__MAIN_TEXT__

Page 1

Nummer 1 2018

Verven van aardappelzetmeel SPONG3D Glassandwichpaneel GEVEL 2018 Materials 2018 Challenging Glass 6 Nieuwe terminal Schiphol

EEN

UITGAVE

VAN

SJP

UITGEVERS


INHOUD Innovatieve Materialen is een vaktijdschrift gericht op de civieltechnische sector en bouw. Het bericht over ontwikkelingen op het gebied van duurzame, innovatieve materialen en/of de toepassing daarvan in bijzondere constructies. Innovatieve Materialen is een uitgave van Civiele Techniek, onafhankelijk vaktijdschrift voor civieltechnisch ingenieurs werkzaam in de grond-, weg- en waterbouw en verkeerstechniek. De redactie staat open voor bijdragen van vakgenoten. U kunt daartoe contact opnemen met de redactie.

Uitgeverij SJP Uitgevers Postbus 861 4200 AW Gorinchem tel. (0183) 66 08 08 e-mail: info@innovatievematerialen.nl www.innovatievematerialen.nl Hoofdredactie: Redactie: Gerard van Nifterik Bureau Schoonebeek vof Hoofdredactie: Gerard van Nifterik Advertenties Drs. Petra Schoonebeek

Advertenties

e-mail: ps@innovatievematerialen.nl Drs. Petra Schoonebeek

BERICHTEN 6 Verven en vernissen op basis van aardappelzetmeel

Als een oppervlak moet worden beschermd tegen corrosie, gebeurt dat in 80 procent van alle gevallen door het te coaten met verf of vernissen. Daarbij is het aandeel biobased, milieuvriendelijke grondstoffen extreem klein. Onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP, in samenwerking met het Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering en Automation IPA, ontwikkelen een kosteneffectieve coating op basis van hernieuwbare grondstoffen. De nadruk van het onderzoek ligt op aardappelzetmeel.

8 SPONG3D

Afgelopen januari identificeerde de website archdaily.com acht zogenaamde ‘nieuwe energie-efficiënte materialen die architecten moeten kennen’. Eén van die veelbelovende materialen is volgens archdaily.com Spong3D, ontwikkeld door Nederlandse onderzoekers die samenwerken in een gelijknamig 4TU.Bouw-project (4TU.Bouw is een coalitie van de vier Nederlandse Technische Universiteiten).

12 Glassandwichpaneel: een lichtgewicht volledig glazen structuur met verhoogde stijfheid

Glas heeft architecten over de hele wereld gefascineerd vanwege de meest karakteristieke eigenschap, transparantie. Bovendien heeft glas een hogere druksterkte dan die van beton, hout of zelfs staal. Die eigenschappen hebben geleid tot een voortdurend toenemende vraag naar structurele glascomponenten. Glassandwichstructuren zijn een veelbelovende oplossing voor het creëren van volledig transparante vlakke elementen met hoge stijfheid en lager gewicht. Dergelijke panelen kunnen het materiaalverbruik verlagen, terwijl de noodzaak van een ondersteunende substructuur veel minder is.

16 Gevel 2018

Gevels vervullen een cruciale rol als het gaat om de verduurzaming van de gebouwde omgeving. Dat was het adagium waaronder op 23 - 25 januari de vakbeurs GEVEL in Rotterdam Ahoy dit jaar werd georganiseerd. Gevel 2018 trok dit jaar bijna 5.500 bezoekers, vooral architecten en aannemers. Voor alles wat op een of andere manier van belang is voor de gebouwschil was aandacht: brandveiligheid, energie en geïntegreerde energieopwekking, circulariteit en natuurlijk bouwmaterialen.

Een digitaal abonnement in 2018 e-mail: ps@innovatievematerialen.nl (6 uitgaven) kost € 39,50 (excl. BTW)

22 Gevel 2018: Experimenteel beton

KIVI-leden en studenten: Een digitaal abonnement in 2016 € 25,- (excl. BTW) (6 uitgaven) kost € 25,00 (excl. BTW)

24 Gevel 2018: Grensverleggende Materiaalinnovaties

Zie ook: www.innovatievematerialen.nl Zie ook: www.innovatievematerialen.nl Niets uit deze uitgave mag worden Niets uit deze uitgave mag worden verveelvuldigd en of openbaar worden verveelvuldigd en of openbaar worden door middel van herdruk, fotokopie, midoor middel van herdruk, fotokopie, microfilm of op welke wijze dan ook, zonder crofilm of op welke wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. van de uitgever.

28 Materials 2018. Voorbeschouwing 30 Challenging Glass 6. Voorbeschouwing 32 Natuurlijke eenvoud voor nieuwe terminal Schiphol

Schiphol groeit en heeft meer ruimte nodig voor reizigers en vliegtuigen. Er is behoefte aan een nieuwe terminal die elk jaar zo’n veertien miljoen reizigers kan verwelkomen. Het winnende ontwerp voor de terminal komt uit de koker van KL AIR, dat bestaat uit KAAN Architecten, Estudio Lamela, ABT en Ineco. Ook lichtkunstenaar Arnout Meijer Studio, DGMR en Planeground zijn betrokken.

34 Material Xperience. Voorbeschouwing Omslag: Experimenteel beton (pagina 22)


BERICHTEN

‘Stenen’ van gerecycled PET

EcoInclusión is een non-profitorganisatie uit de stad Alta Gracia, provincie Córdoba, Argentinië. EcoInclusión werd in 2014 opgericht door een groep jonge mensen die volgens eigen zeggen de bouw van een rechtvaardigere en duurzamere samenleving willen bevorderen.

De organisatie werkt aan het terugdringen van PET-afval, en wel door de productie van bakstenen gemaakt van plasticafval, PET-flessen in dit geval. Doel is volgens EcoInclusión drieledig: reductie van afvalplastic, goedkope bouwmaterialen voor kwetsbare sectoren van de

samenleving en het vergroten van het bewustzijn bij de bevolking wat betreft het belang van recycling. De stenen zijn inmiddels gecertificeerd door de VN-Habitat. Ze werden ontwikkeld en gepatenteerd door Ceve-Conicet, Villa Siburu - Córdoba, Argentinië. De stenen met gerecycleerde PET-plastic zij volgens Ceve geschikt voor voor buiten- en binnenmuren. Ze worden gemaakt van een mengsel van PET-plastic deeltjes van wegwerpflessen, Portland-cement en additieven. Twintig flessen gerecycled plastic zijn nodig om een ​​baksteen te produceren, die eigenschappen heeft zoals die van een baksteen, maar lichter is en beter presteert op het vlak van thermische isolatie. http://ecoinclusion.com.ar/

1 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


BERICHTEN

Aerobrick

Betere thermische isolatie betekent lagere verwarmingskosten, maar dit mag niet ten koste gaan van esthetiek en architectuur. Meer dan vijftien jaar geleden werd 's werelds eerste metselsteen met een warmte-isolerende kern van natuurlijk perliet gelanceerd. Perliet is een amorf vulkanisch glas met een relatief hoog watergehalte. GeĂŤxpandeerd perliet is een industrieel mineraal en commercieel product dat vaak wordt toegepast als isolatiemateriaal. Wetenschappers van het Zwitserse materiaalonderzoeksinstituut Empa hebben perliet in isolerende bakstenen nu vervangen door een aerogel: een poreuze vaste stof met zeer hoge

thermische isolatie-eigenschappen die bestand is tegen temperaturen tot 300 °C. Het was overigens geen nieuw materiaal voor de onderzoekers: eerder ontwikkelden ze een hoogwaardig isolerende gipspleister waarmee (onder andere) historische gebouwen energetisch kunnen worden gerenoveerd zonder dat dit hun uiterlijk aantast. Een team van Empa-onderzoeker Jannis Wernery van de onderzoeksafdeling 'Building Energy Materials and Components' heeft nu een pasta-achtig mengsel van aerogel deeltjes ontwikkeld dat als vulmateriaal voor de baksteen kan worden gebruikt. Met het materiaal kunnen de holtes in de stenen gemakkelijk in de holtes worden gevuld. De aerogel blijft in de stenen; ze kunnen als gewone bakstenen worden verwerkt. Dat principe resulteerde in de 'Aerobrick', een bouwsteen met kennelijk uitstekende isolerende eigenschappen. Op de isolatiewaarden van een 165 mm dikke muur van Aerobricks te evenaren, moet een wand van perlietstenen 263 mm dik zijn; en een muur van niet-isolerende stenen zelfs een meter. Om de vereiste isolatiewaarden te bereiken, moet een muur of perlietsteen ongeveer 35 procent dikker zijn dan een muur met aerobricks. Nog indrukwekkender is de vergelijking met gewoon metselwerk van niet-isolerende stenen. De laatste geleiden de warmte tot acht keer beter. Een conventionele muur zou volgens Empa bijna twee meter dik zijn om even goed te isoleren als een 20 centimeter dikke aerobrick muur. Met een thermische geleidbaarheid van slechts 59 milliwatt per vierkante meter, is de Aerobrick de beste isolerende steen ter wereld, beweert Empa. Desalniettemin verwacht Empa op korte termijn geen doorbraak van de Aerobricks; ze zijn simpelweg nog te duur. Empa denkt evenwel dat de kosten voor Aerogel op de korte tot middellange termijn flink kunnen dalen; en als dat het geval is zal niets de nieuwe baksteen in de weg staan. https://www.empa.ch/web/s604/aerobrick

2 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


BERICHTEN Hét expertisecentrum voor materiaalkarakterisering. Integer, onafhankelijk, objectief onderzoek en advies. ISO 17025 geaccrediteerd. Wij helpen u graag verder met onderzoek en analyse van uw innovatieve materialen. Bel ons op 026 3845600 of mail info@tcki.nl www.tcki.nl

TCKI adv A5 [ZS-185x124] Chemische analyse 14.indd 1

09-05-17 13:19

2017 volume 3

INNOVATIVE MATERIALS

International edition Innovative Materials, the international version of the Dutch magazine Innovatieve Materialen, is now available in English. Innovative Materials is a digital, independent magazine about material innovation in the fields of engineering, construction (buildings, infrastructure and industrial) and industrial design.

3D-printing cellulose World’s first 3D-printed reinforced concrete bridge Materials 2017 Composites improve earthquake resistance in buildings

www. innovatievematerialen.nl info@innovatievematerialen.nl

Glass bridge Lina: world’s first bio-based car

I N T E R N A T I O N A L

Innovative Materials is published in a digital format, although there is a printed edition with a small circulation. Digital, because interactive information is attached in the form of articles, papers, videos and links to expand the information available.

