Bouwkundig detailleren - optopping

Architectuurontwerp 5: bouwkundig detailleren Karen Deldime & Robin Portier H03W9A - 2 MIRA Academiejaar 2015 - 2016 Begeleiders: Staf Roels & Joost Ruland

CONCEPTNOTA PLANNEN SNEDES GEVELAANZICHTEN

CONSTRUCTIE DRAAGLIJNEN CHRONOLOGIE

GEVEL [in detail] DETAILSNEDE DETAIL: DAKRAND DETAIL: OVERKRAGING DETAIL: WANDAANZET

TECHNISCHE ASPECTEN THERMISCHE CONTROLE VENTILATIECONTROLE AKOESTISCHE CONTROLE [Bijlage: doorrekening structuur]

INHOUDSTAFEL

ONTWERP

ONTWERP

CONCEPTNOTA Een van onze initiële doelstellingen is om BOKU en MTM zo maximaal mogelijk te verbinden. Hierin zagen we een centrale rol weggelegd voor de tentoonstellings (/polyvalente) ruimte. Deze zou als bufferruimte/ontmoetingsruimte kunnen dienen tussen het bestaande auditorium (BOKU) en het nieuwe te verwezelijken auditorium.

Het werd al snel duidelijk dat een aangenaam auditorium moeilijk in de footprint te passen zou zijn.

Een uitkraging diende zich dan ook aan.

Door het doosje een twist van 45° te geven kunnen we de rustieke gevel van MTM nog een beetje in ere laten en tevens ook zichtbaar vooraan. De twist creëert ook een vormelijk interessante spanning binnen het “voormalige” balkvormige volume. Daarnaast biedt het ons ook enkele interessante uitdagingen op vlak van constructie.

MATERIALITEIT “Less is more” was het devies tijdens het ontwerp van dit project. De spanning gecreëerd door het getwiste doosje bracht architecturaal al heel wat teweeg. Het is dan ook een opportuniteit om in te zetten op een elegante constructie en deze in het gebouw te communiceren. Alles werd dan ook gezet op een synergie tussen de constructie en het ‘rebelse doosje’. Op de valse plafonds na, werden de ruimtes voornamelijk ingekleed door de constructie en eerder ruwere materialen.

PLANOPBOUW De planopbouw gaat uit van de footprint van het tussengebouw. Het hoofdvolume is de “rechthoekige balk” die erbovenop wordt gezet. Hierin bevinden zich de tentoonstellingsruimte, de pantry, bergruimten, toiletten en installatieruimte. Deze laatste is functioneel in het centrum van de opbouw gepositioneerd om overal dichtbij te zijn voor de leidingen. Ook is erop gelet dat de toiletten zich niet centraal boven het onderliggende auditorium bevinden.

De gevraagde 50 m² bergruimte is in twee grote bergruimtes verdeeld, dit uit herbestemmingsoverwegingen, op deze manier blijft het mogelijk om eenvoudig één van beiden tijdelijk al dan niet permanent een andere functie in onder te brengen.

Op de verdieping is het auditorium het hoofdprogramma. Het auditorium bevindt zich in het getwiste doosje ingepland in de balk.

Het is vanuit de twee kanten bereikbaar, ligt in helling voor een optimaal zicht en gehoor en biedt plaats aan 154 mensen.

De overloop langs de BOKU-kant kan ook perfect dienst doen als tentoonstellingsruimte gezien de directe connectie via de vide.

Twee grote samengestelde raamvlakken verzorgen openheid en lichtinval.

ROOMLIST auditorium tentoonstelling overloop tent. gang pantry berging 1 installaties berging 2 toiletten M toiletten V toiletten MV

totaal

oppervlakte 144.55 69.93 44.48 34.43 20.28 20.08 19.88 27.48 7.43 12.44 3.62

404.6

A (1:100)

GRONDPLAN NIVEAU +3

+10.75

B

Terras +10.75

0.82

2.86

0.82

3.60

2.33

2.40

2.40

2.33

0.320.56

5.28

13.89

Pantry

Berging

Installatie ruimte

Berging

Tentoonstellings ruimte

+10.52m

C

+10.42m

+10.42m 32.65

+10.98m

C

2.01

+10.42m

Auditorium BOKU 03.22

0.76 0.46

1.33

1.21

2.26

1.22

0.76

0.92

1.66

A 0

1

2

3

4

5m

0.92

1.06

7.22

2.33

2.40

2.40

B

2.33

2.84

0.56

+10.

