Het eiland Vlieland, waar ik zelf mijn hele leven al kom, verandert snel. De hoeveelheid toeristen groeit en de beweegredenen waarom ze komen verandert. De Vlielanders passen zich aan, grijpen kansen, maar krijgen het bijvoorbeeld op het gebied van wonen erg moeilijk. Ze staan daarmee voor een paradox: de toerist is enerzijds de reden voor de bloeiende economie, anderzijds de oorzaak voor een verminderde leefbaarheid voor de inwoners. Het afstudeervoorstel betrof dan ook de vraag wat de Vlielanders nodig hebben en of ik daar middels een architectonische opgave aan kan bijdragen? (Noordhoff Atlasproducties Groningen, 2018)
In de start van het onderzoek heb ik mij verdiept in de bewoners, bebouwing, toeristen, bereikbaarheid, werkgelegenheid, stedenbouw en het landschap. Tussen al die cijfers en statistieken ontstond bij mij één fascinatie: het dynamische landschap en het daarbij behorende toekomstperspectief. In het onderzoek naar de geschiedenis van Vlieland werd snel zichtbaar hoe de waddeneilanden zich door de eeuwen heen gevormd hebben. Er vonden enorme bewegingen plaats in de omtrek en positie van de eilanden. Zo groeiden eilanden aan elkaar of werden delen van een eiland afgeslagen om later weer vast te groeien. Grote landschappelijke veranderingen dankzij de zee, de wind en het zand. (Schoorl, 2000)
Via Vlielands Diep naar West-Vlieland +- 1694
In het onderzoek werd ook goed zichtbaar hoe het veranderende landschap zijn weerslag heeft gehad op de maatschappij van Vlieland. Van bijvoorbeeld enorme welvaart, toen Vlieland tijdens de Gouden Eeuw op de vaarroute tussen Scandinavië en Amsterdam lag, naar pure armoede door het dichtslibben van die betreffende vaargeul. (Doedens & Houter, 2010) Vlielands Diep dichtgeslibt +- 1694
bron: De Convexe Kustboog
West-Vlieland
Waddenlandschap rond 500
Huidige omtrek Waddeneilanden en de Nederlandse kust
Omtrek Waddeneilanden en de Nederlandse kust destijds
Waddenlandschap rond 1500
Vlieland
Ik denk dat het dynamische landschap mij zo fascineert omdat je het vandaag de dag maar minimaal ervaart op Vlieland. De écht grote bewegingen zijn er niet meer. Dat is te danken aan de vastlegging van de dynamiek, wat voornamelijk in de vorige eeuw plaats heeft gevonden.
Het begin van die vastlegging is te danken aan een gebeurtenis rond het jaar 1900. Tussen 1700-1900 was Vlieland een grotendeels kaal eiland. Het zand en de wind hadden vrij spel. Een in eerste instantie kleine duin is in een aantal decennia van west-Vlieland naar oost-Vlieland ‘gewandeld’. In dit proces is de duin in omvang toegenomen en dreigde rond 1900 zelfs het oostelijk dorp te begraven onder het zand. Met de aanplant van bomen op de duin werd het zand ‘geborgd’ en kreeg het de naam Vuurboetsduin. Later zijn ook op andere plekken bossen aangeplant. Ook de duinen zijn vastgelegd door de aanplant van duingrassen. Met de aanleg van strekdammen en de dijk is er ook gebruik gemaakt van onnatuurlijke oplossingen voor het vasthouden van het landschap.
(Doedens & Houter, 2010)
Aanhoudende dominante westerwind
Begin van de vuurboetsduin: 1700-1900
Eindpunt en vastlegging Vuurboetsduin: vanaf 1900
Vastzetten dynamiek
• aanleg dijk
• aanleg strekdammen
• planten van bomen en duingrassen
Oost-Vlieland
Tot zo’n 10-20 jaar geleden is de dynamiek op Vlieland, maar ook op de andere eilanden en kusten van Nederland, dus vrijwel helemaal vastgezet. Toch is er nog veel dynamiek in het waddelandschap aanwezig. (Teuwissen & Teuwissen, 2018) De zeestromen, wind en het zand blijven bewegen als de mens daar de ruimte voor geeft. Dit is goed terug te zien in ‘wandelend’ eiland Griend. (Noordhoff Atlasproducties Groningen, 2018, pp. 134)
De afgelopen jaren zijn er steeds meer geluiden voor het terugbrengen van de dynamiek. De wil van de zee is sterk en daarin is meebewegen, zoals we door de eeuwen heen gezien hebben, noodzakelijk. Zéker met de zeespiegelstijging waar we de komende eeuw mee te maken krijgen. (Deltares, 2023) De visualisatie laat zien wat het gevolg is voor Vlieland als de maximaal geschatte stijging optreedt en het landschap nu wordt bevroren. (Vliris TV, 2021)
Zonder het aantrekkelijke landschap en de natuur is Vlieland ‘slechts’ een dorp. Als juist datgene waarvoor de meeste toeristen naar het eiland komen door de zee wordt opgeslokt zal de leefbaarheid van het eiland drastisch afnemen. Om dit te voorkomen zal het duinlandschap dus mee moeten groeien met de zeespiegelstijging, net zoals we onze dijken steeds verder ophogen. Het verschil is alleen dat we in dit geval gebruik kunnen maken van de kracht van de natuur. Door op zoek te gaan naar een samenwerking tussen architectuur en de dynamiek van het landschap hoop ik het zand op de juiste plekken te krijgen. De onderzoeksvraag luidt dan ook: In welke vorm kunnen we architectuur inzetten om sturing te geven aan de dynamiek van wind en zand, om kustgebieden te versterken tegen de zeespiegelstijging?
Vlieland 2024
Wat er overblijft van Vlieland bij een maximale zeespiegelstijging en een bevriezing van het huidige landschap
1900-1930
1930-1940
1970-1990
1940-1970
1990-2005
Wandelend eiland Griend
ligging in 1860
ligging aan het begin van de periode
ligging aan het einde van de periode
2005-2015
LEESWIJZER
Het verslag is in grote lijnen opgedeeld in twee delen. Allereerst het onderzoek, waar meer inzicht gegeven wordt over de huidige kennis van de werking van de dynamiek in het duinlandschap. Ook komen de effecten van architectuur binnen de dynamiek aan bod.
In het tweede deel worden de doelen in het landschap en het ontwerp toegelicht.
De toelichting op deze twee delen wordt na ieder hoofdstuk onderbroken door een kort verslag. Hierin wordt het perspectief vanuit de gebruiker, de onderzoeker, verteld. Deze stukjes geven weer hoe ik als ontwerper hoop dat het onderzoekscentrum ervaren wordt. De beelden ondersteunen het verhaal en geven hier en daar dus al een vooruitblik op het ontwerp.
Herfst ‘26
‘Over de reling!’ hoor ik een moeder naar een witgroen aangelopen kind van een jaar of tien roepen.Opeenstormachtigedagalsvandaagweetje danwelgenoeg.Ditlaatstestukvandeovertochtvan Harlingen naar Vlieland is voor weinig mensen een pretje. Het duurt gelukkig maar even en dan draait de veerboot achter de beschutte oostpunt van het eiland. De oostpunt laat me meteen zien waarom ik hier de komende tijd zal zijn. Er wordt al lange tijd gevochtentegendeafbrokkelendeduinen. (Gemeente Vlieland, 2024) Ik begin te peinzen, en hoop toch echt dathiergeendijknodigzalzijn.
Een harde rukwind uit het noorden brengt me terug op de boot. Die wind hebben we nodig, denk ik. Als het onderzoek tot goede resultaten leidt kunnen we het hopelijk bij de natuurlijke bescherming van de duinen houden.
Zodra ik even later de hekken van het gedateerde havengebouw passeer, zie ik mijn collega Douwe naast twee fietsen staan. ‘Luxe’ denk ik, terwijl ik de meute toeristen bij fietsverhuur Jan van Vlieland in de rij zie aansluiten. Met een knikje groet ik de twee politieagenten, die steevast bij bootaankomst even laten zien dat ze ‘er zijn’, om zich vervolgens tot de volgende bootaankomst terug te trekken op het warme politiebureau. Groot gelijk, denk ik, terwijl een volgende rukwind elke naad in m’n winddichte jasweettevinden.
Afbrokkkelende duinen, Oost-Vlieland Eigenfoto
SAMENVATTING
Het belang van het terugbrengen van de dynamiek bij kustgebieden is groot. De huidige situatie, met de vastgelegde dynamiek, creëert problemen voor onze toekomst met de zeespiegelstijging in het verschiet. Het duinlandschap heeft in deze vaste positie geen kans mee te groeien met de zee. We staan op een kantelpunt, maar is er nog wel voldoende tijd om de groei van het landschap zijn gang te laten gaan? Wat als we architectuur kunnen inzetten om het zand sneller op de plekken te krijgen waar dat nodig is. Om sturing te geven aan de natuurlijk dynamiek van wind en zand, om onze kustgebieden te versterken.
Vanuit een analyse om het gedrag van het zand te begrijpen kwam naar voren dat er nog relatief weinig praktijkonderzoek is gedaan naar de effecten van strandbebouwing op de dynamiek. Daaruit is de functie van een onderzoekscentrum ontstaan, waarbij het gebouw zelf het onderzoeksobject is.
De theorie is de basis van het ontwerp in hoofdmassa’s. Die hoofdmassa is opgebouwd uit schakelbare modules. Zo kan het onderzoekscentrum bestaan uit twee langwerpige volumes of vier kortere. Respectievelijk met als doel het trechteren van de wind óf de wind juist laten botsen. Zo zal het zand versneld over grote afstanden meegenomen worden of juist vertraagd verplaatsen en zich snel ergens afzetten.
Veel gedetailleerde kennis over de invloed van bebouwing op zand en wind is er nog niet. Dat is de laag die aan dit onderzoekscentrum toegevoegd wordt. Binnen de zojuist toegelichte hoofdmassa’s is het gebouw dusdanig flexibel ontworpen dat er verdiepend onderzoek kan plaatsvinden. Dit met
het beoogde resultaat dat er meer inzicht komt in hoe we moeten ontwerpen aan de kustgebieden. Zo kunnen we op Vlieland, maar ook elders, zand naar de juiste plekken sturen en niet tegenhouden, zoals nu vaak onbedoeld gebeurt.
Dat onderzoek kan bijvoorbeeld gaan over de onderlinge afstand, welke vorm het gebouw moet aannemen, hoelang een gebouwdeel moet zijn, de afstand tot de duinenrij en in welke mate het moet kunnen reageren op weersomstandigheden, maar ook hoeveel tijd er nodig is voordat het onderzoekscentrum een gewenst resultaat heeft bereikt.
Je kan het zien als verschillende knoppen waar tijdens het onderzoek aan gedraaid kan worden. Dit vraagt om veel flexibiliteit in het ontwerp en daarvoor is de natuur de inspiratiebron geweest.
Zo is er een flexibel onderzoekscentrum ontworpen waar, in eerste instantie op het strand van Vlieland, onderzoek gedaan kan worden naar de mogelijkheid om architectuur als versneller van natuurlijke processen in te zetten.
Het onderzoekscentrum heeft een dienende functie. Het is een vrij sober en technisch ontwerp. Naast de functie ‘verblijfs- en onderzoekscentrum’, faciliteren de flexibele ontwerpuitgangspunten de mogelijkheid tot onderzoek. Zo kunnen we, bij goed resultaat, de huidige vorm van bebouwing in- en nabij duingebieden veranderen.
Herfst ‘26
Douwe en ik fietsen naar de strandovergang nabij het onderzoekscentrum, aan de noordkant van het eiland. We hebben zojuist wat boodschappen gehaaldinhetdorp.Welopenmetgebogenhoofden dichtgeknepenogendestrandovergangover.Wezijn hier nu 4 weken en inmiddels gewend aan het zand. Het is vanaf deze overgang een kleine kilometer wandelen naar het onderzoekscentrum. Steeds wanneer we er op af lopen probeer ik te bedenken aanwelkbeesthetgebouwmijdoetdenken.Maarna eenpaarhonderdmeterishetbeest-achtigeerafen veranderthetmeerineentechnischgebouw.