E D I T I O N

3 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


BERICHTEN

‘Rotational 3D printing’ Vezels oriënteren, zoals de natuur dat doet De natuur brengt fantastische composietmaterialen voort: hout, bot, tanden, schelpen. Materialen die vaak een lage dichtheid combineren met mechanische eigenschappen zoals stijfheid, sterkte en schadebestendigheid. Sinds oude beschavingen bouwstenen maakten van stro en leem, hebben mensen composietmaterialen gemaakt die steeds beter en complexer werden. Maar het namaken van de uitzonderlijke mechanische eigenschappen en complexe microstructuren zoals die te vinden zijn in natuurlijke materialen is nog een hele uitdaging. Een onderzoeksteam van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) heeft een nieuwe 3D-printtechniek ontwikkeld waarmee de oriëntatie van vezels in een polymeermatrix in hoge mate kan worden beheerst. Daardoor zou het mogelijk zijn om structurele materialen te maken die zijn geoptimaliseerd voor sterkte, stijfheid en schadebestendigheid. Volgens de onderzoekers zou hun methode - ' rotational 3D printing ' - brede toepassingen kunnen hebben. Gezien de modulaire aard van de door hen ontwikkelde inkten, kan een hele reeks aan verschillende vulstof- en matrixcombinaties worden gebruikt om de elektrische, optische of thermische eigenschappen van de geprinte objecten te veranderen. Rotational 3D printing kan worden gebruikt om optimale of bijna optimale vezelrangschikkingen te bereiken op iedere gewenstee locatie in het geprinte materiaal, wat resulteert in een hogere sterkte en stijfheid en dat bovendien met minder materiaal. In plaats van gebruik te maken van magnetische of elektrische velden om vezels te oriënteren, wordt de beweging van de viskeuze inkt precies zo ingesteld dat de gewenste vezeloriëntatie wordt verkregen. Volgens Harvard maakt de techniek het

4 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

mogelijk materialen te 3D-printen met exact geprogrammeerde, specifieke eigenschappen. De oriëntatie van de vezels kan bijvoorbeeld plaatselijk worden geoptimaliseerd om de schadebestendigheid te verhogen, precies op die plaatsen waarvan wordt verwacht dat het materiaal bijvoorbeeld de hoogste spanning zal ondergaan. Het Harvard Office of Technology Development heeft intellectuele eigendom van de vinding inmiddels vastgelegd. https://www.seas.harvard.edu>

Credits Het onderzoek dat inmiddels is gepubliceerd in het tijdschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), werd uitgevoerd in het Lewis-lab op Harvard door de post docs Brett Compton (nu assistent-professor Mechanical Engineering aan de Universiteit van Tennessee , Knoxville), en Jordan Raney (nu universitair docent werktuigbouwkunde en toegepaste mechanica aan de universiteit van Pennsylvania) en visiting PhD student Jochen Mueller van het laboratorium van professor Kristina Shea aan de ETH Zürich.


BERICHTEN

CO2 verlaagt carbon footprint beton Het U.S. Patent and Trademark Office verleende onlangs een patent aan het Amerikaanse Solidia Concrete voor een met CO2 behandeld cement. Volgens Solidia wordt daarmee de beschikbaaheid van hoogwaardige, duurzame bouwmaterialen verder vergroot. Solidia Technologies heeft de exclusieve licentierechten van het patent, waarvan het octrooi in handen is van Rutgers School of Engineering van de State University of New Jersey, waar het materiaal oorspronkelijk werd ontwikkeld. Het U.S. Patent No. 9,868,667, ‘Bonding Element, Bonding Matrix and Composite Material Having the Bonding Element and Method of Manufacturing Thereof,’ betreft de samenstelling van het CO2-behandelde beton, zoals dat beschikbaar is onder de naam Solidia Concrete.

rHLPD

De productie van Solidia Cement en Solidia Concrete begint met een gepatenteerd proces voor het binden en uitharden van een losse deeltjes. Dit proces - reactive hydrothermal liquid phase densification (rHLPD), gebruikt een waterige oplossing met CO2 die de poriën van de cementdeeltjes binnendringt waar de CO2 reageert met het cement tot Silica en calciumcarbonaat, waarbij het cement uithard. Er is volgens de producent twee keer winst te behalen als het om CO2 reductie gaat. Enerzijds vraagt de productie van Solidia veel minder energie en komt er ook minder CO2 vrij dan bij Portlandcement; anderzijds neemt Solidia bij het uitharden dus CO2 op.

70 procent reductie

Volgens de producent is Solidia Cement daarmee een duurzame vervanging voor Portland-cement. Met de combinatie van de hoeveelheid CO2 die wordt vermeden bij de productie van Solidia Cement plus het CO2 dat tijdens de uitharding van Solidia-beton wordt gebonden, kan de CO2-footprint van betonnen bouwmaterialen volgens Solidia met 70 procent afnemen. Solidiatech>

5 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Verven en vernissen op basis van aardappelzetmeel Als een oppervlak moet worden beschermd tegen corrosie, gebeurt dat in 80 procent van alle gevallen door het te coaten met verf of vernissen. Daarbij is het aandeel biobased, milieuvriendelijke grondstoffen extreem klein. Onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP, in samenwerking met het Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering en Automation IPA, ontwikkelen een kosteneffectieve coating op basis van hernieuwbare grondstoffen. De nadruk van het onderzoek ligt op aardappelzetmeel. Klimaatverandering, uitputting van grondstofvoorraden en toenemende milieudruk zorgen ervoor dat steeds meer industrieĂŤn zich richten op duurzame productie. Dat geldt ook voor de productie van coatings als verven en vernissen. In het verleden waren verven en vernissen met biobased bindmiddelen of filmvormers echter meestal te duur of konden ze niet aan de eisen voldoen. Maar door het gebruik van gemodificeerd zetmeel zeggen wetenschappers van het Fraunhofer IAP een manier te hebben gevonden die een duurzame en kosteneffectieve oplossingen mogelijk maakt. Tot dusver was de industriĂŤle inzet van aardappelzetmeel vooral beperkt tot de productie van papier/ golfkarton en lijm. In verven en lakken daarentegen, werd zetmeel meestal

6 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

alleen als additief gebruikt. Met zetmeel als het belangrijkste onderdeel van een dispersie op waterbasis zeggen onderzoekers van Fraunhofer dat ze zeer veelbelovende hechtingsresultaten hebben behaald. Het onderzoek richt zich vooral op coatings voor metalen binnenshuis, bijvoorbeeld aluminium voor brandwerende deuren, computerbehuizingen of raamkozijnen.

Van aardappelzetmeel tot filmvormer

Het gebruik van zetmeel als hoofdcomponent van verven en vernissen bleek een behoorlijke uitdaging voor de Fraunhofer-experts te zijn. Filmvormers moeten verschillende taken vervullen. Ze moeten een continue film kunnen vormen die goed hecht op het sub-

straat en compatibel is met extra lagen. Bovendien moeten ze goed mengen met additieven, pigmenten en vulstoffen. In zijn natuurlijke vorm heeft zetmeel echter verschillende eigenschappen die het gebruik ervan als een filmvormer in de weg staan. Het is bijvoorbeeld niet oplosbaar in (koud) water en het vormt ook geen continue, niet-brosse films. De onderzoekers van Fraunhofer moesten daarom het zetmeel aanpassen om aan de genoemde eisen te voldoen. De oplossing van de Potsdam-wetenschappers richtte zich aanvankelijk op de afbraak van het zetmeel om de oplosbaarheid in water te verbeteren. Daarmee zou ook het vaste stofgehalte van zetmeel in water worden vergroot, evenals het filmvormend vermogen. Echter, om een op zetmeel gebaseerde


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018 coating te kunnen maken, vergelijkbaar met een conventionele deklaag, is dat niet voldoende. De filmvormer moet weliswaar eerst oplosbaar of dispergeerbaar in water zijn, maar de uiteindelijke coating moet uiteraard niet in water kunnen oplossen. Daarom moest het zetmeel verder worden gemodificeerd. Dit gebeurt door middel van verestering. De resulterende zetmeelesters zijn dispergeerbaar in water, vormen continue films en hebben volgens Fraunhofer zeer goede hechtingseigenschappen op glas- en aluminiumoppervlakken. Het veresterde zetmeel word vervolgens gecross­linked waardoor de gevoeligheid van de coating voor water verder wordt verminderd. Fraunhofer IPA heeft vervolgens tests uitgevoerd om inzicht te krijgen in de stabiliteit op lange termijn. In de tests worden de gecoate materialen in korte tijd blootgesteld aan snel veranderende temperatuurcycli. Dit om de verandering van dag naar nacht en het verloop van de seizoenen te simuleren. Bovendien worden de testobjecten blootgesteld aan met elektrolyt verrijkte, waterige oplossing om na te gaan hoe de coating reageert op water en hoe bestendig deze is onder extreme omstandigheden.

Toekomstig alternatief

In de volgende stap wordt de weerstand tegen corrosie en adhesie van het gemodificeerde zetmeel op verschillende metalen substraten onderzocht. Er worden ook nieuwe 'recepten' getest, die bedoeld zijn om de eigenschappen

In de toekomst kunnen aluminium oppervlakten op kosten-effectief worden gecoat met verf die is gebaseerd op aardapelzetmeel (Foto: Fraunhofer-Gesellschaft)

van de coating nog verder te optimaliseren. ‘Afgezien van het reeds onderzochte aluminium, moeten twee andere belangrijke metalen, staal en gegalvaniseerd staal worden getest. De onderzoeken tonen volgens Fraunhofer aan dat zetmeelesters met hun goede filmvorming en zeer goede hechtingseigenschappen op verschillende substraten de potentie hebben een alternatief te zijn voor op aardolie gebaseerde filmvormers in de coating industrie.

Tekst: Fraunhofer-Gesellschaft> Fraunhofer Institute for Applied Polymer ResearchFraunhofer Institute for Applied Polymer Research> Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA>

7 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

SPONG3D Innovatief 3D-printen verbetert de thermische prestaties Afgelopen januari identificeerde de website archdaily.com acht zogenaamde ‘nieuwe energie-efficiënte materialen die architecten moeten kennen’. Architecten hebben de neiging om allerlei uitdagingen aan te gaan om gebouwen te ontwerpen met een laag energieverbruik en een lage CO2-footprint en die bovendien bestand zijn tegen de veranderende klimaatomstandigheden. Gelukkig wordt de markt geconfronteerd met een golf aan nieuwe ontwikkelingen in materiaalwetenschap, die nieuwe innovatieve materialen en bouwsystemen mogelijk maken. Van geavanceerd isolatieschuim tot multilaag-bekleding: de volgende generatie hoogwaardige materialen zal het energie-efficiënte ontwerp versnellen. Eén van die veelbelovende materialen is volgens archdaily.com Spong3D, ontwikkeld door Nederlandse onderzoekers die samenwerken in een gelijknamig 4TU.Bouw-project (4TU.Bouw is een coalitie van de vier Nederlandse Technische Universiteiten). Spong3D is een adaptief 3D-geprint gevelsysteem dat meerdere functies integreert om de thermische prestaties van een gebouw te optimaliseren; het hele jaar door. Het systeem regelt de warmtewisseling gedurende het jaar tussen de binnen- en buitenomstandigheden van het gebouw. Het bestaat uit twee subsystemen. De eerste is een poreuze kern met luchtholtes die zorgen voor thermische isolatie. De tweede bevat aan de buitenzijde een reeks kanalen waardoor vloeistof kan stromen. De vloeistof werkt als een verplaatsbare thermische massa waarmee adaptieve warmteopslag kan worden gerealiseerd. Als het nodig is kan de

8 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

vloeistof van de ene kant van de façade naar de andere worden overgebracht om de warmte te absorberen dan wel af te geven. Samen vormen de kanalen en de holtes een complexe structuur, waarbij dus meerdere functies worden geïntegreerd in één enkele component. Die is echter zo complex dat ze alleen kan worden gemaakt met behulp van Additive Manufacturing, zoals 3D-printtechnologie.