(1:100)A

B

7.

11

GRONDPLAN NIVEAU +4

5.22

3 .6 12

Terras

+10.75

+16.10m

0 .7 12

2.63

12.40 2.40

2.33

2.40

0.83 0.32 0.83

2.33

1.59

+16.10m

Vide

7.39

12

.6

7

1.3

+14.90m

Groendak +15.48m

Tentoonstellings ruimte +14.90m

Vide +10.42m

P&O lokaal

14

C

2 .5

C

Auditorium +14.90m

4.5

+14.90m

7.18 8.75

1.84

A

1.84

2.33

2.40

2.40

19.48

2.33

2.84

0.83 0.83

B

+14.90m

DAKENPLAN (1:100)

B

7.

11

A

Terras

0 .2 13

5.22 +10.75

+19.40m 12.40

+18.82m

Groendak +15.48m

C 13

.1 7

2

.5

14

C

8.74

1.84

A 0

1

2

3

4

5m

1.84

19.47

B

LANGSDOORSNEDE C (1:100)

+19.60m

3.07

3.55

4.25

+18.94m

7.50

+14.90m

10.42

2.25

1.00

2.03

3.53

3.80

3.62

4.13

4.80

+16.10m +10.42m

+10.42m

+5.67m

+2.53m

+0.00m

2.35

5.19

3.55

5.22

DWARSDOORSNEDE A (1:100)

+16.10m

3.65

3.93

3.98

+14.90m

+10.75m +10.42m

+5.67m

+2.40m

+0.00m

0

1

2

3

4

5m

+0.15m

DWARSDOORSNEDE B (1:100)

+19.60m

3.07

5.19

+18.94m

8.56

+14.90m

4.13

7.55

+15.35m

+10.42m

+5.67m

+2.40m

+0.00m

GEVELAANZICHT NOORD (1:100)

0

1

2

3

4

5m

GEVELAANZICHT ZUID (1:100)

CONSTRUCTIE

CONSTRUCTIELIJNEN spant: HEB200/HEB280 SHS 200*200*20 HEB280

3221

350

350

3823

350

7028

6728

3.130

8 38

5

7 24

spant: HEB300 SHS 220*220*20 HEB300

spant: HEB300 SHS 220*220*20 HEB300

5 49 5 49 5

7 23 1.

5 49

HEB300 5 49

5

5

2 74

8 38

7 24

HEB360 HEB240

5 49

spant: HEB300 SHS 220*220*20 HEB300

3

5

7

1 4

8

6

700

trekstaaf diameter: 3cm

7 24

5

2

5 49 5

7 23 1.

5 49 8 38

3.0748 267

GSEducationalVersion

350

3797

7025

7028

6728

Twee grote vakwerken, opgebouwd uit HEB280 en 200 en SHS 180*180*2 -profielen, overspannen de gehele lengte. Deze worden met stelbouten bevestigd op de betonnen sokkels. Daarna wordt de spleet tussen beton en spant opgevuld met krimpvrije mortel.

Een driehoek van stalen SHS-profielen wordt eveneens geplaatst op de achterkant van het tussengebouw. Zo worden lasten op het betreffende steunpunt verdeeld over de basis en worden spatkrachten direct opgevangen.

Enkele sokkels worden in beton gegoten op de plaatsen waar twee vakwerkliggers zullen komen te staan.

De opliggende doos van het auditorium wordt gevormd door 4 spanten opgelegd op 5 steunpunten die zich bevinden op onderliggende vakwerken en de driehoek.

Eerst worden de twee parallelle spanten opgelegd die twee rechtstreekse punten van lastendaling hebben.

Vervolgens worden de andere twee op de vorige twee gelegd.