We werden een paar weken geleden enthousiast ontvangendoordecollega’sdiedeboelhetafgelopen jaar draaiende hebben gehouden. We zijn de eerste week door ze ‘ingewerkt’ waarna we het stokje overgenomenhebben.Deafwisselingtussenbinnenen buitenwerkzaamheden bevalt goed. Vanochtend hebben we in de monitorruimte analyses verwerkt en nu, na het uitpakken van de boodschappen, sta ik voor de zoveelste dag op rij op dezelfde coördinaten de uitgesleten peilhoogte tussen de gebouwen te meten.
Het onderzoekscentrum op het strand van Vlieland, met op de achtergrond de kerf die langzaam verder uitslijt.
DEEL 1 ONDERZOEK
1 DE WERKING VAN HET DUINLANDSCHAP
1.1 WAT IS ER NODIG VOOR DUINVORMING?
Voor aanvang van dit onderzoek naar de samenwerking tussen architectuur, het zand en de wind is het goed om de huidige, natuurlijke dynamiek te begrijpen. Waar komt al het zand vandaan? Is dit een constante stroom? Hoe komt het zand op bepaalde plekken? Hoe ontstaan de duinen? Hoe blijven duinen bestaan? Hoe worden duinen daadwerkelijk meer bestand tegen de zeespiegelstijging of stormen?
1.1.1 Zandtoevoer
Vóórdat er nagedacht kan worden over een manier van zandvangen is het eerst van belang na te denken over de ‘voeding’. Waar komt het zand vandaan en hoe komt het op de plekken waar het nodig is?
De Nederlandse kust trekt zich gemiddeld 1 tot 10 meter per jaar terug. Van al het sediment dat vanaf de bodem het strand op komt, bereikt 25% de duinen. De hoeveelheid voeding vanaf de bodem zal door de toenamen van stormen de komende decennia wel flink toenemen. Bij hoog water kan het zijn dat de zee stukken van de duinenrijen afbreekt en mee de zee inneemt. De voorste duinenrijen blijven beschadigd achter. Het zand dat door de zee is meegenomen verdwijnt echter niet helemaal. Het wordt weer onderdeel van de dynamiek. In de periode na de afbreuk zal het zand langzaam weer op de kust terechtkomen, om via verstuivingsprocessen opnieuw onderdeel van de duinenrij te worden. Zo vormt en hervormt een duinenrij of zeereep continue.
Enorme groei of toename van zandmassa blijft echter uit, omdat er geen continue aanwas is. Zand dat dieper dan een bepaald niveau ligt, ligt daar vast. De
dynamiek is op die diepte zo minimaal dat dit zand in een normale situatie de kust nooit zal bereiken. Daarom wordt er langs de Nederlandse kusten zoveel gebruik gemaakt van suppleties. Iets wat voor dit project, dat draait om het uitbreiden, verhogen en versterken van de duinen, ook noodzakelijk blijft.
Suppletie is het aanvoeren van zand vanuit dieper gelegen gedeeltes van de zee. Boten zuigen het zand op en spuiten het vervolgens voor of op de stranden weer uit.
Een lang kustgebied is goed voor de waterveiligheid. Brede stranden werken bijvoorbeeld als buffer, die hoge golven bij storm langzaam afremmen. Tegen de tijd dat de duinen bereikt worden is de kracht eruit, en is het gebied erachter beter beschermd.
smal strand, grote kans afslag duin
breed strand, lange golfbreker, kleinere kans afslag duin
Omdat suppleties regelmatig nodig zijn langs onze kusten, is in 2010 een project gestart dat de ‘Zandmotor’ heet. In plaats van steeds kleine hoeveelheden zand is hier in een keer 12 miljoen m3 zand opgespoten. Een enorme zandplaat voor de kust, die zich in de jaren erna door zeestromen langzaam verdeeld langs de kust.
Er zijn drie types voeding die direct zichtbaar effect hebben op de aangroei van duinen:
1. Oeversuppleties voegen bij eb sediment toe aan het voorland, op ongeveer -5 meter NAP. Deze ophoging helpt golfaanvallen te verminderen. Een deel van het sediment spoelt aan op het land. 10% in het eerste jaar en nog eens 20-30% in het jaar erna.
2. Strandsuppleties voegen tussen eb en vloed sediment toe aan het strandoppervlak en de duinvoetzone. Strandsuppleties zijn gevoelig voor snelle erosie en hebben dus een korte levensduur van gemiddeld 2,9 jaar. Deze erosie betekent óók dat zand verplaatst naar de duinen, wat dan weer positief is voor dit project.
3. Duinversterkingen voegen het nieuwe sediment rechtstreeks toe aan de bestaande duinen of creëren een nieuw duin voor overstromingsveiligheid. Het is vaak een tijdelijke oplossing en kost veel inspanning en geld.
(Deltares, 2017)
oeversuppletie
strandsuppletie
duinsuppletie
1.1.2
Mobilisatie
Nadat er voldoende zand beschikbaar of aangevoerd is, is mobilisatie nodig om het zand in beweging te brengen. Dit gebeurt vrij snel door de wind, maar ook menselijke activiteit laat het sediment in beweging komen. Je kan denken aan de voetstappen bij een strandovergang, het schoonmaken van het strand, of het rijden van bijvoorbeeld de Vliehors zoals op Vlieland Expres gebeurt (grote gele truck op brede banden). Ook het wegtrappen van duinbegroeien heeft positieve gevolgen voor het doorsturen van het zand. Hoe meer ruimte en lengte de wind krijgt, hoe meer grip het krijgt op het zand en het mee kan nemen. Een andere belangrijke factor is de erodeerbaarheid van het strandoppervlak, waar de korrelgrootte en het vochtgehalte een rol in spelen.
De wind heeft drie mechanismen voor het transport van sediment, nadat het in beweging is gekomen:
1. Kruipen houdt in dat sediment over het strand rolt. Dit gebeurt vaak vanaf windkracht 4.
2. Bij zoutvorming komen grotere korrels stuiterend over het strand in beweging. Bij elke stuiter kan het ook andere korrels in beweging brengen.
3. Zweven is van toepassing op de kleine zanddeeltjes. Als ze licht genoeg zijn worden ze via een obstakel gelift en door windstromen opgenomen. De zandkorrels kunnen op deze manier tot ruim een kilometer landinwaarts afgezet worden.
Rollen
Stuiteren
Zweven
Het meeste zandtransport vindt plaats in de zomer door hoge temperaturen (waardoor droog zand ontstaat) en in de herfst. Door stormen kunnen grote hoeveelheden sediment snel transporteren. De lente is een belangrijk seizoen door het uitlopen van vegetatie, wat de aangroei versnelt en duinen verankerd.
1.1.3 Stabilisatie
De begroeiing van duinen is een ritmisch proces. Aan de wintervloedlijn ontkiemen in de lente grassen met voorkeur voor een zoute ondergrond. In 1-3 jaar tijd vangen de grassen voldoende zand waardoor ze uitgroeien tot volwaardige duinen (als er geen grote stormen voorkomen). Als deze duinen zoetwater vast beginnen te houden komt helmgras opzetten. Dit gras heeft de uitzonderlijke eigenschap dat het tot 1 meter per jaar kan meegroeien met het sediment. Het klimt eenvoudig gezegd mee naar boven.
(Programma naar een rijke Waddenzee, 2022)
0. Kale duin = kwetsbaar
Begroeiing = houvast
1. Grassen, zoutwater
2. Duin houdt zoetwater vast
3. Groei helmgras
4. Helmgras groeit mee met duingroei, tot 1 meter per jaar 2. 3. 4.
1.2 GEBRUIK MAKEN VAN DE DYNAMIEK
Langs de kust van Vlieland, maar ook langs andere kusten, is sprake van groei óf krimp. Kusten die groeien zijn geschikt voor andere vormen van duinvorming dan plekken waar de kust zich terugtrekt.
Dus: waar kan welk type duinvorming plaatsvinden of bewust op gestuurd worden?
1.2.1 Duinvorming bij een aangroeiende kustlijn:
1. Duinenvelden: deze ontstaan op plekken waar brede zandplaten aanwezig zijn en waar zandaanvoer en duinvorming op grote schaal kunnen plaatsvinden. De duinen zijn vaak relatief laag en groeien langzaam in de hoogte. Er is sprake van milde dynamiek. Op deze duinvelden kan een sterk diverse flora ontwikkelen.
2. Embryonale duinen: dit zijn deels begroeide, lage duintjes op het strand en de buitenste rand van de zeereep (een zeereep is de voorste duinenrij). Ze vormen een prille fase van duinvorming en zijn kenmerkend voor aangroeiende kusten. Ze vormen een buffer voor afslag van de buitenste zeereep. De vorming begint vaak doordat zand over aangespoelde ‘objecten’ waait. Bijvoorbeeld zeewier, schelpen of drijfhout. Op die beginnende duintjes kan biestarwegras groeien, dit vangt veel zand en is daarmee essentieel voor de eerste vorming.
3. Aanstuivende zeereep: Bij dit principe hoopt aangevoerd strandzand op tegen de buitenste zeereep. Dit vindt plaats op plekken waar weinig open vlakte is.
VLIEHORS
1. Duinenveld
2. Embroyale duinen
3. Aanstuivende zeereep
(Programma naar een rijke Waddenzee, 2022)
1.2.2 Duinvorming bij een stabiele of erosieve kustlijn:
4. Doorstuivende zeereep: zeereep opgebouwd uit verschillende hoogtes, waardoor er dynamiek ontstaat met kleine stuifkuilen tot gevolg.
5. Gekerfde zeereep: De stuifkuilen zijn de basis van de kerven in de zeereep. Het gaat dus eigenlijk om een vrij groot ‘gat’ in de zeereep. De kerven fungeren als ‘doorgeefluik’ van zand naar de achterliggende duinen, die daardoor langzaam hoger worden. Voor de wind werkt een kerf als een trechter: de wind versnelt en neemt zo veel zand mee naar achter. Als ze niet natuurlijk ontstaan worden ze ook nog wel handmatig aangebracht om ook de flora en fauna van de achterliggende duinen in stand te houden.
6. Rollende zeereep: Een serie kerven in een zeereep kan ervoor zorgen dat de hele reep in beweging komt. De duinenrij wordt dan dusdanig instabiel dat hij helemaal inzakt en daardoor met de wind mee naar achter vervoerd kan worden. Aan de achterzijde wordt het doorstuivende zand met schermen opgevangen om zo gecontroleerd een rug voor de reep te vormen. De verplaatsing naar achter toe maakt tevens ruimte vrij aan de voorzijde van de duinenrij. Bij voldoende zandaanwas vormt zich hier opnieuw een verhoging. Dit resulteert in een totale toename van de hoeveelheid zand.
7. Paroboliserende zeereep: van bovenaf gezien is dit letterlijk een boogvormige zeereep. In de middelste duinen ontstaan diepe kerven die dus naar
achter wandelen. De buitenste blijven op hun plek en dit resulteert in de boogvorm.
8. Slufter: Een slufter is een doorbraak door de zeereep waar met hoog tij de zee regelmatig het achterliggende gebied binnenstroomt. Dit gebeurt vaak via een geul die het strand doorsnijdt en zo een soort rivier vormt.
9. Washovers: een washover (overslaggrond) bestaat uit een doorbraak door de zeereep en een gebied daarachter waar alleen tijdens een stormvloed zand en slib wordt afgezet. Als dit met de stijgende zeespiegel steeds vaker zou gebeuren kan het zijn dat de grond daar dus meegroeit (ophoogt) met de stijging.
1 t/m 5 zijn vormen van duinvorming die relatief eenvoudig en snel zijn. Voor 6 t/m 9 is meer natuurlijke kracht of menselijk sturen nodig.
