze niet nodig is, zal de eerder genoemde oplossing niet perse tot meer type blokken leiden. Het enige verwachte probleem met deze vorm van constructie is dat men het blok eerst goed moet plaatsen voordat de wapeningen goed gelijnd worden (fig. 5).

101

1

Laag kg 500 /m 0,04 m kern € 0,05 / kg 20 kg Matrijsbijdrage arbeid en overige kosten

Beton

3

3

€1 € 0,25

2 kalkzandsteen

€3

€ 0,25

Totaal

€ 1,50

8000 /m 0,00013 m € 0,50 / kg 1,04 kg 2x kantelen of zetten lasersnijden Metaal

Hoog

kg

3

3

instalatie montageplaat

€ 0,52 € 0,50

€2

€ 1,30

€ 0,50

Totaal

€ 1,50

Metaal 8000 /m 0,0005 m uitwendige 4 kg wapeningen € 0,50 / kg lasersnijden lassen+ frezen of krullen (zetten)

€2 €1

Totaal

€4

Cellen beton

kg

3


3

€6

€1

sterk Beton 800 /m 0,002 m bedekplaat € 0,1/ kg 1,6 kg steun andere bewerkingen

€ 7,20

kg

3

3

€ 0,16 € 0,10

Totaal MDF Hout bedekplaat steun

Metaal

2x alles

€ 7,20


€ 0,26

800 /m € 0,50/ kg kg 8000 /m kg

Lichtgewicht beton

0,002 m 1,6 kg

3

3

0,00004 m € 0,50 / kg 0,32 kg inkoop op goed prijs x2 inkoop op goed prijs x 6

bouten, ringen afstandbusjes

(geschaat verkoop prijs)

3

Totaal

Totaal goedkope en dure productie

€ 0,80

€ 2,4

3

€ 0,16 € 0,32 € 0,96 € 0,48

€ 7,74

€ 14,36

€ 3,00

(productiekosten)

Kostprijsberekening beton versie Hiernaast staat een tabel waarmee ik aan de hand van een aantal grove inschattingen een beeld probeer te creëren van het totale kostenplaatje van dit product. Het is belangrijk dat de kostprijs van de blokken zo dichtbij mogelijk in de buurt blijft van de kostprijs van vergelijkbare blokken op de markt. Ideëel gezien geven de Compoze blokken de bouwer de mogelijkheid om veel simpeler te bouwen met besparingen op tijd, machinerie en dure arbeiders. Als zo’n Compoze blok voor ongeveer dezelfde prijs te koop is als de andere blokken, waarbij men veel meer voor nodig heeft, geeft dit al een beeld van hoe groot de verwachte besparing zal zijn als er gebouwd wordt met de Compoze blokken. Van al hetgeen nodig is om deze blokken te vervaardigen, is slechts m.b.t. materiaalkosten bruikbare informatie te vinden op het internet en de software CES Edupack. Voor de rest heb ik aan de hand van vergelijkbare producten op de markt een inschatting gemaakt van hoeveel de benodigde bewerkingen extra zou gaan bijdrage aan de totale kosten voor elk onderdeel. Op deze wijze werd de goedkope kant van de tabel opgesteld en voor de extreme kant heb ik steeds de materiaalkosten genomen en deze vermenigvuldigd met 3, 4 of 5 om tot een zo hoog mogelijk bedrag te komen. Ik verwacht niet boven deze extreme bedragen uit te komen als het gaat om een grote serie van honderdduizend Compoze blokken. Wat eruit is gerold, is dat een Compoze blok met alle benodigde onderdelen verwacht wordt tussen de €8 en €15 euro te gaan kosten voor de productie. Een gelijkwaardige blok dat ook bestemd is om snel mee te bouwen, zijn de blokken van het merk Ytong. Deze blokken zijn namelijk licht en hebben tegelijkertijd een hoge isolatiewaarde gezien de dikte en gezien hoe goed isolerend het materiaal Cellen beton is. Dit vergelijkbare, dikke blok wordt nu op de markt verkocht voor rond de €7. Het is dus mogelijk dat een Compoze blok voor evenveel aangeschaft zou kunnen worden gezien de geschatte productiekosten maximum rond de € 3 liggen. Maar indien er meer onderdelen nodig zijn voor meer functionaliteiten, zal een Compoze blok zeker duurder uitkomen. Gezien al de besparingen die met een Compoze blok behaald kunnen worden, is het echter de vraag welke echt goedkoper zal zijn m.b.t. de totale bouwkosten.