...om een geschikte overspanning te bekomen voor de staalplaatbetonvloer (kingspan multideck 146) Voor de draagvloer wordt een tussenliggende hoofdligger (HEB 360) voorzien deze wordt ook ondersteund halverwege door het onderliggende spant zodat de sectie relatief beperkt kan blijven Nevenliggers (HEB 240) worden tussen spant en hoofdligger geplaatst...

UAP-profielen worden bevestigd aan de spanten. HEB-profielen worden in een hoek gelast en vormen de helling voor het auditorium, ze nemen steun op het achterste U-profiel en op het dwarse HEB-profiel.

Zo wordt een tribune structuur voorbereidt. (* meer zie deel ‘technische aspecten’)

Een HEB400 profiel is de hoofdligger en overspant het auditorium, de ligger wordt opgelegd ter hoogte van het meest centrale knooppunt van de spanten gelegd.

Een verdeling van nevenliggers wordt in helling gelegd van de spanten tot aan de hoofdligger, deze dragen het dak.

Ook het basisvolume wordt voorzien van dwarse I-liggers voor het dak. Deze I-profielen zijn veranderend in hoogte, van 30 cm aan de randen tot 50 cm in het midden

Voor de tussenvloer wordt een stalen frame gemaakt, deels opgelegd op de spanten, deels opgehangen met kabels aan de I-liggers van het dak Tussen de liggers van het frame wordt een staalplaatbetonvloer vervaardigd.

Ook het dak zal overspannen worden met staalplaten in de langse richting boven de dwarse liggers.

GEVEL

[IN DETAIL]

5.19

2.35

Detail 3

DETAILDWARSDOORSNEDE (1:50)

+16.10m

3.65

Detail 2

+14.90m

Detail 1

+10.75m +10.42m

MATERIALITEIT GEVEL zinken casette Mozaik, VM zinc PIGMENTO GREEN TECHNISCHE EIGENSCHAPPEN

OPBOUW

Voor het basisvolume werd gekozen voor een gevelafwerking met modulair zink-casettesysteem, namelijk de VMZ Mozaik. Dit is een verluchte gevelbekleding die onzichtbaar bevestigd wordt op omega-profielen. Elke casette heeft gebogen randen waardoor elke casette zich haakt in de vorige casette bij plaatsing.

Deze casettes zijn verkrijgbaar in verschillende kleuren.

Voor dit project opteerden we voor PIGMENTO GREEN. Dit is een geprepatineerd zink waarbij vertrokken word van QUARTZ-ZINK substraat waaraan minerale pigmenten zijn toegevoegd. Dit QUARTZ-ZINK is evenens geprepatineerd.

De schaduwvoegen ter plaatse van de aansluitingen met het bestaande gebouw zullen worden uitgevoerd met geplooide geprepatineerde QUARTZ ZINC platen .

PIGMENTO GREEN

QUARTZ ZINC bron: http://www.vmzinc.be/images/vmzinc/solutions/facade/vmz_ mozaik/1669vmz-mosaik-fr-guide-pose.pdf bron: http://www.vmzinc.be/nl/esthetiek-zink/oppervlakteaspecten/ pigmento.html

VOORBEELD PROJECT

Felsnaden, VM Zinc

PLAATSING

OPBOUW

De gesloten doos waar het auditorium zich in bevindt zal worden afgewerkt met VMZ staande naad dat wordt bevestigd op een houten stijl- en regelwerk.

Hier wordt eveneens gekozen voor een uitvoering in PIGMENTO GREEN.

PIGMENTO GREEN

bron: http://www.vmzinc.be/images/vmzinc/documentations/documents/ A4_Facade_NL_VMZStaandenaad_dealer_sept2015.pdf

VOORBEELD PROJECT

5121

Detail 2

+14.90m

57

+14.38m

67

GEVELAANZICHT - VERTICALE DETAILSNEDE - HORIZONTALE DETAILSNEDE (1:20)

Detail 3

97

+19.60m

80 70

760

56 20

80

70

926

926

3137

6275

960 580 518 84

10274

190 14 297

1317 1526

900

56 20

80 70

Detail 4

70

56 20

Detail 1

Detail 4 80

1526

Detail 4

56 20

+10.42m

с

тс

ус

фс

хс

цс *

DETAIL:

DAKRAND AUDITORIUM

(1:5)