(Programma naar een rijke Waddenzee, 2022)
4. DOORSTUIVENDE ZEEREEP
5. GEKERFDE ZEEREEP
kerf = doorgeefluik loopt altijd iets op > geen instroomgevaar
Aanzicht zeereep
Doorsnede zeereep na 1 jaar
6. ROLLENDE ZEEREEP
doorgeefluik + slijtage wanden kerf
opvangschermen
1 2
opgevangen zand = opgeschoven duinenrij
opschuiven duinenrij
7. PARABOLISERENDE ZEEREEP
nieuwe duingroei in vrije ruimte > toename totale massa
Doorsnede zeereep na 10 jaar
8. SLUFTER / 9. WASHOVER
1.2.3 Duinvorming en doelen
Het hoofddoel waar ik mij met dit project op focus is het versterken van de duinen tegen de zeespiegelstijging. Zoals eerder benoemd is de combinatie van verbreden en verhogen effectief. Het schema op de pagina hiernaast is afkomstig uit een handleiding voor het dynamiseren van een zeereep. Ik heb dit samen met Prof. Jan Mulder doorgenomen. Wat is mijn doel, wat heb ik nodig om dat te bereiken en welk type duinvorming past hierbij?
Op basis van het doel, in mijn geval ‘waterveiligheid’ kan je in dit schema aflezen dat embryonale duinen, de gekerfde zeereep en de rollende zeereep het meeste effect hebben voor de waterveiligheid. De rollende zeereep is een vorm van dynamiek die relatief veel inspanning en tijd kost. Voor ‘snelle’ resultaten, iets wat zeker voor een onderzoekscentrum van belang is, valt deze optie voor nu af.
Een positief neveneffect van het kiezen voor onder andere een gekerfde zeereep is de toename van de biodiversiteit in het achterliggende duinlandschap van Vlieland. De grijze duinen (eentonig begroeide duinen) krijgen dankzij het verse zand vanuit de zee een kalkboost. Hierdoor wordt de groei van bepaalde planten weer mogelijk, die de stikstofdepositie kunnen bestrijden.
(Programma naar een rijke Waddenzee, 2022)
kust ontwikkeling
schaal waterveiligheid
landschappelijke kwaliteit
verjonging
bestrijding gevolgen stikstofdepositie
zoetwaterzekerheid
aanstuivende zeereep
zeewaarts klein matig gering gering gering gering
embroyale duinen
zeewaarts midden groot
matig groot gering matig
gekerfde zeereep
stabiel/landinwaarts
midden/groot groot groot groot groot
matig
rollende zeereep
stabiel/landinwaarts
groot groot zeer groot zeer groot zeer groot groot
Schema doelen en haalbaarheid
1.3
CONCLUSIE
Voor ik de architectuur binnen de natuurlijke processen van zandverstuivingen kan plaatsen moet ik ze begrijpen. Hoe werkt de samenwerking tussen de zee, de wind en het zand en hoe kan ik gebruik maken van die dynamiek? Onderstaand alle stappen die nodig zijn om de duinen te versterken:
1. Suppleties voortzetten Nederland heeft een suppletiebeleid gebaseerd op de basiskustlijn, vastgesteld in 1990. Bij negatieve afwijkingen houdt dit in dat er op die locatie gesuppleerd wordt. Suppleren houdt in dat er zand van dieper gelegen delen van de zeebodem naar de kust gespoten wordt. Voor versterking door verbreden en ophogen is simpelweg een grotere massa zand nodig, waar de suppleties een rol in hebben.
2. Mobiliteit Het zand moet in beweging komen om vervolgens door de wind opgepikt te worden. De wind kan dit vrij gemakkelijk zelf, maar met een beetje hulp van menselijke bewegingen kan dit versneld plaatsvinden. Ook slijtage in duinbegroeiing/het ontstaan van een kerf kan door de mens gebeuren.
3. Duinvorming Vanuit het theoretische onderzoek heb ik twee doelen gedestilleerd, die relevant zijn voor dit onderzoek naar de samenwerking met architectuur:
• Verbreding: de vorming van embryonale duinen vlakbij of tegen de duinenrij aan leidt tot verbreding van de duin. Als er eenmaal een duin gevormd is zal de natuur de verdere doorgroei overnemen.
• Ophoging: het verhogen van duinen gebeurt door het versnellen van wind. De wind neemt het zand in die versnelling mee, naar hogere duintoppen. Versnelling kan in combinatie met een gekerfde zeereep zand ver de binnenlanden in laten stuiven.
4. Vasthouden Als er eenmaal ergens verhoging of verbreding heeft plaatsgevonden is het noodzaak het zand ook op zijn plek te houden. Dit kan op een natuurlijke manier door de aanplant van duingrassen.
(Doelen en methodes opgesteld met prof. Jan Mulder)
Aanzicht zeereep
1. SUPPLETIES VOORTZETTEN
OEVER DUIN
2.
STRAND
MOBILITEIT ORGANISEREN
3. DUINVORMING
3.1 verbreding
emroyale duinen + +
3.2 verhoging gekerfde zeereep
Doorsnede zeereep 1 jaar
Kerf = doorgeefluik loopt altijd iets op > geen instroomgevaar
doorsnede zeereep +10 jaar
4. VASTHOUDEN NIEUWE DUINEN
ROLLEN STUITEREN
ZWEVEN
0. kale duin = kwetsbaar
Begroeiing = houvast
1. grassen, zoutwater
2. Duin houdt zoetwater vast
3. Groei helmgras
4. Helmgras groeit mee met duingroei, tot +1m p/j
‘Koffie op?’ vraagt Douwe. We zitten samen in de kantine van het onderzoekscentrum. De ochtendzon komtdoorhetmelkwittegeveldoekzachtbinnen.We hebben vandaag weer een meting van deze stand van de buitenschil op het programma staan. Als de resultaten nog steeds minimaal zijn, hebben we genoeg reden om de schillen aan het einde van de dag in een andere stand te zetten. ‘Jep’ zeg ik nadat ik de laatste slok naar binnen heb gewerkt. We zijn beidevanweinigwoorden,lekker.Westappenuitde comfortabele kantine de koele gang op. Een kleine rilling trekt door mijn lichaam. Als we ook de schil door de kop van het gebouw verlaten, doet de wind daarnogeenschepjebovenop.
Die middag heeft de winterzon een tijd aan de hemel gestaan en is de temperatuur de gang een stukaangenamer.Onzecollega’svanhetWaterschap zittenalindevergaderruimteoponstewachten.We delen de bevindingenmet elkaar enbesluitendat de schileenanderestandaankannemen.Welopeneen rondje om het onderzoekscentrum heen, om hier en daar de zandzakken van de schil te legen. Douwe en ik discussiëren altijd om wie er aan de knoppen mag zitten. De hydraulische armen geven de sturing aande schil, enterwijl je zelf opde vaste vloer staat, draaiendegevelsomjeheen.Hetheeftietsmagisch, inzo’nruimtestaanenallesinbewegingzienkomen.
Winter ‘26
Gangzone
2 DYNAMIEK EN ARCHITECTUUR
2.1 WIND, ZAND EN BEBOUWING
De beweging van zand gaat natuurlijk hand in hand met de bewegingen van de wind. Alles draait om vertraging en versnelling. Vertraging betekent dat meegevoerd zand de kans krijgt te zakken en achter te blijven terwijl de wind haar pad vervolgt. Versnelling betekent het ver meevoeren van het zand, zeker de lichtere korrels. Het betekent ook het oppikken van meer en meer zand, met slijtage als gevolg.
Daarom is ook het volgende onderzoek van belang: wat doet de wind rond bebouwing en hoe laat het zich sturen?
Er zijn zes methodes voor het versterken van duinenrijen. Drie methoden die leiden tot verbreding van de duin, en drie methoden die leiden tot verhoging.
2.1.1 Verbreden - vertragen van de wind
1. Eco-trapping: het gebruik maken van vegetatie als natuurlijke windvertrager, met sedimentafzetting tot gevolg. Zie ook de eerder beschreven vormen van grassen en wanneer welk soort gras groeit.
2. Hekwerken: er zijn twee soorten hekwerken: gesloten en half-gesloten hekwerken. Bij de laatste wordt de wind vooral afgeremd in plaats van afgewend. Bij de gesloten versie kan voor het hekwerk een ophoping tot 1m ontstaan. Bij de open structuur kan gebruik worden gemaakt van materialen die, eenmaal onder het verzamelende zand, langzaam vergaan. Zulke constructies zijn tevens eenvoudig (her)plaatsbaar, wat meegroeien of stimulatie op andere plekken makkelijk mogelijk
maakt. De tussenafstand van de gesloten delen is bepalend voor de zandophoping erachter. Hoe meer gesloten het hekwerk, hoe korter maar hoger de duinvorming zal zijn. Hoe meer tussenafstand, hoe meer wind er doorheen kan en dus ontstaat er een vrij lange, afgevlakte duin.
3. Zandstaarten van niet-verhoogde gebouwen. Een zandstaart ontstaat als de wind en het zand tegen een object botsen. De wind vertraagt tijdelijk door de botsing en wijkt uit voor het object. Het zand wordt door de korte vertraging om het object heen afgezet. Deze afzetting noem je een zandstaart. De zandstaart hoopt zich om een kubus dan ook op in hoefijzervorm. Verschillende windrichtingen kunnen meerdere hoefijzers combineren tot een grotere duinvorm. De meest invloedrijke ontwerpparameter voor het bevorderen van depositie is het naar de wind gerichte oppervlak. Wanneer wind een gebouwoppervlak raakt, wordt tweederde van de wind naar boven over het gebouw geleid en een derde naar beneden en naar de zijkanten. Het uitbreiden van het naar de wind gerichte
Erosie en afzetting in staartvorm
oppervlak vergroot de winddivergentie, waardoor de staarten verlengd worden.
Voor duinverbreding is het het beste om de zandstaarten relatief kort te houden, om zo het sediment in het duingebied te verdelen. Hoe breder ze worden, hoe grotere barrière ze eigenlijk vormen richting het achterliggende gebied. Door een smalle gevel van een gebouw naar de dominante wind te oriënteren, kan er naar vorming van korte staarten gestuurd worden. Zoals in de afbeeldingen te zien is staat een kopgevel van 3 meter breed ongeveer gelijk aan een staart van 15 meter. Een kopgevel van 20 meter breed, vormt een staart van 56 meter.
Om de rijeffecten van gebouwen en zandophoping te meten kan de formule g= G/y worden gebruikt.
G = de tussenafstand tussen de bebouwing y = de hart op hart afstand van gebouwen.
Alles met een uitkomst lager dan 0,50 zorgt voornamelijk voor afzetting vóór de rij. Rond 0,67 is voordelig, omdat de tussenstaarten samen uitgroeien tot 1 grotere ophoping. Vanaf 0,80 worden de staarten weer op zichzelf staand, wat de effecten vermindert. (van Bergen, 2023)
3 3 3 3 3
3:6 = 0,5
Losse staarten, ophoging voor gebouwen
Staartvorming
3 3 3 6 6 9
6:9 = 0,67
Staarten werken samen
2.1.2 Ophogen - versnellen van de wind
1. Horizontale trechters: een trechtervorm versnelt wind plaatselijk, pikt in die versnelling sediment op, waarna het bij vertraging het meegenomen sediment kan afzetten. Er zijn twee ruimtelijke mechanismen die kunnen worden gebruikt om duinverhoging te bevorderen. Ten eerste V-vormige gebouwen, waar de wind tussendoor geperst wordt met erosie en verre afzetting als gevolg. Bovenop duintoppen of zelfs, door kerven heen, verder. Ten tweede het schuin plaatsen van gebouwen, waardoor de langere, asymmetrische staarten ontstaan. Die staarten begeleiden de wind richting de duinen. Als de schuine gebouwen dichtbij genoeg staan en de staarten lang genoeg zijn reiken ze ook zelfs tot de toppen van duinen, wat de hoogtegroei bevorderd (van Bergen, 2023) (Fleming, 2015)
een gebouw. Achter deze hogere palen ontstaan staartpatronen. Om maximaal effect te hebben van trechtervormige winden moeten de gebouwen dicht aan de voet van de duinenrij staan. Zo blijft de wind lang gecomprimeerd en komt het tot grotere hoogte, waar het zand boven of achter de duinenrij kan worden afgezet.