Het onderzoek

dend) materiaal er is en dus hoe hoger de thermische weerstand. De eerste reeks monsters was gebaseerd op geordende cellulaire structuren zoals veelvlakken, die goed presteerden voor thermische criteria en structurele robuustheid, maar betekende wel een uitdaging met betrekking tot het 3D-drukproces. De externe laag (waar de vloeistof stroomt) vereist waterdichtheid en een vloeiende vorm van de kanalen om

een minimale drukval en gelijkmatige stroming mogelijk te maken. Er zijn verschillende monsters met verschillende configuraties getest op stromingsweerstand. De best presterende vorm werd uiteindelijk geselecteerd. De huidige vorm van de kanalen is geïnspireerd op natuurlijke configuraties die vloeistoffen zoals bloedvaten, bladnerven en andere driedimensionale bionische structuren. Hoewel nader onderzoek nodig is, is de huidige vorm wat betreft de circu-

De optimalisatie van thermische eigenschappen vond plaats via een iteratief, cyclisch proces. Er werden verschillende monsters met verschillende geometrische configuraties van de poreuze structuren ontworpen en getest. Dit om de isolatie te maximaliseren, warmteabsorptie in de vloeistoffen mogelijk te maken, de stromingsweerstand te minimaliseren, acceptabele waterdichtheid te bereiken en de productietijd te minimaliseren. Om testmonsters te kunnen maken, werden voorlopige keuzes gemaakt, met in het achterhoofd dat de porositeit van het materiaal de thermische weerstand van de gevel bepaalt. Hoe hoger de porositeit, hoe minder vast (en gelei-

9 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

latie van de vloeistof veelbelovend. De kanalen moeten ook een geschikte warmteabsorptie in de vloeistof mogelijk maken. Om aan deze behoefte tegemoet te komen, werden de huidige modellen geproduceerd met Fused Deposition Modeling (FDM), een rapid prototyping-techniek waarbij laag na laag materiaal aan elkaar wordt gesmolten. Als 3D-printmedium werd PETG gebruikt, een transparant materiaal met een relatief lage thermische geleidbaarheid.

Structureel gedrag

Om de beweging van de vloeistof door het volledige systeem te regelen, werd elk gevelpaneel opgebouwd uit twee externe lagen waarin pompen zijn geïntegreerd. Het water kan worden opgeslagen in een tank in het midden van het paneel. Tijdens het afkoelen wordt de vloeistof eerst naar binnen gepompt waar het warmte absorbeert. Dit warme water gaat vervolgens naar de buitenlaag om daar ’s nachts warmte af te voeren. In het tegenovergestelde geval, bij verwarming, wordt de vloeistof eerst naar buiten gepompt om zonnewarmte op te nemen. Daarna wordt de warme vloeistof naar de binnenkant gepompt om die warmte in het gebouw weer af te geven. De pompen zijn ook verbonden met de watertank om het water in de tank op te slaan wanneer nodig. Het structurele gedrag van het systeem als geheel werd geanalyseerd door de invloed van de windbelasting op het gevelpaneel te onderzoeken en de vervormingen te berekenen. Dat resulteerde in

10 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

een vliesgevelsysteem dat de krachten overbrengt naar de hoofdstructuur van het gebouw. Hoewel de analyse geen grote structurele problemen aan het licht bracht, is er echter meer onderzoek nodig naar het structurele gedrag van het 3D-geprinte materiaal, vooral als het gaat om extreme thermische omstandigheden en duurzaamheid.

Thermische impact

Ten slotte werd de thermische impact van het totale systeem op een kamer gesimuleerd. Dit onderzoek richtte zich op twee scenario's: een zomerdag en een zonnige winterdag. Energiesimulaties toonden aan dat tijdens typische zomeromstandigheden een koelsnelheid van 25 W/m2 kon worden gehaald. Dat komt min of meer overeen met 50 procent van de interne warmteproductie in een conventionele kantooromgeving. Op dezelfde manier kan op een zonnige winterdag 4,8 kWh thermische energie worden geoogst voor een typische kantoorruimte van 12 m2, wat overeen komt met ongeveer 70 procent van de verwarmingsbehoefte.

Epiloog

Er is een groot (1:1) prototype gemaakt en onderzocht. Belangrijk onderdeel van het onderzoek was het bestuderen van de haalbaarheid om een gevelpaneel te produceren binnen een bepaalde tijd. Dit was een van de belangrijkste factoren die het ontwerp en het productieproces beïnvloedt. De ontwikkeling van het productieproces vond plaats in samenwerking met

KIWI Solutions. Het onderzoek naar de 3D-printtechnologie was gebaseerd op de nieuwste beschikbare productietechnologieën, met behulp van 3D-printers voor grotere objecten en innovatieve materialen. Het belangrijkste resultaat van het onderzoek is uiteindelijk een proof of concept voor een gevelsysteem dat zijn thermisch gedrag aan verschillende omgevingsomstandigheden kan aanpassen, de temperatuur in het gebouw kan regelen en de impact op het milieu kan verminderen door middel van innovatieve productietechnologieën. Ondanks dat er nog problemen zijn te overwinnen, liet het project veelbelovende resultaten zien met betrekking tot de ontwikkeling van op maat gemaakte producten met complexe vormen met behulp van 3D-printtechnologie. In het geval van Spong3D was het mogelijk om met succes een complex gevelsysteem te genereren dat een hoog niveau van thermisch comfort biedt. Door een 3D-printtechnologie te gebruiken, worden materialen bovendien strategischer ingezet en afvalmateriaal in het gehele productieproces geminimaliseerd. Tekst: 4TU.Bouw>

Video

Credits Team: Delft University of Technology ing. Maria Valentini Sarakinioti MSc., dr. MArch. Michela Turrin, MArch. M.Teeling, ir. Paul de Ruiter, Mark van Erk, dr.ir. arch. Martin Tenpierik, dr.ing. Thaleia Konstantinou MSc., Prof. Dr.-Ing. Ulrich Knaack Eindhoven University of Technology ir. Arno Pronk, Prof. Dr.-Ing. Patrick Teuffel, Arthur van Lier, Rens Vorstermans, Eline Dolkemade, Marie de Klijn MSc., ir. Roel Loonen, prof.dr.ir. Jan Hensen KIWI Solutions Dick Vlasblom


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

11 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018 Figuur 1: Concept van glazen sandwichpanelen

Glassandwichpaneel: een lichtgewicht volledig glazen structuur met verhoogde stijfheid Glas heeft architecten over de hele wereld gefascineerd vanwege de meest karakteristieke eigenschap, transparantie. Bovendien heeft glas een hogere druksterkte dan die van beton, hout of zelfs staal. Die eigenschappen hebben geleid tot een voortdurend toenemende vraag naar structurele glascomponenten. Bij dergelijke structurele toepassingen zijn de glaselementen zodanig gedimensioneerd dat ze voldoen aan de gewenste stijfheids- en sterkte-eisen. Daarom zijn ze dik en zwaar en hebben ze vaak een substantiële en zichtbare ondersteunende onderbouw nodig. Glassandwichstructuren zijn een veelbelovende oplossing voor het creëren van volledig transparante vlakke elementen met hoge stijfheid en lager gewicht. Dergelijke panelen kunnen het materiaalverbruik verlagen, terwijl de noodzaak van een ondersteunende substructuur veel minder is. Sandwichstructuren zijn gebruikelijk in de natuur, van de snavel van vogels tot de botten van een inktvis. In de gebouwde omgeving wordt het principe van een sandwichstructuur in een breed scala van functies toegepast, van bekledingselementen tot vloerpanelen. Toch zijn glazen sandwichpanelen met doorschijnende kernmaterialen zoals FRP of

12 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

aluminium honingraat tot nu toe weinig onderzocht en nauwelijks toegepast. Glas was nog niet in aanmerking gekomen als structureel kernelement vanwege de brosse eigenschappen. Recente ontwikkelingen in lijmtechnologieën hebben het nu echter mogelijk gemaakt om sandwichpanelen te construeren, waarbij zowel de buitenpanelen als de

kernelementen van glas zijn gemaakt, waardoor een maximale transparantie wordt bereikt. Een volledig glazen sandwichpaneel Het idee van een innovatief, volledig glazen sandwichpaneel werd oorspronkelijk ontwikkeld voor een vloertoepassing door Dimitrios Vitalis, masterstudent Building Technology samen met dr. ir.


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018 Bidirectional Support of the skins.

This panel is made with glass stripes 3mm thick and 40mm wide. The stripes are glued to each other with acrylate adhesive. The stripes are supposed to provide bidirectional support to the skins and a very good shear transfer in 2 directions.

Regional Support of the skins

This panel is made with glass bowls 120mm in diameter. These spacers are relatively cheap and thanks to their shape they provide very good shear transfer between the bottom and the top skin.

1

Prototypes

2 3 This panel is made with small semi-spherical glass bowls. This panel provides really poor shear interaction because it is punctually connected to the skins. The bowls are not arranged linearly but in a 2-3 formation.

Punctual Support of the skins

These panels are identical but one has double the height. They are made with candle holders which provide fairly good shear transfer. The purpose of making 2 panels with different core thickness is to compare the effect of thickness in stiffness and strength.

4

5

Regional Support of the skins

6

7 These 2 panels feature the same topology. The first one is made with solid glass pieces and the second one with glass rods.

Linear Support of the skins

Figuur 2: De zeven verschillende ontwerpconcepten

Fred Veer en ir. Faidra Oikonomopoulou van de Glass & Transparency Group van de TU Delft, Faculteit Bouwkunde. In zo’n vloercomponent is een hoge stijfheid/gewichtsverhouding essentieel, omdat de ‘dode’ belasting loodrecht op het element werkt en bijdraagt aan de totale belasting op de constructie. Per definitie bestaat een sandwichpaneel uit twee lagen die worden gescheiden door een kern die de schuifkrachten opneemt. Omdat de dragende glazen bladen op een afstand van de neutrale lijn wordt de stijfheid van het element vergroot. Als het paneel op buiging wordt belast, staat het bovenblad onder druk en het onderblad staat onder trek. De kern wordt op

dezelfde afmetingen en dezelfde toleranties zouden hebben. De kernelementen werden aan de panelen verbonden met behulp van een UV-uithardende kleurloze acrylaatlijm met hoge hechtsterkte en stijfheid. De ontwerpen zijn weergegeven in figuur 2.

afschuiving belast. Hoewel glas een hoge druksterkte heeft, heeft het een veel lagere treksterkte. Een glazen sandwich-paneel zal dus in alle waarschijnlijkheid bezwijken in het op trek belaste paneel. Verschillende geometrieen van de kern zijn ontworpen en numeriek en experimenteel beproefd. Er zijn zeven prototypes ontworpen van elk 1000 x 300 mm, alle met dezelfde stijfheid om de uiteindelijke resultaten te kunnen vergelijken. De boven- en onderlaag bestond elk uit één ruit van annealed glas. Als kernelementen zijn kant-en-klare, gestandaardiseerde producten gebruikt, zoals glazen kommen, om ervoor te zorgen dat alle elementen

Alle prototypes werden getest totdat ze faalden in een vierpuntsbuigingstest. Alle panelen braken op het bodemvlak, wat aangeeft dat ze een bevredigend sandwichgedrag vertonen. Desalniettemin faalden de kernafstandhouders in sommige panelen (namelijk prototypes 1 en 3) eerden dan de buitenlaag, wat suggereert dat in deze panelen een lagere schuifinteractie wordt verkregen. Dit is mogelijk het gevolg van de beperkte verdeling van de kernelementen over het totale oppervlak en het geringe contactoppervlak van de kernelementen met de glazen oppervlakteplaten. Zodra de kernelementen falen, beginnen de twee platen zich onafhankelijk te gedragen en veroorzaken ze vroegtijdig falen. Dat onderstreept het belang van de juiste verdeling en geometrie van de afstandhouders. Over het algemeen braken de meeste panelen dicht bij de steunconstructie, waar hogere spanningen optreden. Na het falen van de onderste laag, braken de panelen onmiddellijk volledig. Uit veiligheidsoverwegingen is het daarom aan te bevelen de boven- en onderplaat te lamineren. De prototypes lieten ook zien dat de afstandhouders voor enige visuele verwarring kunnen zorgen, wat echter kan worden omgezet in een voordeel, mits goed ontworpen. Een geoptimaliseerd ontwerp van de glazen afstandhouders kan leiden tot interessante patronen. De verdeling van de afstandhouders geeft de krachtswerking door het paneel aan waardoor visueel open en meer gesloten zones ontstaan.