103

1 40,20 m3 2000 kg/m3 € 0,03 / kg

bouwplaats kosten

€7015

bouwkosten

€11837,58 +

€ 3165,2

€ 15735,-

€ 18900,-

905

€3,- €1,5

737

€6,- €4

715

€2,- €1,5

715

€2,4 € 0,26

723

905 (blokken)

€0,96 €0,48

€ 10977,08

€ 5910,94

2x alles

€ 2715,-

€ 1357,5

€ 4422,-

€ 2948,-

€ 1430,-

€ 1072,5

€ 1716,-

€ 185,9

€ 694,08

€ 347,04

Marge berekening met prefab bouwmethode De 3D casco van het gebouw hiernaast behoort tot een seniorenwoning bestaande uit 56 appartementen (afb. 1). Van dit gebouw heb ik van een bouwkundig afgestudeerde, onder geheimhouding verklaring, inzage mogen krijgen van hoe de offerte werd opgesteld en van de afmetingen. Door de gebruikte oppervlakte aan te passen kon er geschat worden hoeveel dit enkele appartement tot dit stadium zou hebben gekost. Het totaal kwam uit op bijna €18.900 (afb. 1). Als ik het gebruikte volume aan beton echter zelf uitreken, met een sterk beton van ongeveer 2000kg/m3 dat 3 eurocent per kilo kost, kom ik uit op een bedrag van € 3.165. Dit betekent dus dat er bijna € 15.735 erbij is gekomen aan kosten voor de manuren en machinerie gebruik. Dit verschil was de aanleiding geweest van de visie dat, als de prefab gedachtegang verwerkt kon worden in een paar draagbare blokken zodat men zonder machinerie zelf zijn huis kon bouwen, men in staat zou zijn om nog goedkoper te bouwen dan met de huidige bouwmethoden. Vervolgens heb ik dezelfde seniorenwoning 3D gemodelleerd met de Compoze blokken. Hieruit heb ik afgeleid dat er in totaal 905 blokken erin gingen (afb. 2), maar aangezien niet alle onderdelen van de Compoze blokken overal nodig zullen zijn, kon ik ook meteen afleiden hoeveel van elk onderdeel in dit gebouw ging zitten. Aan de hand van de eerdere geschatte productiekosten voor elk onderdeel van het Compoze blok kon ik inschatten dat dit gebouw rond de € 6000 à € 10000 zou gaan kosten. ‘Worst case scenario’ scheelt het dus al €8900, waardoor er sprake is van een handel marge van € 9,- per blok, indien het bedrag verdeeld wordt over de 905 blokken. Met handel marge bedoel ik dat bij elke blok tot €9,- boven de geschatte productiekosten gelegd mag worden voor het drijven van handel, voordat dit gebouw gemaakt van Compoze blokken even duur gaat kosten als de concurrentie. Beter gedacht kunnen de €18.900 gedeeld worden door de 905 blokken waaruit het gebouw bestaat en dit leidt tot een bedrag van €20 dat elk Compoze blok in totaal mag kosten. Belangrijk is dat bij deze vergelijking rekening werd gehouden met bouwkosten voor een flatgebouw dat bij een massaproductie hoort en waar dus veel andere kosten verdeeld worden. Dit maakt het zo goedkoop. Maar voor de markt waar ik mij met Compoze blokken op richt, liggen de bouwkosten hoger. De huidige bouwmethodes kosten namelijk veel meer tijd en zijn meer afhankelijk van allerlei machinerie en dure arbeidskrachten die vaak niet gedeeld kunnen worden maar voor eigen rekening zijn, als je een zelfstandig huis wil laten bouwen. Voor €20,- een blok verkopen met productiekosten geschat rond de €6,- à €10,- lijkt mij voldoende marge om een succesvol bedrijf hier omheen te bouwen, zeker als het bouwen zonder machinerie en dure arbeiders mogelijk is.