Het nadeel van het bouwen op palen is dat er extreme kuilvorming en ophopingen kunnen ontstaan. Rond de palen vinden veel windbewegingen plaats, die zorgen voor een zandlandschap dat grote verschillen in hoogtes kent. Kuilen slijten verder uit en ophopingen groeien door, waardoor ze uiteindelijk voor het zand de weg naar de duinen blokkeren. Zo zien we ook dat op Vlieland, om de 2/3 maanden, shovels in actie moeten komen om het strandpaviljoen toegankelijk te houden. (van Bergen, 2023)
<1m : ophoping voor + vlak achter
Trechtervormige opstelling
2. Verticale trechters:
Door gebouwen op palen te zetten ontstaat er een windversnelling onderlangs. Gebouwen op palen tot 0,5m houden de wind nog steeds tegen. Palen van 1-2m zorgen wel voor een versnelde windstroom onder het gebouw door. Palen van 1-4m hoog zorgen voor versnelde wind en voorkomen ophopingen voor
1m : minimale ophoping voor + doorstuiving naar achter
>1m : uiteindelijk blokkades voor doorstuiving
3. Opstuwen: een laatste vorm van versnellen is een gebouwvorm met optuwing van de wind tot gevolg. De wind botst licht, hoopt zich op, maar krijgt tegelijk voldoende bewegingsruimte om door te bewegen. De combinatie van de korte botsing met een vrijwel meteen vervolg zorgen voor de versnelling. Andersom werkt het anders: de wind komt dan in een soort vrije val onder begeleiding van het schuin aflopende gebouw, waardoor er eerder vertraging dan versnelling optreedt.
Het voornaamste probleem met de huidige bebouwing aan kustgebieden is dat ze de dynamiek blokkeren. Het zijn veelal simpele recht toe, recht aan gebouwen die op het maaiveld staan. Hier komt ook nog eens bij kijken dat deze bebouwing vrijwel nooit verplaatst. De natuur krijgt geen kans zich te herstellen of de benodigde dynamiek in gang te zetten. (van Bergen, 2023) (Fleming, 2015)
Opstuwing wind
2.2 REFERENTIES DYNAMIEK EN ARCHITECTUUR
2.2.1 Building With Nature
In 2022 heeft er op de Zandmotor (een Megasuppletie-project) een pilot plaatsgevonden waarin onderzoek gedaan werd naar de effecten van bebouwing op zandverstuivingen. De proefopstelling bestond uit 6 ‘huisjes’ op schaal. Allen met net andere eigenschappen, om de effecten van vorm, positie en oriëntatie vast te kunnen leggen. De projectleider van het onderzoek was landschapsarchitect Janneke van Bergen. De belangrijkste reden voor het onderzoek is het gebrek aan informatie over de verhoudingen tussen verschillende functies in kustgebieden. Die zitten elkaar vaak in de weg. Van Bergen: “Recreatieve strandbebouwing houdt bijvoorbeeld nu zand tegen dat eigenlijk door moet stuiven, of het zorgt juist voor minder plantgroei waardoor erosie ontstaat.” Hoe kunnen de verschillende functies elkaar juist versterken?
Belangrijk in het onderzoek was het principe ‘Building with Nature’: het gebruik maken van zand als gebiedseigen materiaal. Ook van natuurlijk processen als wind, ter bevordering van duinaangroei, wordt gebruik gemaakt. Harde zeekeringen, zoals dijken, vallen er juist buiten.
In de pilot werd een aantal dingen duidelijk. Van Bergen: “Wat opviel was dat rijbebouwing veel zand tegenhoudt waardoor duinen minder goed aangroeien. Maar we hebben ook ontdekt dat paviljoens op pootjes er juist voor kunnen zorgen dat het zand hoger het duin opblaast, terwijl kleine strandhuisjes met de kop in de wind kunnen zorgen voor lokaal meer zandafzetting direct achter de huisjes. Zo kunnen duinen juist breder worden.”
Door het landschap en de daar aanwezige architectuur anders in te richten zou het dus mogelijk zijn om duinvoming te beïnvloeden.
(van
Bergen, 2023)
Foto testobjecten zandmotor
bron: artikel: Building with Nature
2.2.2
Het Duinkarkas
In 2016 heeft er op Vlieland een Casestudy plaatsgevonden naar aanleiding van het afstudeeronderzoek van landschapsarchitecten Inge Kersten en Jorrit Noordhuizen. Het object dat zij ontwierpen kreeg de naam ‘Duinkarkas’.
Het duinkarkas is een mooi voorbeeld van het eerder besproken verbreden door hekwerken. De open constructie vertraagt de wind en zorgt voor een duinvorming vlak achter het object. Na de test op Vlieland, die zo’n 6 weken duurde, konden de volgende conclusies getrokken worden:
• Achter het karkas ontstond een zand-kopie van de vorm van het karkas. Opvallend hierin is dat het zand minder in de constructie zelf blijft hangen dan voorspeld.
• Het karkas bleef zichtbaar, waardoor het groeiproces en de dynamiek goed leesbaar bleven.
• Er was sprake van zeer snelle duinvorming in de eerste week. Daarna vlakte de groei een aantal weken wat af en waren de verschillen kleiner.
• Rond week 5 en 6 was er een enorme ontwikkeling in de groei te zien. Er werd veel zand verplaatst en er ontstonden herkenbare duinen.
• Na verwijdering nam het natuurlijke proces het weer over; omdat het zand niet vastgezet was met duingrassen waren er een paar winderige dagen nodig om de gevormde duin weer af te vlakken.
• Het experiment had een zeer lokale impact en heeft geen waarneembare verstoring in de omgeving opgeleverd.
• Dankzij de afgeschuinde vorm bleek er geen kuilvorming te ontstaan vóór het object, waar dit bij rechte objecten wel altijd het geval is. De wind en het zand worden begeleid.
(Kersten en Noordhuizen, 2017)
Karkas op het strand van Vlieland
bron: Dutch Design Daily
Omtrek duin gelijk aan omtrek karkas
Hoogtes duin gelijk aan hoogtes karkas
Blokkade wind > kuilvorming
NOORDZEE STRAND DUIN KARKAS DUINOVERGANG
Situatie op het strand
Begeleider wind
Halfopen constructie
• Vertraging wind
• Zandafzetting
2.2.3 Halley VI, onderzoekscentrum Antarctica
Net als zand heeft ook sneeuw de eigenschap mee te bewegen met de wind. Dit door Hugh Broughton Architects ontworpen onderzoekscentrum op Antarctica heeft effect op het sneeuwlandschap. Net als in het zand, vormt het gebouw hier ook een obstakel waar zich kuilen en ophopingen kunnen vormen. Dit heeft gevolgen voor de toegankelijkheid van het gebouw. Daarom is het onderzoekscentrum op gigantische stalen ski’s ontworpen. Dankzij de hydraulisch aangedreven poten kan het station steeds verder uit de sneeuw ‘klimmen’. Als de ophopingen het hydraulisch bereik overstijgen kan het onderzoekscentrum, dankzij de ski’s, naar een vlak stuk terrein gesleept worden.
Buiten de sneeuwvorming is het ook nog eens zo dat de ijsplaat waar het gebouw op staat, met zo’n 400 meter per jaar richting de oceaan beweegt. De ski’s worden ook gebruikt om het gebouw bij de zee vandaan te slepen.
Het onderzoekscentrum is opgebouwd uit modules. Deze kunnen uiteindelijk uit elkaar worden gehaald als het onderzoek voltooid is. De blauwe modules zijn vrij sober en doelmatig ingericht. De locatie is afgelegen en vraagt om minimalisme. De rode module is een plek voor vrije tijd en vermaak, waar meer comfort is aangebracht.
bron: Hugh Broughton Architects
Onderzoekscentrum Halley VI, interieur
Onderzoekscentrum Halley VI, exterieur
2.3 CONCLUSIE
In de verschillende onderzoeken heb ik gekeken wat de invloed van bebouwing op de zandverstuivingsprocessen is, met verbreden en ophogen als achterliggend doel. Welke architectonische uitgangspunten zorgen voor verbreding van het duinlandschap en welke voor ophoging/doorstuiven?
1. Verbreding Op Vlieland heeft een kleine studie plaatsgevonden met het ‘Duinkarkas’. Dit is een goed voorbeeld van hoe verbreding gestuurd kan plaatsvinden door het inzetten van architectuur. De open constructie vertraagt de wind en zorgt voor duinvorming vlak achter het object. Een tweede manier voor verbreding is de wind op een gebouw laten botsen. Hierin is positie ten opzichte van de wind én het duin belangrijk.
2. Ophogen/doorstuiven het ophogen en doorstuiven is afhankelijk van de hoeveelheid wind. Hoe sneller de wind, hoe meer zand het oppikt en (ver) weer afzet. Een manier om de wind te versnellen is een gebouw in V-formatie. Een met Prof. Jan Mulder besproken andere techniek is een langzaam oplopend gebouw. De wind wordt daardoor steeds compacter gestuurd en versnelt uiteindelijk.
Deze architectonische uitgangspunten vormen het ontwerp in hoofdmassa. Het gebouw moet zowel geschikt zijn voor de verbreding (de wind dus laten botsen) als voor ophoging (de wind kunnen versnellen). Omdat er weinig bekend is over verdere nuances binnen deze theorie zal dat de volgende laag binnen het ontwerp zijn. Een ontwerp waarmee onderzoek gedaan kan worden naar de optimale bouwvorm voor versterking van de duinen.
Ik ben naar de oostpunt van Vlieland gefietst. Boten engraafmachineszijndrukindeweeromdevolgende suppletietevolbrengen.Indevertezieikdeveerboot aankomen. Het is fris maar prachtig weer en het dek staat zo te zien bomvol. Nog geen vijf minuten later draaitdebootlangsdeoostpuntenzieikzeshanden enthousiast zwaaien. Ik zwaai terug en wijs naar het bord naast me: ‘Vlieland Groet U’.
We besluiten wat te lunchen bij Strandpaviljoen ‘t Badhuys.Alswedestrandovergangoverlopenvraagt mijn broer aan zijn dochters om bij hem te blijven. Rond ‘t Badhuys is het een af -en aanrijden van shovels.Eensindezoveeltijdwordendeophopingen rond de funderingspalen verwijderd. ‘Hebben jullie nou al eens wat resultaten geboekt zodat dit niet meer hoeft?’ vraagt mijn broer met een grijns van oor tot oor.
Alswelateropdemiddagbijhetonderzoekscentrum zijn,laatikmijnbroerennichtjesdeslaapkamerszien. Derondleidinggaatverderlangsalleruimtesvanhet onderzoekscentrum en eindigt buiten, waar de zon inmiddelsverdwenenis.Iklegmijnnichtjesuitdatde duinen die ze hier en daar zien, ontstaan zijn dankzij het gebouw. Ze vinden het maar matig interessant. Evenlaterstaanzewelvolverwonderingnaardearm te kijken die vijf seconden geleden door een harde windvlaag naar voren schoot. Ik loop naar ze toe en ikverteldatergraszadenindekopvandearmzitten. ‘Elkekeerals‘ienaarvorenschiet,vallenergraszaden in deze jonge duin. Zo groeit het duingras sneller aan en blijft de duin op zijn plek.’ Dit lijkt ze meer te boeien en zo blijven we nog een poosje wachten op de volgende windvlaag. k grabbel in mijn jaszak en vindnogeenplasticzakjemetzaden.Iktildemeiden éénvooréénopenlaatzedekopbijvullen.
DEEL 2 ONTWERP
3 DOELEN IN HET LANDSCHAP
Zoals eerder beschreven is het onderzoekscentrum opgebouwd uit een soort modules. Ze kunnen gekoppeld worden tot twee langwerpige gebouwen om de wind te versnellen. Ze kunnen ook gekoppeld worden om vier kleinere gebouwen te vormen, om de wind te laten botsen en dus te vertragen.