1:2 fysiek prototype

Op grond van de kennis die is opgedaan door het eerder genoemd onderzoek heeft een team van zeven studenten een groot prototype van twee glazen sandwichpanelen ontworpen en gebouwd, elk met een afmeting van 3000 x 1500 mm. Dit als onderdeel van de Technoledge Structural Design van MSC Building Technology.

13 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Figuur 3: Afbeeldingen van geteste prototypes

Figuur 4: Definitief ontwerp door het studententeam van de Technoledge Structural Design Course

als worden via verloop verdeeld over de rest van het paneel. Het definitieve ontwerp is te zien in figuur 4. Er zijn verschillende glaselementen als de kernelement onderzocht. Uiteindelijk kozen de studenten voor geĂŤxtrudeerde stervormige glasstaafprofielen van SCHOTT. De geometrie daarvan kan interessante visuele effecten creĂŤren, omdat de sterprofielen kunnen worden gedraaid, waardoor bepaalde patronen ontstaan. Bovendien hebben ze voldoende oppervlak om goed te worden gehecht aan de bovenste en onderste

De fysieke mock-up, op een schaal van 1:2, zal structureel worden getest voorafgaand aan bouw van een tweede, 1:1 prototype met een afmeting van 6x6 m. Dit innovatieve structurele glaspaneel zal worden tentoongesteld tijdens Glasstec 2019. Het idee is een vloer te maken, bestaande uit een sandwich van twee glazen panelen, met daartussen een kernvrije zone, zodat een object hieronder kan worden tentoongesteld. Tegelijk wil men hiermee een statement maken wat betreft de mogelijkheden van innovatieve glasconstructies. Om de stijfheid van de panelen te vergroten en te voorkomen dat er piekbelastingen dicht bij de steunen optreden, zijn er meer kernelementen dichter bij de randen van de vloer aangebracht. Kernelementen omringen zowel het centrale kernvrije gebied

14 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Figuur 5: 100 mm lange sterprofielen van SCHOTT


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Figuur 6: Een laser-gesneden MDF-mal garandeert de exacte positionering van de afstendhouders

Figuur 7: Positionering van de bovenplaat van het glazen paneel

glasruiten. De geĂŤxtrudeerde profielen werden geleverd in de gestandaardiseerde lengte van 1500 mm en werden handmatig gesneden en gepolijst tot segmenten met een lengte van 100 mm (zie figuur 5). De afstandhouders werden vervolgens grondig gereinigd en met een transparante, hogesterkte-lijm aan de glazen platen geplakt. Dat gebeurde met behulp van een MDF-mal, waarin met lasersnijden het gewenste patroon was aangebracht (zie figuur 6-7).

en transparant maar tegelijk ook stijve structurele component. Het potentieel van een aanpasbare glazen vloer is hiermee aangetoond, maar soortgelijke sandwichpanelen kunnen ook worden toegepast als gevelelementen. En niet alleen transparante glazen gevels kunnen volgens dit principe worden gemaakt, ook gevels met geĂŻntegreerde klimaatbeheersing liggen in het verschiet. De glazen panelen zouden ook gebruikt kunnen worden in gevels waarbij ze stijfheid in het gevel vlak verschaffen en dus in feite conventionele wanden of kruizen kunnen vervangen. En dit zijn slechts een paar van de mogelijke toepassingen die verder moeten worden onderzocht.

Twee gelamineerde glasplaten zijn als boven- en onderbekleding aangebracht voor veiligheid in geval van falen. Het studententeam ontwikkelde verder speciale, op maat 3D-gegeprinte connectoren, die de vorm van de sterprofielen exact volgen en waardoor de verbinding van de twee panelen mogelijk was, zonder dat afbreuk werd gedaan aan het visuele aspect. Het gefabriceerde 1:2-prototype moet nog structureel worden getest. Desalniettemin bewijst het prototype het grote potentieel van glazen sandwichpanelen als een relatief lichtgewicht

Onderzoekers: Dimitrios Vitalis, Faidra Oikonomopoulou, Frederic A. Veer, Vicente Plaza Gonzalez Technoledge studententeam: Liesanne Wieleman, MJ Veenendaal, Joep Nizet, Bram Rooijakkers, Charbel Saleh, Franke de Haan, Anne Bruggen Medewerkers: Lida Barou, Serdar Asut

Figuur 7: Het laatste 1:2 prototype gemaakt tijdens de Technoledge Structural Design Course

15 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

GEVEL 2018 Gevels vervullen een cruciale rol als het gaat om de verduurzaming van de gebouwde omgeving. Dat was het adagium waaronder op 23, 24 januari de vakbeurs GEVEL in Rotterdam Ahoy dit jaar werd georganiseerd. De beurs presenteerde de nieuwste trends, innovaties en producten. Er was uiteraard een lezingenprogramma en er werd ook een overzicht gegeven van experimentele en grensverleggende projecten, waarvoor drie Themazones waren ingericht: Create, Renovate en Transform. Gevel 2018 trok dit jaar bijna 5.500 bezoekers, vooral architecten en aannemers. Voor alles wat op een of andere manier van belang is voor de gebouwschil was aandacht: brandveiligheid, energie en geïntegreerde energieopwekking, circulariteit en natuurlijk bouwmaterialen. Een willekeurige greep uit het aanbod. Niet helemaal nieuw, maar wel opvallend waren de stropanelen van Stritec uit Eindhoven. Het bedrijf heeft geprefabriceerde- zelfdragende stropanelen in het assortiment, die overigens worden geproduceerd door Ecococon uit Litouwen. Strotec heeft voor Nederland de verkooprechten. Onder het motto ‘bouwen met isolatie’ levert Strotec prefab stropanelen met een dikte van 400 mm en een isolatiewaarde van 7 m2 K/W, volgens het

16 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

bedrijf bijna twee keer zoveel als de eis uit het Bouwbesluit van 2016. Een afgewerkte strogevel haalt volgens Strotec zelfs 8,3 m2 K/W. De stropanelen zijn geperst tot een dichtheid van 100-120 kg/m3 waarbij de rekstructuur van het stro behouden blijft, wat volgens de producent resulteert in een betere thermische weerstand. Het teveel aan stro wordt zeer nauwkeurig afgesneden waardoor een

tamelijk vlak oppervlak ontstaat. De panelen worden aan de binnenzijde afgewerkt met een pleisterlaag van leem. Volgens Strotec biedt de bouwwijze niet alleen een aangenaam binnenklimaat, maar draagt door het gebruik van natuurlijke bouwmaterialen ook nog eens bij aan de beperking van de CO2uitstoot. Afhankelijk van de voorbereiding kan ongeveer 100 m2 wandoppervlak binnen


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018 twee dagen door vier personen worden geïnstalleerd. Dankzij het speciale ontwerp kunnen de panelen met elkaar worden verbonden zonder het gebruik van speciale machines of gereedschappen. De panelen wegen 20 tot 200 kg en kunnen met de hand of met kleine takels worden verplaatst, zonder zwaar materieel. Koude bruggen worden vermeden, omdat bij het verbinden van de panelen de rieten randen tegen elkaar worden gedrukt. Verder werkt het systeem geluidsisolerend (Rw=54 Db) en voldoet het aan de Europese Flammability Class B-s1, d0, moeilijk ontbrandbaar; geschikt voor gevels en constructieve wanden. www.strotec.nl http://www.ecococon.lt/dutch/

Solar Hanlite

Aberson SmartBuild is specialist in gevelsystemen maar presenteerde tijdens de Gevel 2018 Solar Hantile, een noviteit voor de Nederlandse markt. Het gaat om een dakpan die energie opwekt, wat op zich niet nieuw is, maar het bijzondere aan deze zonnedakpan is volgens Aberson dat hij qua vorm erg lijkt op een reguliere dakpan. Dat maakt Solar Hantile als het ware onzichtbaar en geeft een rustig beeld op het dak. Bovendien is het vrijwel onderhoudsvrij, sterk en heeft een hoog rendement. Solar Hantile werd afgelopen zomer in China gepresenteerd door de producent van het systeem: Hanergy Thin Film Power Group Ltd, Beijing. Het Hantile-paneel, dat gebruikmaakt van de zogenaamde laminated packaging technology van Hanergy, bevat een dunne, lichte, flexibele en efficiënte CIGS (koper-indium-galliumselenide) dunne fotovoltaïsche chip, ingebed in ultrahelder floatglas. Dat zorgt volgens de producent niet alleen voor een maximale energieconversie, maar ook voor esthetische toegevoegde waarde. Alberson>

17 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018 Hempro: bouwen en isoleren met één materiaal

IsoHemp, leverancier van bouwblokken op basis van hennepvezels, vestigde de aandacht op haar Hempro-systeem. Het gaat om een constructiesysteem waarbij volgens het bedrijf bouwen en isoleren met één materiaal mogelijk is. De in België geproduceerde IsoHemp hennepblokken bestaan bestaat uit hennepscheven (80 procent) en een mengsel van luchtkalk (9 procent) en hydraulische kalk (11 procent). Het product wordt gegoten in een mal, geperst, daarna aan de lucht uitgehard en gedroogd zonder warmtebron. De IsoHemp hennepblokken worden gebruikt voor thermische en akoestische isolatie en werkt vochtregulerend. Te gebruiken voor nieuwbouw (met structuur) of binnen- en buitenrenovatie. Ze worden toegepast in de vorm van metselwerk voor het vullen, het omhullen van gebouwen of als scheidingsmuren. De IsoHemp hennepblokken worden gelijmd met IsoHemp lijmmortel in dunne voegen van 3 mm. De hennepblokken zijn zelfdragende, isolerende elementen, in principe zonder constructieve eigenschappen. Het Hemprosysteem maakt het nu mogelijk de blokken toch constructief te gebruiken. Daartoe ontwikkelde het bedrijf een aantal producten - het U-blok, voorgeboord blok en verbindingsblok - die in wezen fungeren als betonbekisting. Met het IsoHemp-systeem wordt een betonnen structuur op een slimme manier geïntegreerd met de hennepvezel-blokken. Zo ontstaat volgens IsoHemp een homogene constructie met alle eigenschappen en pluspunten van het product: warmte- en geluidsisolatie, brandwerendheid en regulering van vocht. Dankzij hun grote afmeting en hun lichte gewicht kunnen de hennepblokken

snel worden geplaatst waardoor er minder bouwtijd nodig is. Volgens IsoHemp lost het Hempro systeem allerlei technische problemen op en maakt het het mogelijk om verschillende bouwtypes uit te voeren, zowel voor specifieke projecten als voor eengezinswoningen. www.isohemp.nl> Download brochure>