105

Eindconclusie en aanbevelingen In dit korte afstudeertraject dat ik achter de rug heb, heb ik alleen het geometrische onderzoek kunnen afronden om de functionele vormgeving van deze blokken te kunnen verantwoorden. Verder kan ik de keuze van elk materiaal en de productiewijze voor elk onderdeel onderbouwen, zodat deze blokken een voordelige oplossing kunnen zijn in vergelijking tot huidige bouwmethodes. Waar ik nu sta in dit ontwikkelingsproces, kan ik maar één ding concluderen: Compoze blokken hebben conform mijn inschattingen een grote haalbaarheid om een gebouw voordelig te bouwen door gebruik van draagbare blokken die gebaseerd zijn op de prefab gedachtegang. Met deze conclusie hoop ik mogelijke investeerders te overtuigen dat het de moeite waard is om dit ontwikkelingsproces te vervolgen. Wegens gebrek aan financiering om deze blokken te laten produceren en testen, liep het project vast voordat er een concrete conclusie gemaakt kon worden over zijn haalbaarheid. De haalbaarheid van mijn idee is echter alleen mogelijk indien de volgende punten verder onderzocht worden: 1. In hoeverre is het mogelijk bij beton om de nauwkeurige maat te behalen die nu behaald is met het snijden van hout, zodat de beoogde functionaliteit van de blokken gehaald kunnen worden? 2. In hoeverre is het mogelijk om een lichtgewicht beton van rond de 600 kg/m3 te vinden dat de isolerende werking van de blokken kan versterken, dat tevens een druksterkte heeft van meer dan 10 MPa heeft en dat onder 5 eurocent per kilo kost? 3. In hoeverre is het echt mogelijk om met gemak een Compoze vloer in de praktijk te assembleren zonder het gebruik van enkele machinerie of dure gereedschappen? 4. In hoeverre kunnen de tandverbindingen van de Compoze blokken een wand verhelpen tegen lekkage van water en warmte, in vergelijking tot een huidige wand die gebouwd is uit blokken die aan elkaar vast zijn geplakt? Aan de hand van de vragen beschreven hierboven is het mijn aanbeveling om bij het vervolgen van dit onderzoek minimaal 300 blokken van hout te produceren. Hierdoor kan het gemak van de assemblage van de vloer en de wanden getest worden. Tevens kan dan de werking van de tandverbindingen tegen lekkage van warmte en water getest worden. Indien deze resultaten positief blijken te zijn, mag er een nieuw traject gestart worden op zoek naar het beoogde lichtgewicht beton: het lichtgewicht beton dat alle benodigde functionaliteiten gaat overnemen voor hopelijk veel minder geld.