Op de volgende pagina’s neem ik je mee in de doelen van het onderzoekscentrum in het landschap. Ik heb hiervoor een eerste testlocatie aangewezen op Vlieland. Een plek nabij de ‘bewoonde wereld’ zodat er veel mobiliteit plaats kan vinden. Maar belangrijker nog: een plek waar de voorste duinenrij op dit moment vrij laag en beschadigd is. Het is een eerste testlocatie, omdat het onderzoekscentrum verplaatsbaar is. Dit zodat de natuur haar gang weer kan gaan, maar ook om op meerdere locaties testen uit te kunnen voeren.
De volgende pagina’s vormen een doorlopend stroomdiagram, die als stappenplan dient voor de onderzoekers. Eerst laat ik kort de bestaande situatie zien. In het stroomschema is een jaar bewust opgedeeld in een zomer -en winterperiode en dat heeft alles te maken met de dominante windrichting: • zomer: de windrichting is overwegend west en dat betekent dat de wind vrijwel parallel langs de zeereep waait. Een ideale wind om te verbreden. In deze periode bestaat het onderzoekscentrum dan ook uit vier volumes, die zo gepositioneerd zijn dat er onderzoek naar de grootst haalbare staartvorming gedaan kan worden.
• winter: windrichting is veelal noord/noordwest en dat betekent dat de wind recht op de zeereep staat. Een ideale situatie voor het krachtig doorstuiven van het zand naar de toppen van de duinen en verder.
Naar aanleiding van het gesprek met Jan Mulder heb zijn de effecten na een jaar onderzoek in beeld gebracht. Hier moet bijgezegd worden dat dit een indicatie is. Het idee van de stroomdiagram is dat de onderzoekers na dit jaar kunnen zien of het resultaat voldoende versterking heeft opgeleverd. Zo ja: door naar de volgende locatie, zo nee, zal een herhaling van een zomer en winter periode nodig zijn. In die periode kunnen dan opnieuw verschillende dingen onderzocht worden. Daarover straks meer.
In de zomerperiode wordt naast het verbreden van de duinen ook de onderzoekslocatie voorbereid voor de winter. In de winter wordt het onderzoekscentrum dusdanig neergezet dat de wind tussen de gebouwen versnelt. Deze versnelling heeft, waarschijnlijk, meer effect als er in de duin al een kleine kerf gemaakt is. De versnelling slijt de kerf dan op hoger tempo verder uit waardoor het zand ver naar achter meegenomen wordt.
In de zomer -en winterperiodes breid ik het onderzoekscentrum uit met een soort hekwerkachtige constructies. Deze vertragen de wind en dat zorgt voor nieuwe duintjes. Ze staan als losse objecten in het landschap opgesteld en zijn net als het onderzoekscentrum koppelbaar en verplaatsbaar.Ik noem ze: Zandpieren, als verwijzing naar de zeepier, waar ook zand aan de voorkant binnenkomt om aan de achterkant een ophoping te vormen.
Eersteonderzoekslocatie
DOMINANTE WIND
3/4 jaar: ZW
1/4 jaar: NW
Zomer Winter Resultaat Voldoende versterking?
Nee = herhalen + = ja nee
Ja = verplaatsen
Overzicht van het stroomschema
Vlieland
Situatietekening startlocatie onderzoek
Wandelpad
Fietspad
Doorsnede startlocatie onderzoek
Afstand in meters
Hoogte + NAP
Stappen zomer:
Begin ondiepe kerf in duinenrij door graafmachine.
Duinovergang voor wandelaars verplaatsen naar ondiepe kerf: dynamiek van de mens houdt de kerf plantvrij.
Verleggen fietspad om toekomstige doorstuiving ruimte te geven.
Duinverbreding dankzij botsende wind op de 4 gebouwen.
Duinverbreding dankzij vertragende wind achter de zandpieren
ZOMEROPSTELLING
DUINVERBREDING
Het botsen van de wind op het gebouw veroorzaakt staartvorming: jonge duinen worden gevormd
De wind wordt getrechterd door tussen de gebouwen. Dankzij deze versnelling ontstaat een brede kerf met doorstuiven als resultaat.
ophoging van
verbreding van ± 10m
ophoging van ± 0,5m
Zeespiegelstijging
Hoogte + NAP
Afstand in meters
Verbreding in meters
IS DIT VOLDOENDE DUINVERSTERKING OP DEZE LOCATIE?
HERHALEN
verbreden
doorstuiven
VERPLAATSEN ja nee
verbreden
doorstuiven
HERHALEN
van een zomer- en winteropstelling op dezelfde locatie levert na meerdere jaren de volgende verwachte resultaten op.
verbreding van
ophoging van ± 2m
ophoging van ± 2m
Zeespiegelstijging
Hoogte + NAP
Afstand in meters
Verbreding in meters
De mineralen die zich in het vers aangewaaide zand bevinden zorgen voor herstel van de biodiversiteit in de nu grijze (dode of eentonig begroeide ) duinen.
van het onderzoekscentrum naar een nieuwe locatie: 200 meter verderop of zelfs 2 kilometer, maar net waar nodig.
Als het onderzoekscentrum verplaatst wordt zal er opnieuw begonnen worden met een zomeropstelling. Tegelijk wordt ook weer voorbereid voor de winterperiode en wat er nu bij komt: het herstellen van de oude onderzoekslocatie. De kerf die hier gemaakt is zal door de zandpieren versnelt weer dichten.
Opstart:
Begin ondiepe kerf in duinenrij door graafmachine.
Duinovergang voor wandelaars verplaatsen naar ondiepe kerf: dynamiek van de mens houdt de kerf plantvrij.
Verleggen fietspad om toekomstige doorstuiving ruimte te geven.
Herstel:
Herstel duinkerf dankzij zandpieren
Verbreding:
Duinverbreding dankzij de onderzoekscentrum
Wandelpad
Fietspad
Opwekking windenergie
Waterzuiveringsinstallatie
Dominante windrichting
Te amoveren
Delentestaatvoordedeur.Dewindvanuithetnoorden draait steeds vaker door naar een westenwind. Dit betekent dat we het onderzoekscentrum binnenkort weer opdelen in vier gebouwen. Ik kom aan in de monitorruimte, nadat ik buiten de laatste metingen heb uitgevoerd. Dit samen met de laatste analyses moeten de doorslag gaan geven: blijven we hier, voornogeenzomerenwinter,ofheeftervoldoende duinversterking plaatsgevonden en kunnen we naar eenvolgendelocatieverhuizen?Douweenikhebben eigenlijk al wel door dat het de laatste optie zal zijn. Na een tweede jaar op deze plek met de nodige aanpassingen in de opstelling en vorm van het onderzoekscentrum, moet het resultaat voldoende zijn. We zijn twee weken geleden samen al naar een plek zo’n 300 meter verderop geweest. Wat ons betreft een mooie locatie om het onderzoek de aankomendezomertevervolgen.
We weten uit het onderzoek inmiddels wat de hoofddoelen zijn en welke gebouwsamenstellingen daarbij horen. De winter, als het onderzoekscentrum uit twee gebouwdelen bestaat en de zomer, als het meerdere gebouwdelen zijn. Deze twee opstellingen zijn de basis voor respectievelijk versnellen (ophogen) en vertragen (verbreden) van de wind en het zand.
Nu is het tijd voor het deel van het ontwerp waarmee verdiepend onderzoek naar de sturing van dynamiek gedaan kan worden. Hoe is versnelling, vertraging en sturing in verschillende situaties te optimaliseren?
Het onderzoekscentrum is als gebouw zijnde ook het ‘onderzoeksobject’. Er zijn verschillende configuraties van volumes en vormen nodig om het onderzoek naar de optimalisatie van duinversterking uit te kunnen voeren. Dankzij verplaatsen, koppelen en knikken van het onderzoekscentrum is het onderzoek naar de effecten van die verschillende configuraties mogelijk:
• Verplaatsen: om de optimale afstand van het gebouw tot de duin te bepalen, maar ook voor de optimale onderlinge afstand. Hoever moeten de gebouwdelen bijvoorbeeld uit elkaar staan om de optimale windsnelheid voor verre doorstuiving te behalen?
• Koppelen: wat is het effect als een gebouwdeel verlengd of ingekort wordt? Waardoor krijgt de wind meer sturing?
• Knikken: zowel in de plattegrond als in doorsnede. Een onderzoek naar de gebouwvorm
in plattegrond houdt simpel gezegd in dat het gebouw een rechte of gekromde vorm aan kan nemen. Wat doet dit met de wind en het zand? En wat is het effect in samenwerking met de houding van het gebouw, gezien vanuit de doorsnede? Ontstaat er meer windbundeling als het gebouw de wind begeleid? Hoe ver kan de gevel naar voren hangen om genoeg botsing te creëren voor de afzetting van het zand?
Het architectonisch ontwerp vraagt dan ook om een flexibel karakter. Die flexibiliteit moet alle bewegingen in één gebouw mogelijk maken. Een ontwerp op het snijvlak van machine en architectuur.
VERPLAATSEN AFSTANDEN
KNIKKEN IN PLATTEGROND
Schematische weergave onderzoeksmogelijkheden binnen flexibile architectuur
KNIKKEN IN DOORSNEDE KOPPELEN KRIMPEN EN GROEIEN
4.1.2 Flexibiliteit uit de natuur
Flexibiliteit en architectuur komen zelden samen. Een vraagstuk, waar horizontale- en verticale bewegingen bij elkaar moeten komen, heeft dan ook geleid tot ‘afkijken’ in de natuur. De natuurlijke omgeving van de zee, het strand en de duinen vraagt om een oplossing in deze context. De natuur is in veel opzichten flexibel. Veel planten en dieren hebben het vermogen zich aan te passen ontwikkeld. Ze kunnen meebewegen met hun omgeving. Een relevante eigenschap voor dit onderzoekscentrum. (Benyus, 2002)
Er zijn dieren die de eigenschap hebben in segmenten te groeien, zoals de zeepier. Een wormachtig beestje dat in de vloedlijn leeft. Het werken met segmenten of modules is de basis van het principe ‘doorkoppelen’, de groei en krimp van het onderzoekscentrum.
De flexibiliteit tussen- en binnen de modules heeft zijn opbouw te danken aan het bottenstelsel van zowel de mens als verschillende diersoorten. Zo bestaat de ruggenwervel van de mens uit vaste elementen, de wervels. De flexibiliteit die ervoor zorgt dat we voorover kunnen buigen, is te danken aan de gewrichten tussen de wervels. Dit principe is gebruikt als koppelstuk tussen de wervels (modules) zodat de gebouwen koppelbaar en knikbaar zijn.
Ons bottenstelsel zit algemeen vol met vernuftige verbindingen die beweging en stevigheid in één waarborgen. Kunstenaar Theo Jansen is iemand die voor zijn ‘strandbeesten’ ook veel inspiratie uit de werking van het lichaam van mens en dier haalt. Zijn beesten wandelen, met de wind als motor, over het
strand. Het vereenvoudigd toepassen van dezelfde bewegingen die wij binnen ons eigen bottenstelsel kennen, maakt het succes van zijn ‘strandbeesten.’
(Jansen, 2016)
In het onderzoekscentrum is er uiteindelijk, door toepassing van ribben (spanten), een kop en een staart een technisch, beestachtig onderzoekscentrum ontstaan. De natuurlijke referenties zijn in het ontwerp vertaald naar technische verbindingen, die hun uitwerking vinden zonder poespas. Een onderzoekscentrum dat, vanuit technische soberheid, vooral in dienst staat van de toekomst van ons duinlandschap.
In de volgende paragrafen zal het ontwerp verder toegelicht worden. Een architectonische samenkomst van het waarborgen van de onderzoeksmogelijkheden, het uitgangspunt om de flexibiliteit tot in detail zichtbaar te maken en de keuzes die geleid hebben tot materiële inpassing in kustgebieden.