Bouwplaat van hennepvezel

Nieuw in het assortiment van Claytec Nederland is Claytec Greentech 700, een bouwplaat op basis van leem en hennepvezel voor het bekleden van hout of metaalconstructies binnenshuis. De Greentech platen zijn bedoeld voor binnenmuren, plafonds en dakbekleding maar kunnen ook worden toegepast op vaste ondergronden zoals beton, kalkzandsteen en metselwerk. Het materiaal kan worden afgewerkt met leemstuc of kalkpleister. Het materiaal bestaat uit leem en verder voor circa 30 procent uit hennepvezels, natuurlijk bindmiddel op basis van soja en magnesiet. De panelen hebben een dichtheid van ongeveer 700 kg/m3 en hebben goede brandwerende eigenschappen (Classificatie: B - s1 d0) Claytec is gespecialiseerd in bouwstoffen op basis van leem. Sinds 2010 werkt Claytec nauw samen met EKOPLUS, de Nederlandse groothandel voor leembouwstoffen. Zie http://ekoplus.nl Meer op de website van Claytec> http://www.claytec.nl>

18 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

E-Board: renoveren en isoleren all-in-one

Vandersandengroup richtte het spotlicht op E-Board, een door het bedrijf ontwikkeld gevelisolatiesysteem. Het bestaat uit twee hoofdelementen: een isolerende plaat en steenstrips. Volgens Vandersanden zijn de esthetische mogelijkheden eindeloos en krijgt de ontwerper een optimale vrijheid. Naast het behalen van een maximale EPC (energieprestatiecoëfficiënt) geeft E-Board veel binnenruimte en is het mogelijk om het uiterlijk van een gebouw te handhaven of juist een nieuw uiterlijk te geven aan renovatie- en transformatieprojecten. Het installeren van E-Board begint met het aanbrengen van malgevormde isolatieplaten van EPS-HR waarop uitlijningsrichels zijn aangebracht, bedoeld voor de uitlijning en verbeterde hechting van de steenstrips. EPS-HR bestaat voor 94 procentuit lucht, vastgehouden in een gesloten cellenstructuur. Het is een isolator met een zeer lage lambdawaarde: λ = 0,031 W/mK. De isolatieplaten zijn sterk, vormvast en voor 100 procent recyclebaar. Binnen het stramien van de EPSHR-plaat worden de steenstrips aangebracht, waarbij keuze kan worden gemaakt uit een uitgebreid oeuvre aan steenstijlen en kleuren. De malgevormde isolatieplaten zijn volgens de producent 100 procent waterdicht en dat geldt ook voor het E-Boardsysteem als geheel. De verlijming tussen de platen met PU-lijm (polyurethaan) resulteert in één gesloten isolatieschil. Meer bij Vandersandengroup>

Video

19 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Wooden Wall Design

Het investerings- en ontwikkelingsagentschap van Letland presenteerde verschillende innovatieve bedrijven en producten, waaronder die van Wooden Wall Design (WWD), een merknaam van het bedrijf AW Latvia uit Smiltene, Letland. WWD is gespecialiseerd in decoratieve houten panelen voor wandbekleding. De houten componenten zijn gemaakt van verschillende houtsoorten, in verschillende lengte, breedte en dikte. Dat wordt vaak allemaal gecombineerd

20 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

in één artikel, met verschillende kleuren - van grijs tot bruin, van lichtgeel tot zwart. Soms in het hout oud, en jaren lang gevormd in de zon, regen en wind. De wandafwerkingspanelen zijn een handgemaakt. WWD heeft twee productlijnen: zogenaamde ‘teruggewonnen houten panelen’ en ‘massieve houten panelen’. ‘Teruggewonnen (of antiek) hout’ is, zoals de naam al doet vermoeden oud hout, dat is hergebruikt. Dat geeft de planken een karakteristiek oppervlak,

verschroeid door de zon en gehard door de regen en wind, soms met scheuren en oude spijkergaten. ‘Massief houten’ panelen zijn gemaakt van nieuw hout. WWD heeft inmiddels twintig verschillende wandbekledingproducten ontwikkeld die allemaal variëren in textuur, reliëf, ruwheid en natuurlijk in kleur. http://woodenwalldesign.com/en/ Brochure>


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

May 1 – 3, 2018

Cleveland, OH, USA North America’s leading supply chain exhibition and conference for advanced ceramic and glass materials, manufacturing, and technologies

See the full spectrum of ceramic materials, components, equipment manufacturers, and suppliers at Ceramics Expo 2018!

FREE-TOATTEND EXHIBIT HALL & SESSIONS!

Show features include: • 300+ exhibitors displaying the latest materials and manufacturing technologies and techniques

Exhibiting companies include:

• Two-track manufacturing & applications conference providing in-depth insights and market trends • Dedicated networking events and B2B Matchmaking connecting you with the right people • 18 free technical and industry panels and keynotes from 60 expert speakers • Innovation trail highlighting the latest material and processing developments • 4,000 attendees including engineers and buyers, senior executives, R&D, and scientists

Founding partner

21 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Register for a free exhibit and session pass online: www.ceramicsexpousa.com


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

GEVEL 2018

Experimenteel beton

Tentoonstelling Experimenteel Beton (Foto: Bureaubakker)

Vaste waarde op de Gevel (en Bouwbeurs) is de thema-expositie Experimenteel Beton. Daarin worden de resultaten van Casestudies Prefab Beton getoond, in de vorm van experimentele prototypen. Dit jaar was een tentoonstelling van de casestudies ingericht in de Themazone Create. En zoals ieder jaar dekt de naam van de expositie de lading precies: Experimenteel Beton gaat over casestudies naar onbeantwoorde vragen, extreme toepassingen en schijnbaar onmogelijke ideeën.

Beton is in de ervaring van veel ontwerpers en opdrachtgevers toch vaak grijs, saai en zwaar. Dat hoeft niet altijd zo te zijn. De casestudies Experimenteel Beton worden ingezet om een brede groep ontwerpers zowel van grote bureaus als van beginnende en kleine praktijken in dialoog te brengen met de betonindustrie. Samen worden de grenzen opgezocht van materiaalsamenstellingen, productieprocessen, toepassingen en gebruik. Elke vraag is mogelijk binnen de Casestudies. Of het nu gaat om het reproduceren van een bestaand en exotisch voorbeeld, om een volledig nieuwe toepassing, een probleem dat in de praktijk van een ontwerper naar voren is gekomen of om een ware uitdaging aan de industrie om iets met beton te doen dat volledig lijkt in te druisen tegen de ‘natuurlijke’ hoedanigheid van het materiaal, elk voorstel wordt serieus en professioneel benaderd. De ideeën worden in twee brainstormsessies toegelicht, ontwikkeld en uiteindelijk verwerkt tot een werkom-

22 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018 schrijving voor het produceren van een prototype. De kern van de Casestudies zoals ze door de initiatiefnemers worden aangeboden, is uiteindelijk het ontdekken van elkaars fascinaties, ambities en potenties. Maar het is ook een zoektocht naar de potenties van beton, de fascinaties voor het materiaal van zowel de ontwerpers als de industrie en de op het vlak van esthetiek, productie en innovatie. Goed voorbeeld is het project Emmenthaler (Haitsma Beton, Marijke Mulder; KAAN Architecten, Loes Martens; Orange Architects, Jeroen Schipper). Daarbij was de centrale vraag: hoe kunnen in beton gaten worden gecreëerd gelijkvormig aan die in kaas? In kaas worden de gaten veroorzaakt door de ‘rijping’ van de kaas, bacteriën scheiden gassen af die niet meer kunnen ontsnappen. Vergelijkbare methodes binnen het productieproces van beton leken niet te werken. Het materiaal is te zwaar, eventuele gassen kunnen niet samenkomen tot grote bellen. Diverse andere opties zijn getest, van gevulde ballonnen tot ballen van tempex, plastics en glas. Het bleek dat ook wanneer deze toevoegingen niet werden verwijderd na het zagen, de resultaten onverwacht fraai en aantrekkelijk werden. Er zijn inmiddels een groot aantal inspiratiematerialen gemaakt, zoals Ravencrete (een zoektocht naar beton met een luxe, marmerachtige uitstraling, bij wijze van spreken geschikt voor een Romeins badhuis. (Hurks prefabbeton, Pierre van Boxtel, Gerard Brood; bureaubakker, Siebe Bakker, Kim Degen). Een ander voorbeeld is ‘boerenbeton’. In het laatste geval is beton is opnieuw gedefinieerd als een mix van duurzaam

Boerenbeton (met eierschalen)

Akoestisch beton met riet

Boven: Project Emmenthaler

Boven: Ravencrete; onder akoestisch beton, in dit geval met bont

bindmiddel, zand, grind maar ook andere aggregaten zoals stro en hout, wol of kalk in de vorm van eierschalen en botten afkomstig van de slacht. Deze nieuwe toegevoegde aggregaten hebben geleid tot speciaal isolerend beton, extra licht beton, en beton met speciale akoestische texturen die bijvoorbeeld geluid invangen of juist verspreiden. Er werd geëxperimenteerd met samengeperst stro, tarwe, maïs, kippen- en ganzenveren, wol en de varkensbotten. Grassen en stelen van gewassen als riet werden toegevoegd aan het beton als organisch isolatiemateriaal. (Geelen Beton, Wim Rongen; Information Based Architecture, Mark Hemel) Credits: bureaubakker>

23 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


GEVEL 2018 INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

4TU.Bouw: Grensverleggende Materiaalinnovaties Geïnspireerd door nieuwe materialen en mogelijkheden bood Gevel een overzicht van experimentele en grensverleggende projecten, ondergebracht in de Themazones Create, Renoveren en Transformeren. Hier waren prototypes te vinden van Nederlandse technische universiteiten, innovatieve startups en andere bronnen van inspiratie. Zoals de Lighthouse Projects van 4TU.Bouw die te zien waren in de Themazone Create. 4TU.Bouw is een samenwerkingsverband tussen de vier technische universiteiten in Nederland met als thema 'The Built Environment'. Het gaat om de faculteit ingenieurswetenschappen van de Universiteit Twente, de faculteiten Architectuur en Civiele Techniek en Geowetenschappen aan de Technische Universiteit Delft en Wageningen University & Research. Doel van het 4TU.Bouw-initiatief is om de samenwerking tussen de lidfaculteiten, industriële partners en de overheid te bevorderen. De gebouwde omgeving heeft veel functies: transport infrastructuur, bescherming tegen overstromingen, onderdak, ruimte voor werken, vergaderen en recreatieve activiteiten, en ga zo maar door. De eisen aan de betrouwbaarheid, veiligheid en comfort van deze structuren worden voortdu-

24 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

rend scherper. Ondertussen wordt de gebouwde omgeving als sector geconfronteerd met enorme uitdagingen zoals schaarste van hulpbronnen, klimaatverandering, bevolkingsgroei en demografische veranderingen. Deze uitdagingen vragen om gezamenlijke strategieën en samenwerking tussen eindgebruikers, universiteiten, de industrie en overheidsinstanties. Daarom heeft 4TU.Bouw in het kader van de Nederlandse 'Nationale Wetenschapsagenda' met haar partners de belangrijke, maatschappelijke en wetenschappelijk relevante onderzoeksthema’s geïdentificeerd onder de titel 'De toekomst '. De thema’s daarvan zijn gebruikt als context voor het 4TU.Bouw Lighthouse-programma 2017. Dat heeft geleid tot acht speciale, snel te realiseren innovatieprojecten die inmiddels allemaal zijn gestart. Deze projecten zijn bedoeld om de haalbaarheid (of onhaal-

baarheid) van nieuwe technologieën aan te tonen. Doel is om een bijdrage te leveren aan toekomstige uitdagingen voor de gebouwde omgeving. Een willekeurige selectie uit de aanbieding: RE ^ 3 GLASS, Geocon bridge en 3D Concrete Printing.