107

Zelfreflectie Wat begonnen was als een ontwerptraject waarbij alle fasen van het ontwerpen doorlopen moesten worden, bleef wegens gebrek aan financiering vastzitten in de idee fase. Als ik terugkijk naar mijn behaalde resultaten merk ik dat ik in dit afstudeertraject alleen in staat ben geweest om een soort geometrische onderzoek te verrichten naar de ideale vormgeving voor de Compoze blokken. Hopelijk kan ik nu wel mensen hiermee overtuigen waarom het de moeite waard is om enkele exemplaren te produceren zodat er eindelijk getest kan worden met de blokken. Naar mijn inschattingen bevalt er namelijk zeker wat te verdienen met het Compoze idee en het idee lijkt daarnaast haalbaar te kunnen zijn als de ontwikkeling maar door kan gaan. Deze keer ben ik echter veel meer bewust van het prijskaartje dat hieraan hangt. Hiervoor was ik zo enthousiast dat ik een project van mijn eigen initiatief mocht uitvoeren en ik had volledig onderschat hoe complex en duur het is om aan een dergelijk project te werken met de beperkte middelen die ik tot mijn beschikking had. Normaal gesproken ben ik de type ontwerper die veel prototypes moet maken om steeds betere inzicht te krijgen van de nodige verbeteringen, maar tijdens dit ontwerptraject moest ik mijzelf dwingen om zoveel mogelijk gebruik te maken van andere alternatieven om de kosten laag te kunnen houden. Achteraf vind ik het jammer dat ik zo weinig van mijn resultaten terug kon koppelen aan mijn PVE, aangezien geen enkele resultaat getest kon worden of het voldeed aan de voorgeschreven eisen. Ik kan wel vertellen waarom ik schat dat het idee zou gaan werken, maar als ik eerlijk ben met mijzelf weet ik dat alles wat ik niet kan meten ik ook niet kan weten. Hierdoor durf ik geen uitspraken te doen, want hoe vaak is het mij tijdens dit project niet overkomen dat ik dacht dat ik een eureka moment had om later, uit een gesprek met een expert of als ik het ging modeleren of een klein prototype ging maken, te blijken dat het tegen viel. Aan de andere kant ben ik ontzettend trots dat ik dit Idee op dit niveau mocht brengen tijdens dit afstudeerproject. Zeker gezien het feit dat Compoze blokken niet meer een vaag idee is, maar dat mensen het nu veel beter kunnen begrijpen en kunnen aanraken gezien de showmodellen die ik heb kunnen bouwen voor mijn eindpresentatie. Ik voel dat ik nu veel wijzer ben geworden over waar de kansen en valkuilen van dit idee liggen. Ik weet zeker dat als ik mijn hart niet gevolgd had om dit project tijdens mijn studiejaren te doen, er zeker nooit iets van was gekomen omdat ik dit nooit parttime zou kunnen hebben gedaan naast mijn dagelijkse baan gezien al de uren die ik in dit project heb gestoken en hoe weinig ik bereikt heb.

109

Bronvermelding en Bijlagen, Dit project werd gedaan in samenwerking met de bouwfirma Van Dijk Bouw en ingenieur Dikmar Oleana die mij voorzien hebben van veel kennis m.b.t. de bouw. Veel van deze informatie werd mondeling uitgewisseld en zoals te merken in dit verslag, kwam het zelden voor dat ik deze informaties nodig had om dit geometrische onderzoek voort te zetten. Veel van de door mij gebruikte informatie kwam uit schattingen die ik vanuit de CES (materiaalkeuze software) heb gehaald en af en toe werd het internet gebruikt om meer bronnen te raadplegen voor een betere indicatie ten behoeve van mijn schattingen en inspiraties. Indien ik bepaalde informatie daadwerkelijk gebruikt heb, werd deze direct in de afbeeldingen naast elke tekst verwerkt zodat ik kon voorkomen dat de lezer steeds de bijlage moest raadplegen om te begrijpen waar ik het over had. Het was niet altijd even gemakkelijk om dit geometrische onderzoek zodanig chronologische vast te leggen, dat men mij kon snappen en ik wilde het dus niet nog eens extra verwarrend maken door de aandacht van de lezer heen en weer te laten slingeren door dit verslag. Alles wat ik dacht dat niet of minder goed te begrijpen is, is naast de bijbehorende tekst te vinden. Bronvermelding experts: D. (Dikmar) Oleana Werkvoorbereider Prinses Beatrixlaan 5, Postbus 16172, 2500 BD Den Haag Telefoon 070- 3156200 E-mail [email protected] Internet www.bamwoningbouw.nl Twitter www.twitter.com/bamwonen J. (Jeroen) ter Waarbeek Werkvoorbereider Josink Esweg 8, Postbus 601, 7500 AP Enschede Telefoon 053-7600721 / 06-46130519 E-mail [email protected] Internet www.vandijkgroep.com

111

Shandrick Elodia Industrieel Produkt Ontwerper 26 juni 2014 Genn design KCDT Pioneering Van Dijk groep

Recommend Documents