с

тс

ус

фс

хс

цс *

7&+("+ ! (/ +!-) 1 *"1 !/2&--/,#&")Ѹ 7&+

*2)1&-)"5-) 1 ,+01/2 1&"%,21 ҙ-/"# ( !"/Қ 0" 1&" 1" "- )"+ !,,/ ++"*"/

7&+("+ #4"/(&+$ *"1 #")0+ !Ѹ 7&+

"-) +(&+$ /"$")4"/(

0&0 %,213"7") "*"+1-) 1 ҙ)2 %1!& %1 #$"1 -"!Қ /,104,) ,24-) 1 уутѸ ) * ! ۛ сѷсфх ҟ* Ҍ-) 1 ҙ)2 %1 "+ ! *-!& %1 #$"1 -"!Қ ! *-0 %"/* ! (!& %1&+$

! (!& %1&+$ у5 /,104,)Ѹ %&+,55 Ѹ ) * ! ۛ сѷсх ҟ* $) 03)&"0/,,#&+$ ҙ! *-0 %"/*Қ Ҍ-) 1 ! (-) 1 01 ) Ѹ шс -/,#&") тчс 3 )0 -) #,+!Ѹ " ,-%,+ #, 20 $

ъс ** х ** тщ ** шс ** ус **

37

HEB 300

160

70

200

01")-) 1'"0 Ҍ-/,#&") тсс5тсс5щ

фс ** ус ** фс ** тч ** тъц ** тщ **

Ҍ-/,#&") тсс5тсс5щ -/,#&") фсс Ҍ-) 1 тщ**

30 20 30 16

195

36

DETAIL:

OVERKRAGING AUDITORIUM - TENTOONSTELLING

с

тс

ус

фс

(1:5)

хс

цс *

36

7&+("+ #4"/(&+$ *"1 #")0+ !Ѹ 7&+

"-) +(&+$ /"$")4"/(

0&0 %,213"7") "*"+1-) 1 /,104,) ,24-) 1 уутѸ ) * ! ۛ сѷсфх ҟ* Ҍ-) 1 ҙ)2 %1 "+ ! *-!& %1 #$"1 -"!Қ Ҍ-) 1

фс ** ус ** фс ** тч ** ҙ)2 %1!& %1 #$"1 -"!Қ тъц ** тщ ** тщ ** %,21"+ - /("1

-,)6016/""+ % -"Ѹ ) * ! ۛ сѷсфх ҟ* Ҍ#,)&" ҙ4 1"/0 %"/*Қ *&+"/ )" 4,) ҙ (,"01&0 %Қ !/2() $ "1,+ 01 ) "1,+3),"/ &+$0- + *2)1&!" ( тхч Ҍ-) 1 ҙ)2 %1 "+ ! *-!& %1Қ /,104,) ,24-) 1 уутѸ ) * ! ۛ сѷсфх ҟ*

0&0 %,213"7") "*"+1-) 1 ,*"$ -/,#&") 7&+("+ 0"11" ,7 &(Ѹ 7&+

ус ** тчс ** ۖ чс ** тщ ** шц** тч ** ҙ)2 %1!& %1 #$"1 -"!Қ хс ** хс **

HEB 300

60

20

60

10

-)&+1 Ҍ-/,#&") чс5чс5ш 01") ),('"0 -/,#&") фсс

тс ** чс **

160 37

195

20

30 20 30 16

3 )0 -) #,+!Ѹ " ,-%,+ #, 20 $ѷ ус** -/,#&") усс Ҍ-/,#&") усс5ъс5тх ,+01/2 1&"%,21 ҙ-/"# ( !"/Қ )2 %10 %"/* $"*") *&+""/!" 0- +-) 1Ѹ 4&1 тщ**

)2 %10 %"/* )2*&+&2* / *( !"/Ѹ "6+ "/0 чщ Ҍ-/,#&") фсс5тсс5щ 01") ),('"0 ,+01/2 1&"%,21Ѹ -/"# ( !"/Ѹ 0" 1&" 1" "- )"+ !,,/ ++"*"/ ,+01/2 1&"%,21Ѹ -/"# ( !"/Ѹ 0" 1&" 1" "- )"+ !,,/ ++"*"/ $"-"/#,/""/! #!"(-) 1'"