Strategieën hergebruik glas

Het zogenaamde RE ^ 3 GLASS-project was gericht op het ontwikkelen van een strategie voor het reduceren/hergebruiken/recyclen van glas. De toepasbaarheid van glas in structuren neemt voortdurend toe. Dit, omdat de transparantie en hogedruksterkte van het materiaal het zeer geschikt maken voor de productie van doorschijnende, structurele componenten. De fabricagegrenzen van het materiaal worden voortdurend opgerekt: zichtbare metalen verbindingen worden daarbij meer en meer geminimaliseerd


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018 volop kan worden geprofiteerd van de uitstekende druksterkte van glas. Zulke componenten van gegoten glas kunnen bovendien een hogere mate van onzuiverheden verdragen en kunnen worden geproduceerd door afvalglas als grondstof te gebruiken.

Geocon bridge

‘Bouwstenen’ van gerecycled glas (Foto: projectgroep dr.ir. Fred Veer en ir. Faidra Oikonomopoulou, prof.ir. Rob Nijsse en ir. Telesilla Bristogianni

en glasoppervlakken gemaximaliseerd. Dat resulteert in zuivere volledig glazen structuren. Desalniettemin zijn door de dominante positie van de floatglasindustrie alle glasstructuren momenteel beperkt tot de vormen die kunnen worden gemaakt met vlakke 2D-glaselementen. Bovendien wordt, ondanks dat glas volledig recyclebaar is, het grootste deel van het glas dat in gebouwen wordt gebruikt niet hergebruikt en ook niet gerecycled. Dit vanwege de vaak complexe demon-

Bank van geopolymeerbeton, Utrecht Foto: projectgroep GeoCon-bridge

tage en de verontreiniging met coatings en kleefstoffen. Gegoten glas kan het antwoord zijn op de genoemde beperkingen, omdat het zich kan ontworstelen aan de ontwerpbeperkingen die worden opgelegd door de tweedimensionale aard van floatglas. Door gesmolten glas in mallen te gieten, kunnen vaste driedimensionale glascomponenten worden geproduceerd in vrijwel elke vorm. Met deze monolithische glasobjecten kunnen repeterende eenheden worden gemaakt voor grote glasstructuren, waarbij

Cementvrije structurele toepassingen Het idee achter het Lighthouse-project 'Geocon bridge' was om een geopolymeer-betonmengsel voor structurele toepassingen te ontwikkelen. Geopolymeren zijn materialen op basis van bijproducten van de industrie. Door het gebruik van geopolymeer-betontechnologie is het mogelijk om afval te verminderen en op een milieuvriendelijke manier beton te produceren. Door geopolymeertechnologie toe te passen zou in vergelijking met het gewone Portland Cement (OPC) een reductie van broeikasgassen kunnen worden bereikt van maar liefst 80 procent. Er is echter nog weinig praktische ervaring. Voor een brede en grootschalige industriële toepassing van geopolymeerbeton bestaan er nog steeds technologische uitdagingen. Het belangrijkste doel van het GeoCon bridge-project was dan ook om een mengsel van geopolymeerbeton te ontwikkelen dat geschikt is voor structurele toepassingen. Door een combinatie van laboratoriumexperimenten met zowel materialen als structurele elementen en constructieve ontwerp- en eindige elementen-simulaties en gebaseerd op eerdere ervaringen met Portlandcement-beton, leverde het project volgens de betrokken partijen belangrijke kennis op. Daarmee is een belangrijke stap gezet in de richting van een 'cementvrije' constructie. Het project werd gezamenlijk uitgevoerd door drie partijen: Microlab en Group of Concrete Structures van de Technische Universiteit van Delft en de Technische Universiteit van Eindhoven.

3D-betonprinten

Binnen het project '3D Concrete Printing' werden de mogelijkheden van additive manufacturing voor structurele toepassingen onderzocht. In de afgelopen jaren is er een snelle groei van additieve productiemethoden(3D-printen) voor betonconstructies. Mogelijke voordelen zijn minder materiaalgebruik en lagere kosten, minder arbeid, massamaatwerk

25 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

3D-printen van beton. Foto: projectgroep 3D-betonprinten

en vermindering van CO2-footprint. Tot dusver is echter geen enkele 3D-printmethode in staat geweest om beton te produceren met materiaaleigenschappen die geschikt zijn voor structurele toepassingen, met name op het vlak van ductiliteit en treksterkte. Om 3D-printen geschikt te maken als een productiemethode voor constructief beton,

moest een kwaliteitssprong worden gemaakt. In het project '3D-betondruk voor Structurele Toepassingen' zijn in dat verband drie concepten verkend: het toevoegen van staalvezelversterking aan een bestaande printbare betonmortel; de ontwikkeling van een spanningshardend cementgebonden composiet op basis van PVA-vezels en ten slotte het

voorspannen met hogesterkte-staalkabels. Vooral de laatste twee opties lijken veelbelovend en openen wellicht de weg naar een breed scala aan structurele toepassingen van 3D-geprint beton. Het project '3D-betonprinten’ voor structurele toepassingen' heeft uiteindelijk geresulteerd in twee heel verschillende, maar veelbelovende concepten om ductiliteit en (buig) treksterkte in 3D-geprint beton te bewerkstelligen. Dit zal volgens de betrokken partijen de mogelijkheden aanzienlijk vergroten om de nieuwe technologie van 3D-betondrukwerk toe te passen op constructieve ontwerpen. Bron: 4TU.Bouw, Siebe Bakker (bureaubakker) Meer over de 4TU-projecten in de volgende editie Innovatieve Materialen.

Gemert Noord-Om, artist impression fietsbrug (bron: BAM/Label4Visuals)

26 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

3D geprinte brug bij de Provincie Noord-Brabant


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Voeg informatie toe aan de Kennisbank Biobased Bouwen De Biobased Economy speelt een belangrijke rol in de duurzame ontwikkeling van Nederland en biedt nieuwe kansen voor het bedrijfsleven. Via de kennisbank kunt u kennis vergaren en delen over de beschikbaarheid en toepassingsmogelijkheden van biobased materialen, producten en bouwconcepten. Samen versterken we zo de biobased economie. Ruim dertig partijen in de bouwsector ondertekenden de green deal biobased bouwen. Deze producenten, architecten, adviseurs en kennisinstellingen delen hun kennis rond kansrijke mogelijkheden van biobased bouwen. Ook de ministeries van Binnenlandse Zaken (Wonen en Rijksdienst), Economische Zaken, en Infrastructuur en Milieu ondersteunen de green deal. Bouw ook mee aan de biobased economie en voeg uw project- of productbeschrijvingen toe aan deze kennisbank. Kijk op www.biobasedbouwen.nl voor meer informatie>

27 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Materials 2018 Op 30 en 31 mei vindt in Veldhoven de zesde editie plaats van Materials, vakbeurs & congres. Dit jaar is gekozen voor het thema ‘De rol van materialen & technieken in het succes van een product’. Daarin uiteraard veel aandacht voor materialen en de bijbehorende technieken, maar ook voor oplossingen met betrekking tot corrosie, slijtage, hechtingen, lichtgewicht, vermoeiing enzovoorts. Ook dit jaar steunt de vakbeurs op vier logische en aan elkaar gerelateerde pijlers: materialen, analyses, verbindingen en oppervlaktetechnieken. Ieder met een eigen zone op de beursvloer en elk met een aansprekend congresprogramma. Materialen vormen de basis van de beurs. Het zijn de bouwstenen van alles wat we om ons heen zien. De maatschappij is er aan gewend dat dát materiaal juist voor díe toepassing wordt gebruikt, maar achter die vanzelfsprekendheid zit een wereld van techniek. En mochten er voor een bepaalde toepassing nog betere - sterkere, goedkopere, lichtere of mooiere - materialen nodig zijn, dan zijn er voortdurend nieuwe ontwikkelingen die hiertoe leiden. 3D-printen, nanotechnologie, zelfherstellende materialen - om er maar een paar te noemen. Het kan gaan om nieuwe materialen voor bestaande markten, maar ook om hele nieuwe ontwikkelingen die nog jaren onderzoek vergen voordat de materialen zijn omgewerkt tot een praktisch toepasbaar product.

28 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Verbinden

Maar een materiaal alleen is niet voldoende. Waar vroeger een voorwerp dikwijls uit één materiaal bestond, gaat het tegenwoordig steeds vaker om complexe producten die uit meerdere materialen zijn samengesteld. Bij de

ontwikkeling van deze producten is verbindingstechnologie (lijmen, solderen, lassen of mechanisch verbinden) minstens zo belangrijk als de optimalisatie van de materialen waaruit product gemaakt wordt. Een product 'doet' het pas goed als deze materialen, of de afzonderlijke onderdelen, onderling goed

Materials 2018 • • • • • • •

Woensdag 30 mei en donderdag 31 mei, van 9.30 tot 17.00 uur Locatie NH Conference Centre Koningshof in Veldhoven 80 exposanten 40 lezingen Experience Areas met live demo’s Gratis entree voor bezoekers www.materials.nl


lezingenzaal, met een keur aan lezingen met praktische informatie en inhoudelijke achtergrondkennis. Naast deze 'materiaalkundige verbinding' slaat de vakbeurs Materials dus ook een brug tussen wetenschap en concrete toepassing. De vakbeurs met congres is bedoeld voor iedereen die berokken is bij het keuze-, creatie- en productieproces.

Design

op elkaar zijn afgestemd. En hier speelt het grensvlak tussen deze materialen - de verbinding - een doorslaggevende rol. Zoals de slimme keuzes die moeten worde gemaakt om meerdere materialen, die elk op een andere manier uitzetten bij temperatuursverhoging, toch sterk en zonder spanning aan elkaar te verbinden.