KIJKEN NAAR DE FLEXIBILITEIT VAN DE NATUUR WERVELS, RIBBEN, GEWRICHTEN EN TISSUE
GEWRICHT WERVEL
Abstracte schetsen deel ruggenwervel
EN DAT RESULTEERT IN EEN FLEXIBEL GEBOUW VOOR:
• het zowel verbreden als verhogen van de duinen
• omgaan met een wisselende dominante wind
• het mogelijk maken van verdiepend onderzoek
Zijaanzicht onderzoekscentrum
4.2 REMONTABEL EN ADAPTIEF
4.2.1
Vervoeren
Het onderzoekscentrum wordt op een lastig bereikbare plek gebouwd. Het gebouw is om die reden als bouwpakket ontworpen. Hierbij is rekening gehouden met de afmetingen voor vervoer per vrachtwagen en boot. Het ontwerp heeft daarnaast droge verbindingen. Daardoor kan het gebouw gemakkelijk gedemonteerd worden, voor sloop of verplaatsing over grote afstand.
4.2.2
Verplaatsen - positie bepalen
De poten met rupsbanden zijn de fundering van het onderzoekscentrum. Met als referentie naar bijvoorbeeld graafmachines, hebben de rupsbanden voldoende grip om zich op het strand te verplaatsen. Er zijn vanuit het onderzoek verschillende redenen om het onderzoekscentrum verplaatsbaar te maken. Zo is er geen vaste onderzoekslocatie aangewezen, zodat de gebouwen in de zomer- en winterperiodes verplaatst kunnen worden. Ook de onderlinge afstand tussen de gebouwdelen en de afstand tot de duinenrij zijn het onderzoeken waard.
Dankzij de hydraulische armen, die de rupsbanden met de vloer verbinden, kan het gehele centrum een stuk uit het zand getild worden. Zo kan het gebouw zonder demonteren verplaatst worden. Ook zorgen ze ervoor de vloer altijd waterpas ligt. Alle hydraulische armen hebben een felgele kleur om op te vallen en de bewegingsmogelijkheid te laten spreken voor de toeschouwer.
POTEN - RUPSBANDEN
4 rupsbanden per wervel
Hydraulische arm
1. Om de gehele schil vóor verplaatsing van het maaiveld te kunnen tillen.
2. Voor een waterpas vloer.
Ribben opgetild boven maaiveld voor verplaatsing
Vloer altijd waterpas 1.
4.2.3
Opbouwen en Verankeren
De vloer is tevens demontabel opgebouwd uit houten delen. Alles is droog verbonden door middel van knikvaste verbindingen of moeren en bouten. De vloer van één module kan in twee losse panelen naar de locatie vervoert worden. Tussen de houten balken is isolatie aangebracht en aan de onderzijde hangen de installaties die op verschillende plekken naar boven gebracht kunnen worden. Met schroefpalen die verbonden zijn met de vloer kan het onderzoekscentrum verankerd worden. Elk vloerdeel is de basis van één module. Omdat iedere vloer dezelfde opbouw heeft zijn ze uitwisselbaar en vormen ze de fundering voor iedere module
Koppeling vloerdelen
Bouten en moeren + houten vlinderverbinding
Installatiesbuizen
Bevestiging aan dwarsbalken
U-profiel schuifsysteem verdiept in balklaag voor de bevestiging van de binnensegmenten
U-profielen
t.b.v. bevestiging trap of vloerplaat
Schroefpalen
t.b.v. opvangen horizontale krachten
3 VLOER
4.2.4 Knikken - doorsnede
De schil, opgebouwd uit houten spanten (ribben), is net als de vloer de basis van één module. De schil wordt op verschillende punten bevestigd aan de vloer en maakt de verbinding met het maaiveld, om zo de wind en het zand te sturen. Tussen de spanten zit ETFE-folie gespannen, dat met harde wind hoorbaar en voelbaar zal trillen. De samenkomst van hout en zeil is ook herkenbaar terug te vinden bij de bouw van de strandtenten die aan kustgebieden te vinden zijn. De eenvoud van een houten constructie met een zeil/folie ter afdichting is de basis van het ontwerp.
De schil is de wind- en waterdichte laag. Het is het element dat de sturing aan de dynamiek van wind en zand geeft. Verandert er iets in de schil, dan is die verandering ook vrijwel direct zichtbaar in het landschap.
De belangrijkste eigenschap van de schil is dat de spanten een andere vorm aan kunnen nemen. Daar waar de houten delen samenkomen, zijn ze knikbaar. Zo kan het gebouw een hoog, taps oplopende vorm aannemen. De wind wordt zo van beide zijden licht afgeremd. Zo kan het gebouw vormen aannemen waarin het afremmen, begeleiden of botsen van de wind gevolg zijn en onderzocht kunnen worden.
De hydraulische armen, die ook hier terugkomen, dragen niet alleen deels de schil, maar geven ook sturing aan de gewenste beweging. Feitelijk kan de vorm van de schil op ieder gewenst moment, met één druk op de knop, aangepast worden.
Tenthuis Vlieland bron: Tenthuis Skelp
ETFE folie, transparant of translucent wit Ingeklemd tussen houten rib en lat
FLEXIBELE SCHIL
Zandzakken
Voor de verbinding van de folie met het maaiveld
RVS gewricht in schuifsysteem Maakt hoekverandering in schil mogelijk en vangt de minimale verandering in hoogte op.
Hydraulische armen
T.b.v. opvangen verticale krachten + verankeren hoek van de ribben
4.2.5 Koppelen
Zodra de losse modules met vloer en schil opgebouwd zijn, zijn ze koppelbaar. Dat kan door modules rechtstreeks aan elkaar te koppelen of door hier een ‘gewricht’ tussen te plaatsen. Zo kan er gebouwd worden aan de eerder besproken zomeren winteropstellingen. Tevens kan onderzoek gedaan worden naar de benodigde lengte van het gebouw of een gebouwdeel. Lijkt de wind niet genoeg snelheid op te bouwen? Wellicht met een module erbij wel.
Dankzij de koppeling met een gewricht wordt de winden waterdichte schil van de modules doorgetrokken. De vloeren worden eenvoudig verbonden door de plaatsing van een los vloer element. Deze schuift in de vaste U-profielen die onder de vloer bevestigd zijn. Het losse vloerelement is gebaseerd op de vloerdelen zoals die van het flexibele tussenstuk bij treinstellen. Ook de installaties, die onder iedere vloer hangen, worden met flexibele tussenstukken doorgekoppeld.
Het vloer element is smal en geeft daardoor veel zicht op de opbouw van het onderzoekscentrum. Het is een belangrijk zichtpunt in een architectonisch ontwerp dat draait om zichtbaarheid van detaillering en bewegingsmogelijkheden. Het is ook een plek waar je weer even de verbinding met het zand hebt.
4.2.6 Knikken - plattegrond
De zojuist genoemde gewrichten zorgen naast een wind- en waterdichte koppeling ook voor de nodige flexibiliteit. Anders dan bij de rest van de schil, waar ETFE-folie gebruikt is, bestaat het gewricht uit latex.
Een rekbaar, wind- en waterdicht materiaal. Naast dat het de vormverandering van de schil opvangt, zorgt het ook voor de flexibiliteit in de plattegrond. Het onderzoekscentrum kan als een slang vormgeven en veranderen van een rechte lijn naar een gebouw met één of meerdere krommingen. Zo is er onderzoek mogelijk naar de effecten van een knik. Heeft het bijvoorbeeld effect op waar het zand terecht komt? Kan een knik zorgen voor meer wind in een trechter?
GEWRICHT
Verbindingsvloer tussenstuk
• Vergelijkbaar met tussenstuk van een trein
• Twee over elkaar draaiende - en schuivende platen om te anticiperen op hoogteverschillen en hoekverdraaiingen
4.2.7 Inrichten - functies
De flexibiliteit in plattegrond en doorsnede komt terug in alle aansluitingen. Dit maakt isoleren lastig en daarom is het onderzoekscentrum opgebouwd uit twee lagen. Het gebouw bestaat uit een vaste, geïsoleerde kern waar de gebruiksfuncties in zitten en de flexibele, water -en winddichte schil. De schil ‘danst’ om de vaste kern van de vloer en schil heen.
De geïsoleerde kern bestaat uit segmenten. Dit maakt een flexibele inrichting van de modules mogelijk. De segmenten worden aan de geïsoleerde vloer gekoppeld. Een dichte binnenruimte kan samengesteld worden uit verschillende segmenten. Zo zijn er transparante-, gesloten- en wand- en afdichtingssegmenten.
Deze manier van opbouwen heeft meerdere redenen:
• Het vervoer naar de bouwlocatie en de bouw is hier één van. De segmenten worden prefab gemaakt, hebben isolatie en installaties opgenomen en zijn van zichzelf constructief stevig.
• Daarnaast is het een onderzoekscentrum met flexibiliteit als architectonisch uitgangspunt. Het kan zijn dat er na verloop van tijd behoefte is aan een aangepaste functie en dus een andere ruimte-indeling. Bijvoorbeeld de behoefte aan meer of minder personeel, of meer of minder externe bezoekers.
• Er is ook gekozen voor een opbouw uit segmenten vanwege het toekomstpersepectief. Er zal een tijd komen dat het onderzoek kan afschalen of afgerond is. De modules zijn op dat moment eenvoudig anders in te delen door
segmenten (uit) te wisselen. Op die manier kan het bijvoorbeeld ook omgebouwd worden tot een recreatieve functie.
Op basis van de verdeling van de segmenten is het ETFE-folie tussen de ribben van de schil aan te passen. Er is keus uit een transparante en melkwitte uitvoering. Daar waar zicht naar buiten wenselijk is kan een transparante folie toegepast worden.
De segmenten hebben hun stevigheid te danken aan het LVL (Laminated Veneer Lumber (gelamineerd hout)). Het LVL met warme uitstraling is onafgewerkt en past daarmee binnen de eenvoud/soberheid van het gehele ontwerp: hout, folie, roestvrijstaal en aluminium.
Wandelement met deur
• terugliggende isolatie
• deurgreep verdiept in LVL
Wandelement gesloten
• LVL wand
• geïsoleerde binnenschil, terugliggend
Basiselement glas
• LVL constructieve schil + aluminium kozijnen
• ook in uitvoering met deur
Afdichtingselement
• terugliggende isolatie
• plaat houten als binnenafwerking
Basiselement gesloten
• LVL constructieve buitenschil
• geïsoleerd binnenschil, terugliggend
De segmenten worden, op volgorde, in de U-profielen geschoven. Bij een functiewijziging is een andere indeling snel haalbaar
4.2.8
Inrichten - meubilair
Het architectonische uitgangspunt van het zichtbaar maken van beweging en verbindingen is in het meubilair doorgetrokken. De soberheid en doelmatige architectuur komt hier tevens duidelijk naar voren. Net als de binnensegmenten zijn ook de meubels opgebouwd uit LVL. Sommige meubels bestaan uit een stijf LVL element, andere zijn opgebouwd als een bouwpakket, net als het gehele onderzoekscentrum.
MEUBILAIR
De materialisatie is doorgezet in het meubilair. De LVL meubels zijn tevens demontabel ontworpen
4.2.9
Afdichten
Als de binnensegmenten geplaatst zijn kunnen de kop en staart geplaatst worden. Zij zorgen voor de totale afdichting van de schil. In een opstelling met veel aan elkaar gekoppelde modules zijn er uiteraard minder koppen en staarten nodig. Dankzij de eenvoudige opbouw, bestaande uit staven en EFTEfolie, is het gemakkelijk om af te wisselen tussen het plaatsen van een gewricht of van één van de eindstukken. Dit ontwerpprincipe is een afgeleide van de bouw van een tent.
Een kopstuk komt schuin uit het zand op en geleidt de wind en het zand als een schans over zich heen.
Een staartstuk is veel vlakker en staat bijna haaks op het maaiveld. De wind zal hierop botsen en de eerder genoemde zandstaarten veroorzaken. Afhankelijk van de gestelde doelen, versnellen of vertragen van wind, kan een kop- of staartstuk gekozen worden.