Oppervlaktetechnieken

Deklagen staan in direct contact met de buitenwereld, en bekleden daarin een bijzondere positie. Corrosiewerende coatings op metalen ondergronden, slijtvaste coatings bovenop een boortje en verflagen op een huis - zowel mooi decoratief als functioneel beschermend - zijn zo maar een paar voorbeelden. De oppervlaktetechnieken om deze lagen op een voorwerp aan te brengen - of om het oppervlak van een voorwerp zelf te modificeren, zoals bij oppervlakteharden - hangen nauw samen met de gebruikte materialen.

computersimulaties aan materialen een ondersteunende rol bij experimentele metingen. De organisatoren van de vakbeurs Materials wil deze vier pijlers - materialen, verbindingen, oppervlaktetechnieken en analyses - met elkaar verbinden. Elke pijler heeft een eigen zone op de beursvloer, waarbinnen de exposanten zich rondom de gezamenlijk in te vullen Experience Areas positioneren. Hier worden onder meer live demo’s gegeven en kunnen bezoekers zelf deelnemen. Bovendien krijgt elke zone een aparte

De zesde editie heeft extra aandacht voor design. Dit wordt onderstreept door de samenwerking met BNO (Beroepsorganisatie Nederlandse Ontwerpers). Onderwerpen die onder de aandacht worden gebracht zijn: ontwerp, materiaalkeuze, software, hergebruik, circulaire economie en biomimicry. De vakbeurs Materials is volgens de organisatoren dĂŠ plek om van alles te weten te komen over materialen. Er worden oplossingen aangedragen voor problemen als vermoeiing, slijtage, corrosie, maar het moet ook inspiratie opleveren, bijvoorbeeld om een beeld te krijgen hoe de materialen en de bijbehorende technieken van de toekomst er uit zien. www.materials.nl

Analyse

Het credo 'meten is weten' geldt ook binnen de materiaaltechnologie. Het is pas zeker of een materiaal geschikt is voor een beoogde toepassing als het onder gebruiksomstandigheden is getest. Dit kunnen simpele testen zijn, maar ook specifieke materiaalanalyses om na te gaan of verontreinigingen geen roet in het eten gooien. Of ingewikkelde metingen om te bepalen of materiaalparameters voldoen aan de mechanische, thermische of elektrische eisen die aan het product worden gesteld. Door de verdergaande automatisering spelen

29 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Cristal houses, Amsterdam. Gevel van glazen ‘stenen’ in aanbouw (TU Delft)

Challenging Glass 6 Challenging Glass viert dit jaar haar zesde editie op 17 en 18 mei aan de TU Delft. Dit internationale congres richt zich op de architectonische en constructieve toepassing van glas. Deelnemers komen van over de hele wereld en er zijn meer dan 90 presentaties van hoogwaardige papers en inspirerende keynote sprekers.

Het Challenging Glass congres ontleent zijn titel aan de materiaaleigenschappen van glas: het is een zeer uitdagend materiaal om mee te werken, zowel architectonisch als constructief. De brosheid, die wordt veroorzaakt door de afwezigheid van een kristalstructuur, maakt de sterkte onvoorspelbaar en bezwijken direct en volledig. Zijn transparantie, en daarmee bevoorrechte relatie met licht, heeft glas een prominente rol gegeven in de architectonische ontwikkelingen sinds de laat-Gotische kathedralen. Maar Challenging Glass verwijst ook naar wat ingenieurs, architecten en onderzoekers met het materiaal moeten doen: de mogelijkheden ervan uitbreiden, de grenzen ervan verleggen, de prestaties optimaliseren. Challenging Glass wordt tweejaarlijks georganiseerd in samenwerking met een toonaangevende onderzoeksgroep op constructief glas aan een internationaal gerenommeerde universiteit. Het congres vond als zodanig plaats aan de Technische Universiteit Delft (TU Delft) in 2008, 2010 en 2012, aan de Ecole

30 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Zwitserland in 2014 en aan de Universiteit Gent (UGent) in 2016. Voor de aanstaande editie zal het congres dus wederom georganiseerd worden aan de TU Delft. De organisatoren zijn Christian Louter (TU Delft), Freek Bos

(TU Eindhoven) en Jan Belis (UGent & TU Eindhoven) en de lokale gastheren zijn Fred Veer en Rob Nijsse die beiden zijn verbonden aan de TU Delft. Sinds de eerste editie in 2008, is Challenging Glass uitgegroeid tot een van

Glazen constructie Steve Jobs Theatre (Foto: Eckersley O’Callaghan; www.eocengineers.com)


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Challenging Glass 5, 2016

de wereldwijd toonaangevende wetenschappelijke congressen op het gebied van architectonische en constructieve toepassingen van glas. Het congres brengt mensen uit verschillende disciplines samen, zoals architecten, ingenieurs, wetenschappers en partners vanuit de industrie. Vanaf het prille begin heeft de organisatie gezocht naar een balans tussen de input uit de academische wereld en die uit de praktijk. Veel innovaties in glastoepassingen in gebouwen komen uit de praktijk. Door specialisten uit beide werelden samen te laten komen ontstaat een waardevolle kruisbestuiving die tot nieuwe ontwikkelingen leidt. In de loop der jaren heeft Challenging Glass vele internationaal gerenommeerde keynote sprekers ontvangen. Een overzicht is te vinden in tabel 1. Bij elke editie streeft de organisatie naar een sprekers-combinatie van een architect, ingenieur en wetenschapper, zodat synergie tot stand kan worden gebracht tussen deze disciplines. Daarnaast streeft Challenging Glass doorgaans naar een out-of-the-box keynote-presentatie, om een blik buiten de keuken van de bouwindustrie te bieden. Voor de aankomende editie van Challenging Glass zal architect Stefan Behling, Senior Executive Partner bij het gerenommeerde achitectenbureau Foster and Partners met hoofdzetel in Londen, een keynote presentatie geven. Hij zal spreken over de uitdagende glasprojecten die hij voor Apple heeft ontworpen, zoals verscheidene Apple Stores en het onlangs geopende Steve Jobs Theatre in

Cupertino. Daarnaast zal ook ingenieur Michael Ludvik uit New York een keynote presentatie geven over zijn spectaculaire glasprojecten, zoals een glazen glijbaan die op meer dan 200 m hoogte uitkraagt vanuit een wolkenkrabber in Los Angeles. Als uitstapje naar de wereld van glas in de autoindustrie, zal Christian Grünler van Daimler AG zijn visie en ervaring delen op het gebied van displays en augmented reality in voertuigen. Daarnaast biedt Challenging Glass 6 ook meer dan negentig presentaties van papers die zijn geschreven door bijna 200 auteurs uit meer dan vijftien verschillende landen. Deze papers zijn verdeeld over verschillende subthema’s, die betrekking hebben op meerdere schaalniveaus, variërend van glas-materiaalsterkte tot hoogwaardige glastoepassingen in constructies en gevels. Elk van deze papers heeft een strikt peer-review proces doorlopen waarvoor Challenging Glass een internationaal wetenschappelijk comité van twaalf personen heeft geïnstalleerd met daarin vooraanstaande internationale experts op het gebied van glas. De papers worden verzameld in een digitaal uitgegeven proceedings boek. Het proceedings boek van de voorgaande editie is te verkrijgen via http://challengingglass.com/order-proceedings. html. Verder heeft Challenging Glass een samenwerking opgezet met het onlangs opgerichte Glass Structures & Engineering journal van de gerenommeerde internationale uitgever Springer. Een aantal veelbelovende papers van het

congres zijn daarbij voorgeselecteerd voor publicatie in een speciale editie van dit journal. De geselecteerde papers hebben een dubbel-blind review- en correctieproces doorlopen, waardoor een hoge eindkwaliteit is gegarandeerd. Een exemplaar van deze speciale editie zal door Springer worden verstrekt aan de deelnemers van het Challenging Glass congres. De speciale editie die uitgegeven werd bij de voorgaande editie van het congres is digitaal beschikbaar via https://link.springer.com/journal/40940/2/2/page/1. Challenging Glass 6 zal een uitgebreid overzicht bieden van de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van de architectonische en constructieve toepassingen van glas. Een veelheid aan onderwerpen zal worden besproken zoals schakelbaar glas, de toepassingen van gegoten glas in de architectuur, de mogelijkheden van ultradun glas in de bouw, onderzoeken op het gebied van constructief glas onder belasting, de nieuwste vindingen op het gebied van constructieve glas-verlijmingen, en vele andere onderwerpen. Mede dankzij de input van vele internationale auteurs en keynote sprekers, de wetenschapscommissie en sponsoring vanuit industrie partners kijken de organisatoren met groot vertrouwen uit naar een succesvolle en inspirerende 6e editie van Challenging Glass in Delft. http://www.challengingglass.com

31 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Natuurlijke eenvoud voor nieuwe terminal Schiphol

Copyrights: Filippo Bolognese

Schiphol groeit en heeft meer ruimte nodig voor reizigers en vliegtuigen. Er is behoefte aan een nieuwe terminal die elk jaar zo’n veertien miljoen reizigers kan verwelkomen. Het winnende ontwerp voor de terminal komt uit de koker van KL AIR, dat bestaat uit KAAN Architecten, Estudio Lamela, ABT en Ineco. Ook lichtkunstenaar Arnout Meijer Studio, DGMR en Planeground zijn betrokken. Het ontwerp sluit aan bij het DNA van Schiphol: praktisch, functioneel en sierlijk. Het is bovendien duurzaam.

In 2023 zal Schiphol de nieuwe terminal openen. Die komt ten zuiden van Schiphol Plaza en wordt volledig geïntegreerd in de bestaande luchthaven. Daarmee houdt Schiphol vast aan het 'Eén Terminal-concept'; de luchthaven is geen verzameling van min of meer op zichzelf staande terminals, maar een compacte eenheid met alle faciliteiten onder één dak. Het ontwerp draagt bij aan een goede reisbeleving, de duurzame ambities van de luchthaven en is toekomstbestendig.

incheck is bijvoorbeeld opgetild naar mezzanine-niveau, waar ook de security-controle zich bevindt. Dat is duidelijk: beneden ben je gewoon bezoeker van de luchthaven, boven ben je reiziger.

Natuurlijke eenvoud

De terminal is één grote ruimte, zonder

kolommen of obstakels. De reiziger heeft daardoor steeds zicht op de volgende stap van de reis. Je kunt je dus goed oriënteren en staat in voortdurend contact met de buitenwereld. Je beleeft Nederland eigenlijk al in de terminal, omdat je de wolken kunt zien en naar buiten kunt kijken. Een ingenieus licht-

Functionaliteit prioriteit

Functionaliteit heeft prioriteit. Elke dag zullen tienduizenden reizigers hun weg moeten vinden door de terminal van of naar hun vliegtuig. Hoe doe je dat zo efficiënt mogelijk? KL AIR stelde de beleving van de reiziger centraal: overvloedig daglicht, een grote ruimtelijkheid en een heldere indeling hebben een kalmerend effect op de reiziger. Hij of zij hoeft zich niet af te vragen waar hij moet zijn en wat hij moet doen, dat wijst zichzelf. De

32 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Copyrights: Filippo Bolognese


INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Copyrights: Beauty & The Bit

plan van lichtkunstenaar Arnout Meijer zorgt ervoor dat reizigers loskomen van de tijdzone waarin ze zich bevinden. Twee groene patio's stellen de reizigers verder op hun gemak. Er is gekozen voor natuurlijke eenvoud. Ook in de vormgeving van de voorzieningen. Er is bijvoorbeeld een geĂŻntegreerd dak gemaakt, waarin alle installatietechniek netjes is weggewerkt.

Duurzaam

Een integraal team met afgevaardigden van de betrokken partners ontwikkelde, op locatie bij KAAN, het winnende ontwerp. ABT adviseerde over de installaties, de constructie, de geotechniek, de bouwfysica, de duurzaamheid en het plan van aanpak en de bijbehorende methodieken. Een groot aantal maatregelen

maakt de terminal duurzaam. Zo is de overweldigende toetreding van daglicht niet alleen goed voor de beleving, maar is er ook bijna geen energie meer nodig voor de verlichting. De patio's dragen bij aan schone lucht en regenwater wordt hergebruikt. De energie die de zonnecellen opwekken wordt niet eerst omgezet van gelijkstroom naar wisselstroom, maar komt terecht in een smart grid. Daar kunnen zowel Schiphol als bezoekers direct gebruik van maken, bijvoorbeeld om hun smartphones op te laden. De isolatie is optimaal en er wordt weloverwogen geventileerd.

Zuinig met materialen

Ook de constructie is duurzaam, ten eerste doordat die de ruimte flexibel indeelbaar maakt en daarmee toekomst-

bestendig. Daarnaast valt het materiaalgebruik op. De hoeveelheid benodigde materialen is geminimaliseerd. Zo is met geavanceerd rekenwerk bespaard op staal in de dakconstructie. Ook is er gekozen voor materialen die weinig CO2 uitstoten, die herbruikbaar zijn en die natuurlijk zijn. De vloer is bijvoorbeeld gedeeltelijk van hout, wat best bijzonder is op een luchthaven. Bijkomend voordeel is, dat als er een reparatie nodig is Schiphol die snel en lokaal kan uitvoeren. Voor ABT is de nieuwe terminal niet het eerste project op Schiphol. Maar ABT is er elke keer weer trots op voor de nationale luchthaven te mogen werken en bij te dragen aan het Schiphol van de toekomst. Tekst: ABT

Copyrights: Filippo Bolognese

33 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


Advertorial INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018

Material Xperience 2018 Met 7.500 bezoekers, 140 exposanten, 9.000 m2 oppervlakte, vindt van 13 - 15 maart in Ahoy Rotterdam de grootste multisectorale materialenbeurs ter wereld plaats. Tijdens de 13de editie van Material Xperience, worden R&D- en designprofessionals uit de wereld van architectuur, interieur, fashion & workwear, product, mobility en graphic & packaging geconfronteerd met de nieuwste materiaalinnovaties. Materiaalinnovatie is essentieel voor vrijwel elke sector, innovaties spelen zich meer en meer multisectoraal af. Kun je een smartphone opladen door het dragen van een jurk? Worden gebouwen van de toekomst geprint? Is het mogelijk van je eigen afval verpakkingen te maken? Rijden auto’s in de toekomst op 3D-geprinte banden? Material Xperience, georganiseerd door Materia, is de enige beurs ter wereld die al deze belangrijke multisectorale materiaalontwikkelingen integraal presenteert. Nieuwe materialen staan volgens Els Zijlstra, Creative Director van Materia, aan de basis van 70 procent van alle innovaties ter wereld. Thema’s als de circulaire economie, smart materials en nanotechnologie, lichtgewicht, sterke materialen, energiebesparing, gezondheid en digitale productieprocessen zijn binnen alle sectoren actueel. Dat is wat

34 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


Advertorial

de organisatoren van het evenement zeggen in het evenement zichtbaar te willen maken.

Laatste trends

Tijdens Material Xperience 2018 zijn de laatste trends in materiaalgebruik te zien. Er is aandacht voor duurzaamheid (bio-based, gerecycled & circulaire materialen), digitale technieken (3D-printing, robotica, CNC frezen), technische lichtgewicht sterke materialen en de terugkeer van luxe materialen), waar comfort, ambacht, gebruiksgemak (usability) en sfeer centraal staan. De nieuwste ontwikkeling valt onder de noemer ‘fusion’ waarbij gewenste eigenschappen (bijvoorbeeld de uitstraling van hout, de akoestiek van textiel, het gebruiksgemak van kunststof, het gewicht van schuim (en dat allemaal duurzaam en voor een goede prijs), in één samengesteld materiaal worden gecombineerd.

Tentoonstellingen

Dit jaar plaatst organisator Materia zes tentoonstelling-paviljoens op de beursvloer, waarin per sector bijzondere expositiestukken, installaties worden gepresenteerd. Een in metaal 3D-geprinte scheepsschroef, een jurk van schimmeltextiel, een van zandsteen geprinte brug: het zijn slechts een paar voorbeelden die

het voorstellingsvermogen van de bezoekers zullen verruimen. En er worden 200 nieuwe materialen uit de Materia-collectie getoond; textiel gemaakt van ananasbladvezel, wandpanelen van hennepcomposiet, organische fotovoltaïsche materialen die licht omzetten in energie en nog 197 andere innovaties zijn te zien en te voelen op de beurs. Last but not least, introduceert een groot aantal bekende merken op Material Xperience hun nieuwe materiaalinnovaties aan het grote publiek. In totaal exposeren meer dan 140 toonaangevende materiaalfabrikanten hun noviteiten: kortom, het ‘nieuwste van het nieuwste’.

Material Xperience 2018 vindt plaats van dinsdag 13 t/m donderdag 15 maart in Ahoy Rotterdam. Ga voor meer informatie en een gratis toegangskaart naar www.materialxperience.nl. Openingstijden: dinsdag 10:30-18:30 uur Woensdag 10:30-20:30 uur Donderdag 10:30-17:30 uur Meer info en een GRATIS toegangskaart: www.materialxperience.nl

Lezingenprogramma Voor het eerst in de geschiedenis van de beurs, zijn er op de beursvloer simultaan twee theaterprogramma’s waarin een line up van 55 sprekers hun kennis en ervaring met de bezoekers delen. Zo zal prof. Adriaan Beukers (hoogleraar lichtgewicht constructies TU Delft) spreken over de opmars van de koolstofvezelversterkte comopsieten die metaal in de mobiliteitssector gaan vervangen. Aan de hand van voorbeelden van het wereldberoemde bureau 3XN, illustreert Kasper Guldager (architect MAA) zowel de urgentie als de toekomst van circulair bouwen. Marina Toeters (design en onderzoek voor modetechnologie) over de groei, de toekomst en het belang van biobased grondstoffen, textiel technologie en de impact van nieuwe productietechnieken voor de fashion industrie.

35 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


AGENDA JEC World 2018 6-8 maart 2018, Parijs www.jeccomposites.com/ events/jec-world-2018

Challenging Glass 17-18 mei 2018, Delft www.challengingglass.com

AMX 2018 6-7 maart 2018, Luzern, Zwitserland https://www.am-expo.ch/en

Bio-based Materials 15-16 mei 2018, Keulen http://bio-based-conference. com

Circular Materials Conference 7-8 maart 2018, Gotenborg www.circularmaterialsconference.se/

Utech Europe 29-31 mei 2018, Maastricht http://www.utecheurope.eu

RapidPro2018 7-8 maart 2018, Veldhoven https://rapidpro.nl/

LIMA, Leichtbaumesse 29-30 mei 2018, Chemnitz, http://www.lima-chemnitz. de/

Materials Xperience 13-15 maart 2018, Rotterdam http://materialxperience.nl/

Materials 2018 30-31 mei 2018, Veldhoven www.materials.nl

World biomarkets 2018 20-22 maart 2018, Amsterdam

Materials Science and Engineering 11-13 juni, 2018 Barcelona

Nationaal Kunststof Congres 2018 5 april 2018, Steenwijk www.nkc2018.nl/

15th International Conference on Inorganic Membranes 18-22 juni 2018, Dresden https://www.icim2018.com/

Ceramitec 2018 10-13 april 2018, München www.ceramitec.com

Holz messe 29 aug-1 sept 2018, Klagenfurt www.kaerntnermessen.at

3D Printing Materials 17 april 2018, Geleen www.3dprintingmaterialsconference.com/

Kunststoffen 2018 27-28 september 2018, Veldhoven https://kunststoffenbeurs.nl/

Plastics Recycling Show 24-25 april 2018, Amsterdam www.prseventeurope.com/

Aluminium 2018 9-11 oktober 2018, Düsseldorf www.aluminium-messe.com

Hannover Messe 23-27 april 2018, Hannover http://www.hannovermesse. de/home

Composites Europe 6-8 november 2018, Stuttgart www.composites-europe.com

Intermat 2018 23-28 april 2018, Parijs https://paris.intermatconstruction.com/

XVI ECerS Conference 16-20 juni 2019, Turijn http://ecers.org/

Ceramics Expo 2018 1-3 mei 2018, Cleveland www.ceramicsexpousa.com

K 2019 16-23 oktober 2019, Düsseldorf www.k-online.de/

www.biobasedworldnews.com

36 | INNOVATIEVE MATERIALEN 1 2018


DÉ TAPE VOOR MOEILIJKE 0PPERVLAKKEN tesa® ACXplus 709x LSE Performer

• Deze innovatieve schuimtape in acryl hecht op een blijvende manier en zonder primer aan low-surface-energy (LSE) materialen zoals kunststof, materialen met poedercoating, etc.

• Kan gebruikt worden bij temperaturen dicht bij het vriespunt.

tesa.nl


INNOVATIEVE MATERIALEN Innovatieve Materialen Innovatieve Materialen is een interactief, digitaal vakblad over nieuwe en/of innovatief toegepaste materialen in de civieltechnische sector, bouw, architectuur en design. Kerngedachte achter het blad is dat de materialensector tot dusver was ‘verzuild’ op basis van materiaalsoorten, waardoor veel kennis en kansen niet worden benut. Daar wil Innovatieve Materialen iets aan doen. Innovatieve Materialen verschijnt in digitale vorm zes keer per jaar. Abonnees ontvangen een bladerbare versie plus een downloadable pdf-editie. Beide versies zijn interactief, en bevatten hyperlinks en video’s. Uitgever: SJP Uitgevers: Postbus 861, 4200 AW Gorinchem. Tel. 0183 66 08 08 Vraag een gratis digitaal proefnummer aan: info@innovatievematerialen.nl

SJP Uitgevers Postbus 861 4200 AW Gorinchem tel. (0183) 66 08 08 e-mail: info@innovatievematerialen.nl

Digitaal

Innovatieve Materialen is een digitaal vakblad, wat logischerwijs de mogelijkheid geeft om meer informatie toe te voegen dan in een conventio­ neel papieren vakblad gebruikelijk is. Vaak wordt er bij de artikelen een koppeling gemaakt met een relevante website, achterliggende informatie, rapporten, videomateriaal en/of eerder verschenen artikelen.

Een digitaal abonnement in 2017 (6 uitgaven) kost € 39,50 (excl. BTW) www.innovatievematerialen.nl

Profile for Innovatieve Materialen

Im12018nl  

Im12018nl