Caravanpees voor waterdichte bevestiging ETFE-folie.
Scharnierbare trap, opgebouwd uit houten delen. Bevestiging in U-profielen aan onderzijde vloer
Kop begeleid wind en zand verder
Staart Wind en zand botsen > jonge duinvorming tot gevolg
Buizen gekoppeld middels verticaal- en horizontaal draaiend scharnier
Tentstokken en ETFE-folie vastgezet aan maaiveld middels schroefpalen
Tenthaken klikken om en om aan de buizen die fungeren als tentstokken.
KOP EN STAART
4.3 PLATTEGROND EN DOORSNEDE
4.3.1
Plattegrond
Het onderzoekscentrum heeft geen vaste vorm, samenstelling of indeling. Om toch kort een beeld te schetsen twee voorbeelden, één zomeropstelling en één winteropstelling.
Iedere module heeft een functie. Deze functies zijn dankzij de opbouw uit segmenten makkelijk uitwisselbaar. Buiten de onderzoeksfunctie met vergaderruimtes, werkplekken en de monitorruimte is er ook een werkplaats aanwezig. Op een plek als het strand van Vlieland zijn reparaties geen ondenkbaar scenario, ook voor de zandpieren (hekconstructies). De onderzoekers zullen een dagelijkse afwisseling hebben tussen veldwerk en monitoren. Enigszins vergelijkbaar met het onderzoeksstation in het Poolgebied.
In het ontwerp zijn ook twee studio’s opgenomen waar de onderzoekers kunnen verblijven. Zo is er dag en nacht iemand aanwezig en kan het onderzoek continu plaatsvinden. De gezamenlijke ruimtes zijn ook buiten dienst bruikbaar, voor hobby’s of rust. Zo kunnen de onderzoekers langere tijd verblijven, zeker als een onderzoekslocatie wat meer afgelegen is.
Er zijn vier modules met een installatieruimte. In de zomeropstelling betekent dat dat elk gekoppeld volume een installatieruimte heeft.
Ieder gebouwvolume heeft een ‘kop’. Dit is het driehoekvormige vlak aan een uiteinde van een
gebouwdeel. De kop is tevens de plek waar de entree zit. Een plek waar de onderzoeker, van het soms onstuimige strand, de winddichte schil instapt. Dit bevindt zich nog op maaiveldniveau, waarna het vloerniveau van de modules via een korte trap te betreden is. De gangzone verbindt alle modules binnen een gebouwvolume met elkaar. Het relatief smalle vloerdeel tussen de binnenruimtes en de schil wordt regelmatig onderbroken dankzij de ‘gewrichten’ tussen de modules. Hier opent het onderzoekscentrum zich even in de volle breedte.
studio 2 persoons
studio 4 persoons
voorbeeld van een zomer-opstelling
voorbeeld van een winter-opstelling
PRINCIPE PLATTEGROND
4.3.2
Doorsnede
Zoals beschreven bestaat het onderzoekscentrum uit twee lagen: een vaste, geïsoleerde kern waar de gebruiksfuncties in zitten en de flexibele, water -en winddichte schil.
De gangzone tussen de binnenruimtes en buitenschil is de overgangszone tussen binnen en buiten. De zone is niet geïsoleerd, maar wel wind- en waterdicht. Het is een zone die de zintuigen prikkelt. Het klapperen van de folie door harde wind, het geluid van regen op de schil, het zand dat onder laarzen knispert. De lichtinval is een afwisseling tussen hard, direct zonlicht en een zacht, melkwit licht. Maar ook het zicht op de krachtige constructie, die bij verandering van vorm in beweging komt. Het gevoel als het hele gebouw onder licht protest uit het maaiveld opgetild wordt, waarna de gevelvlakken nieuwe positie kiezen. De wind die voor korte tijd onder de schil doorwaait en langzaam afneemt als het gebouw weer contact maakt met het zand. De laatste beweging vindt plaats als de spanten van de schil zich dankzij het gewicht en de verjonging aan de onderzijde langzaam weer verankeren in het zand.
PRINCIPE DETAIL
LVL (gelamineerd fineerhout) buitenblad met een houtwol-geïsoleerd binnenspouwblad
Schilconstructie Hout, Douglas
ETFE-folie water- en winddichte schil
(Flexibele) verbindingen en bevestigingen RVS
Vloerconstructie Hout, Douglas
4.4 DE
ZANDPIEREN
De zandpieren hebben zoals eerder vermeld als basis een hekwerkconstructie en zijn in doorsnede vergelijkbaar flexibel met het onderzoekscentrum. Naast deze houtconstructie zit er een aantal extra’s aan het ontwerp. De volgende stappen beschrijven wat de volgorde van installeren is.
4.4.1 Verplaatsen
Waar het onderzoekscentrum met behulp van rupsbanden verplaatst wordt, kunnen de kleinere zandpieren voortgetrokken worden door een quad. De zandpieren staan op korte skietjes die de beweging over het hobbelige strand mogelijk maken.
4.4.2 Verankeren
De verankering van de zandpieren is in principe een storm-maatregel. Het gewicht van de zandpier houdt het object in de basis op zijn plek. Mocht verankering nodig zijn is dit mogelijk met schroefpalen in de zandlaag.
4.4.3 Instellen - vorm
De zandpieren kunnen net als het onderzoekscentrum in doorsnede andere vormen aannemen. Laat je de wind botsen of begeleiden? Als de houding naar wens is, is deze te borgen met een vleugelmoer.
VERPLAATSEN
verankering hoek rib schaar met vleugelmoer
verankering in bodem schroefpaal
INSTELLEN EN VERANKEREN
4.4.4 Instellen - dichtheid
Uit het onderzoek kwam naar voren dat de dichtheid van een hekwerk invloed heeft op de hoogte en lengte van de ophoping van zand die zich achter het object vormt. Hoe hoger de dichtheid, hoe korter en hoger de ophoping zal zijn. Bij een lagere dichtheid kan er meer wind op hogere snelheid door het hekwerk heen, waardoor een ophoping laag maar wel lang wordt. Afhankelijk van het gewenste herstel in de lage duinengebieden is dus goed sturing te geven met deze zandpieren.
INSTELLEN DICHTHEID
A. stand verplaatsing
50% dichtheid
35% dichtheid
D. 20% dichtheid
B.
C.
4.4.5 Groeien
Om de nieuw gevormde duintjes of verbredingen op hun plek te houden, is vastzetten noodzakelijk. Wanneer de zandpier verplaatst wordt, waait de nieuwe zandaanwas anders meteen weg. Een natuurlijke manier om dit te doen is door duingrassen te laten groeien. Biestarwegras is hier geschikt voor, omdat deze goed gedijt op zoutwater (zoetwaterbellen ontstaan pas in oudere duinen). Om de natuur een handje te helpen worden de graszaden met een werparm volautomatisch verspreidt. De arm, die aan de zandpier vastzit, maakt bij harde windvlagen een kantelende beweging. Door de botsing tegen een houten staaf komt die beweging abrupt ten einde. Zo worden de zaden, die in de kop van de arm zitten, verspreidt over de jonge duinvorming.
4.4.6 Opwekken
Aan de zandpieren zitten hier en daar punten waar wieken gemonteerd kunnen worden voor de opwekking van energie. Die energie is bruikbaar in het onderzoekscentrum.
4.4.7 Informeren
In plaats van wieken kunnen er op punten ook presentatieborden worden opgehangen om de inwoners en bezoekers uitleg te geven over het doel en de noodzaak van het onderzoekscentrum.
ZAADWERPER
Biestarwegras zaden
Werp-arm voor de verspreiding van Biestarwegras zaden in de nog jonge duinen. Deze zaden komen snel op, houden het zand op zijn plek en maken doorgroei tot een volwassen duin mogelijk.
houder biestarwegraszaden
windvanger, ETFE-folie geklemd in hout
WINDENERGIE
De wieken zorgen voor draaiing van de verbindingsbuis tussen de ribben. Deze buis is verbonden aan een dynamo. De opgewekte energie wordt in het onderzoekscentrum gebruikt.
per stand ribconstructie aanpassing bewegingsruimte dankzij verplaatsbare pinnen
PRESENTATIEBORD
De wieken kunnen vervangen worden door een presentatiebord met toelichting over het onderzoek.
4.5 TECHNISCHE INSTALLATIES
Het onderzoekscentrum heeft geen vaste locatie. Een logisch gevolg is de keus voor installaties die zoveel mogelijk off-the-grid zijn. Het is een gebouw voor de toekomst. Een gebouw dat experimenteel is en de architectuur aan kusten probeert te veranderen. Een gebouw voor ontwikkeling, net als een aantal gekozen installaties. Het zijn nieuw ontwikkelde ideeën of installaties met minimale milieu-impact.
4.5.1
Water en drinkwater
(Drink)water zal beschikbaar zijn dankzij een vooruitstrevend ontwerp dat water filtert en weer bruikbaar maakt. De bron kan zowel afvalwater als zout zeewater zijn. Het gaat om een ontwerp gebaseerd op fotosynthese, ontwikkeld door de Universiteit van Cambridge. Door de warmte van de zon verdampt het vervuilde water en worden de afvalstoffen gescheiden, met onder andere schoon (drink)water als resultaat. (Kras, 2023) Vanaf het onderzoekscentrum kan een flexibele buis aangelegd worden die de zee in gaat. Daar drijft een vlot waar de installaties voor dit proces op geïnstalleerd zijn. Zo is er verbinding met beide bronnen: afvalwater uit het onderzoekscentrum en het zeewater.
4.5.2
Energie
Elektriciteit is de energiebron waar alle apparaten en installaties in het onderzoekscentrum op zullen draaien. Van de stopcontacten tot verwarming en het verbrandingsmechanisme voor het toilet. Buiten de productie van schoon (drink)water, produceert de bovengenoemde fotokatalysator ook waterstof. De waterstof kan in een brandstofcel omgezet worden naar bruikbare elektriciteit.
De wieken, die op de zandpieren zitten, nemen daarnaast nog een klein deel van de energieproductie voor hun rekening.
4.5.3 Riolering
Zoals benoemd kan het vuilwater afgevoerd worden naar het drijvende vlot op zee, om daar gezuiverd te worden.
Riolering voor het toilet is niet nodig dankzij de toepassing van een verbrandingstoilet. Met een krachtige energiepuls worden de resten verhit en omgezet tot as. Eens in de zoveel tijd blijft er een bakje met verbrandingsresten over, wat zo de natuur in kan.
De wind is vandaag ferm maar stabiel en de zon laat zich af en toe zien. Het voelt rustig en aangenaam aan op het strand. Stilte na de storm zullen we maar zeggen, want van storm hebben we de afgelopen dagen genoeg van gehad. Deze zomerstorm heeft meteen zijn effecten achtergelaten in het landschap. De eerste verbredende zandstaarten hebben zich gevormd achter de gebouwen. Bij de één meer dan bij de ander. Douwe en ik zijn naast de metingen ook wat herstelwerkzaamheden aan het uitvoeren. Hierendaarhadhetzware,nattezandzichtegende gebouwen opgehoopt. Dat hebben we waar nodig weerenigszinsafgevlakt.
Het onderzoekscentrum heeft zich verder weerbaar getoond. Het aanbrengen van een aantal spanbanden aan de schil was voldoende. Even leek het er op dat de zee hoog zou komen. Dan hadden we de buitenschillen als rokken op moeten tillen. Zolang het zeewater dan niet hoger dan 1,5 meter komt, blijven de binnenruimtes droog. We hoorden van onze voorgangers dat ze vorig jaar met hoog water en storm het hele onderzoekscentrum over de duinovergang hebben gereden. Zover is het nu gelukkignietgekomen.
Zomer ‘27
Controle
CONCLUSIE
In het artikel ‘ShoreScape’ las ik het volgende: ‘Het landschap is een continu proces in plaats van een vaststaand product. Het landschap verkeert in een continue staat van wording, volledig gebonden aan de effecten van de natuur en tijd. Het ontwerp zal een open einde moeten hebben.’
Dat open einde heeft het ontwerp van het onderzoekscentrum. Wel hoop ik dat er met dit ontwerp handvaten liggen om dusdanig onderzoek te kunnen doen dat er uiteindelijk geen open eindes meer zijn. Dat we weten wat we kunnen en móeten doen om de duinen op een natuurlijke manier weerbaar te maken voor de zeespiegelstijging. Op Vlieland en verder.
VERSPREIDING LANGS DE ZANDKUSTEN
VLIELAND
Herfst ‘27
De laatste week van mijn onderzoek hier is aangebroken. Het is een onstuimige herfstdag. Ik ben naar de hoogste top van de duin geklommen en kijk mijmerend naar het onderzoekscentrum onder me. Ik zit in een natte bult zand, maar dat maakt me niet uit. Normaal zou ik op een plukje helmgras gaan zitten, maar de recente ophoging van de duin maakt dathethiernogrelatiefkaalis.Maargoed,heteffect is dus wel daar. In mijn ooghoek zie ik de collega’s die het stokje gaan overnemen door de kerf naar het onderzoekscentrum lopen. Ze hebben een kijkje genomen bij de doorstuiving achter de duin. Douwe en ik proberen ze deze week nog zoveel mogelijk te laten zien.
Over een jaar kom ik terug om het onderzoek te vervolgen.OfDouwedaarookbijisweetiknogniet.
Ik hoop het wel, we zijn inmiddels goed op elkaar ingespeeld. Ik neem alles nog een keer goed in mij openbenbenieuwdwaarikhetonderzoekscentrum volgend jaar aantref en hoe het landschap er dan bij ligt.
Het onderzoekscentrum in winteropstelling. Links zicht in de kerf die is ontstaan, rechts de zandpieren in opstelling tegen de duinvoet aan.
REFLECTIE
Het afstudeerproces heeft een raar begin gekent. Waar ik in eerste instantie dacht mee te denken over de toekomst van Vlieland, dacht ik dat te doen door balans te vinden tussen toerist en inwoner. Tijdens mijn eerste onderzoek ontstond echter de fascinatie voor het dynamische landschap en de mogelijkheden die ik hierin zie. Ik ben blij dat ik mij heb laten leiden door het proces en deze fascinatie. Het vraagstuk is veranderd, maar het einddoel, meedenken over de toekomst van Vlieland, is nog steeds aanwezig. Ik denk uiteindelijk zelfs sterker dan eerder want: zonder eiland ook geen toeristen.
Ik heb mezelf behoorlijk gepusht om dit afstuderen op hoog tempo te doorlopen. Ik weet van mezelf dat ik beter presteer onder druk en dan ook goede keuzes kan maken. Als ik teveel tijd heb ga ik twijfelen, meer en meer onderzoek doen, om vervolgens terug te komen bij één van de eerste ideëen.
Dat maken van keuzes is altijd al een valkuil geweest. Ik heb de neiging om veel in een ontwerp te stoppen, alle ideëen die gedurende het ontwerpproces bij het concept passen. Tegelijk wil ik dan ook dat het hele verhaal klopt, wat nog wel eens tot complexe ontwerpen en verhalen leidt. Ik heb geprobeerd enorm te schrappen in de doelen voor het landschap, door de focus te leggen op verbreden en doorstuiven. Ik denk dat deze keuze gegrond was, maar nog steeds tot een vrij complex verhaal geleid heeft. Het heeft mij laten zien dat het bij me past: ontwerpen maken die veel kunnen dankzij flexibiliteit vind ik gewoon heel erg leuk.
Vóór deze Master Architectuur heb ik Interieur Architectuur gestudeerd. In die vier jaar studeren
is er een fascinatie ontstaan voor iets wat ik toen ‘aanpasbaarheid’ noemde. Ontwerpen op zo’n manier dat het meerdere doeleinden dient. Dat het ontwerp aangepast kan worden naar voorkeur van de gebruiker óf uit praktische overwegingen.
Bij de aanvang van deze studie heb ik dit bewust losgelaten. Even wat anders en ontdekken wat mij nog meer inspireert.
Ik heb mij in dit project helemaal vastgebeten in alle verbindingen. Alles bekeken en nog een keer bekeken om tot een oplossing te komen die past in het verhaal. Ook in de materialisatie komt dit terug. Na een weloverwogen keus voor de opgenomen materialen, heb ik die materialen ook als kaders genomen en het hele ontwerp daarmee ontworpen. Iets wat bijvoorbeeld in het meubilair terug komt. Een concept doorvoeren van eerste aanzicht tot een detail, dat maakt voor mij ‘mooie’ architectuur. Er is daardoor in dit ontwerp een bepaalde soberheid ontstaan. Een dienende vorm van architectuur die erg gericht is op de functie en concept van het ontwerp. Iets waar ik altijd naar streef en nu hier heb kunnen doen.
Ik heb dit gehele traject, van onderzoek tot ontwerp, afgewisseld in het maken van ontwerpschetsen en de vertaling naar een 3D model. Maar ook het maken van maquettes en het onderzoeken met LEGO hebben veel bijgedragen aan het uiteindelijke ontwerp. Omdat er zoveel bewegingen in dit ontwerp zitten was het soms nodig om te testen of de ene beweging de andere niet in de weg zou zitten. Vooral de technisch LEGO was hierin een absolute uitkomst.
Ik heb mezelf uitgedaagd door in een heel ander vakgebied te duiken. Af en toe was het nodig om weer even terug gehaald te worden naar mijn eigen vakgebied: ‘en hoe ga je dit nu vertalen naar architectuur?’, is de vraag die ik in de eerste fases met regelmaat van mijn mentor te horen kreeg. Het hele bewegelijke Waddenlandschap fascineerde mij enorm en dat doet het nog steeds. Ik heb veel gelezen, nuttige maar ook minder nuttige dingen. Ik denk dat dit efficienter had kunnen verlopen door eerder mijn doelen vast te stellen. Dat gebeurde nu tijdens het gesprek met Prof. Dhr. Jan Mulder. Laten we zeggen dat ik goed voorbereid dat gesprek in ben gegaan: ik had inmiddels wel zo’n beetje alle stukken gelezen. Met Jan Mulder heb ik daardoor in twee uur tijd grote stappen kunnen zetten in de doelen van het ontwerp.
Het benaderen van specialisten die wél in het vakgebied zitten heeft sowieso erg geholpen een weg te vinden in de benodigde informatie. Ook het gesprek met Inge Kersten was daarin nuttig.
De theorie was af en toe vrij droog. Ik ben zelf visueel ingesteld, dus om die fase door te komen en goed te begrijpen ben ik de theorie gaan vertalen naar tekeningetjes. De schetsen die bij de theoretische hoofdstukken terugkomen zijn daar het resultaat van.
Ik merk dat ik gedurende dit hele proces vaak de vraag naar referenties heb gehad. Ik werk liever door eerst zelf na te denken en de vrijheid hebben om zonder kaders te starten. Later, bijvoorbeeld voor specifieke oplossingen, pak ik de referenties er nog wel eens bij. Het was wel een uitdaging om
ieder mee te krijgen in het ontwerp, juist omdat de weging tegenover andere projecten ontbreekt. Ik moet zeggen dat het voor mijzelf af en toe ook even zoeken was. Zoeken tussen dat wat al wel bekent is en vast staan en het onbekende: dat wat nog open staat. Dat laatste is uiteindelijk wat ik heb aangegrepen voor het onderzoekscentrum. Iets wat een open eind met zich mee brengt. Veel indicaties en speculaties. Maar ik denk dat het daar uiteindelijk niet om draait. Ik wilde een onderzoekscentrum ontwerpen waarbij het gebouw zelf het testobject is. Het gebouw heeft uiteindelijk de flexibiliteit die voor het onderzoek nodig is en dat was het doel.
Ik heb plezier gehad in dit proces en opnieuw gezien wat mij drijft als architect. Ik haal energie uit maatschappelijke vraagstukken en het meedenken in oplossingen. Ik ben niet bang om iets te starten zonder referenties. Ik sla aan op een blanco canvas om concepten voor te bedenken en deze helemaal door te trekken, van begin tot eind.
Ik ben op dit moment in contact met Waterschappen. Zij zijn sinds kort, naast dijkversterkingen, ook verantwoordelijk voor duinversterkingen. Ik hoop het ontwerp voor te kunnen leggen en te laten zien dat er op deze manier wellicht onderzoek naar een oplossing mogelijk is.
Ik hoop natuurlijk dat er aandacht komt voor de architectuur aan alle duinkusten. Dat dit onderzoek(scentrum) leidt tot inzichten die te verspreiden zijn langs alle (Europese) kusten. Dat we met zijn allen zorgen voor architectuur die de natuurlijke dynamiek niet langer blokkeert maar versterkt.
LITERATUURLIJST
LITERATUUR
• Janine M. Benyus (2002). Biomimicry, Innovation Inspired by Nature. William Morrow.
• Jansen, T. (2016). De Grote Fantast, Nederland: Nai010 uitgevers.
• Schoorl, H. (2000). De Convexe Kustboog, Texel-Vlieland-Terschelling. Uitgeverij Pirola.
• Doedens, A. & Houter, J. (2010). Vlieland, een Nederlanse geschiedenis. Uitgeverij van Wijnen
• Noordhoff Atlasproducties Groningen (2018). De Bosatlas van de Wadden. De uitgever.
ARTIKELEN
• Fleming, S. (2015). Buildings and Wind: A Software-Based Design Methodology.
• Deltares (2023, maart). Zeespiegelmonitor.
• Deltares (2017). Effect van strandsuppletie op strandbreedte
• Programma naar een rijke Waddenzee (2022, december). Handleiding Dynamisering Zeereep
• Kersten, I. & Noordhuizen, J. (2017, januari). DUINKARKAS, het experiment
• van Bergen, J. (2023). ShoreScape, A landscape approach to the natural adaptation of urbanized sandy shores.
WEBSITES
• Teuwissen, L., & Teuwissen, L. (2018, 18 oktober). Wandelende (en verdwenen) eilanden centraal in Waddenatlas. NOS. https://nos.nl/artikel/2255319-wandelende-enverdwenen-eilanden-centraal-in-waddenatlas
• Vliris Tv ~ Folkert & Nancy. (2021, 6 november). IS VLIELAND KLAAR VOOR DE ZEESPIEGELSTIJGING? Is Vlieland ready for the sea level rise? (eng cc) [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=iVUUEuyGMck
• Gemeente Vlieland. (2024, 20 augustus). Dijkversterkingsproject Vlieland (Rijkswaterstaat). https://www.vlieland.nl/dijkversterkingsproject-vlielandrijkswaterstaat/
• Kras, J. (2023, 14 november). Briljante uitvinding: verrassend simpel apparaat zet vies water om in schone energie en drinkwater. Scientias.nl. https://scientias.nl/briljanteuitvinding-verrassend-simpel-apparaat-zet-vies-water-om-in-schone-energie-endrinkwater/
ADVISEURS
• Inge Kersten - landschapsarchitect - Duinkarkas
• Prof. Dhr. Jan Mulder - deskundige kustgebieden
BIJLAGEN
BIJLAGEN
MAQUETTE EERSTE MASSASTUDIE N.A.V. ONDERZOEK
uitgevoerd. Verschillende objecten op verschillende ondergronden, een fohn en, uiteraard, zand.
uitgevoerd. Verschillende objecten op verschillende ondergronden, een fohn en, uiteraard, zand.
SCHAALONDERZOEK MASSASTUDIE
Brede staartvorming, vanaf object, ver naar achter
Brede staartvorming, vanaf object, ver naar achter
Smallere staartvorming, vanaf object
Smallere staartvorming, vanaf object
Achter object verminderde afzetting, rechtlijnig
Achter object verminderde afzetting, rechtlijnig
Afzetting voor object
Afzetting voor object
Achter object verminderde afzetting, steeds wijder
Achter object verminderde afzetting, steeds wijder