153

59

134

SHS 180x180x20

DETAIL:

AANZET WAND

(1:5)

с

тс

ус

фс

хс

цс *

153

7&+("+ 0"11" ,7 &(Ѹ 7&+

,*"$ -/,#&")

0&0 %,213"7") "*"+1-) 1 ҙ)2 %1!& %1 #$"1 -"!Қ /,104,) ,24-) 1 уутѸ ) * ! ۛ сѷсфх ҟ* Ҍ-) 1 ҙ)2 %1 "+ ! *-!& %1 #$"1 -"!Қ *&+"/ )" 4,) Ҍ-/,#&") уфс5ттс5щ -/,#&") ущс *"1 )012! цс " ,-%,+ (201, 4 )) Ѹ

хс ** фс ** тч ** тхс ** тщ ** тфс **

59

134

SHS 180x180x20

)2*&+&2* / *( !"/Ѹ "6+ "/0 чщ $"*") *&+""/!" 0- +-) 1Ѹ 4&1 ущ** ("-"/0 *"1 *&+"/ )" 4,) 1200"+

цс ** хс **

#!"(-) 1 7&+(Ѹ 7&+

16/&0,) Ҍ-) 1Ѹ ) * ! ۛ сѷсфц ҟ*

0&0 %,213"7") "*"+1-) 1 *&+"/ )" 4,) ! *-0 %"/* *"1 )012! цс " ,-%,+ (201, 4 ))

щс ** тч ** ҙ)2 %1!& %1 #$"1 -"!Қ ухх ** цс ** хс **

146

20

140

!/2(3 01" &0,) 1&"Ѹ 16/&0,) Ҍ-) 1 тсс **

!"(3),"/Ѹ $"-,)&"/!" % -" Ҍ#,)&"Ѹ 4 1"/0 %"/* (,"01&0 %" 1200"+) $Ѹ *&+"/ )" 4,) "01 +!" 3),"/

тхс ** ус ** тчх **

DETAIL:

CLOSE-UP HORIZONTALE SNEDE

с

тс

(1:5)

ус

фс

хс

цс *

$"*") *&+""/!" 0- +-) 1Ѹ 4&1 тщ** 01")-) 1'"0 ,+01/2 1&"%,21 ҙ-/"# ( !"/Қ

40

30 16

195

18 18

,+01/2 1&"%,21 ҙ-/"# ( !"/Қ 0" 1&" 1" "- )"+ !,,/ ++"*"/

)2*&+&2* / *( !"/Ѹ "6+ "/0 чщ 01")-) 1'"0 %,"(-/,#&")Ѹ 7&+

Ҍ-) 1 Ҍ-) 1 ҙ)2 %1 "+ ! *-!& %1 #$"1 -"!Қ ,104,) ,24-) 1 уутѸ ) * ! ۛ сѷсфх ҟ*

0&0 %,213"7") "*"+1-) 1 ҙ)2 %1!& %1 #$"1 -"!Қ ,*"$ -/,#&") 7&+("+ 0"11" ,7 &(Ѹ 7&+

тщ ** тщ ** тъц ** тч ** фс ** хс **

TECHNISCHE ASPECTEN [EN BIJLAGEN]

INLEIDING Het deel Technische aspecten bevat de rekenkundige nota’s die doorheen het ontwerpproces actief gebruikt zijn om het architecturaal ontwerp vanuit bouwkundig perspectief bij te sturen.

Het bevat de volgende invalshoeken

- constructieve en detailleerprincipes

- bouwfysisch: thermisch (warmtetransport)

- bouwfysisch: ventilatie (massatransport)

- bouwfysisch: akoestiek

- bijlage met het doorrekenen van de constructie (anno 01-12-2015, dus tijdens proces)

STRUCTUUR: OPBOUW TRIBUNE Voor de tribune van het auditorium hebben we gekozen voor een stalen skelet die gedeeltelijk bevestigd is aan de spanten van de doos. Het gaat over 2 UAP-liggers langs de kanten en 4 HEB-liggers verdeelt over de breedte. Deze zijn in helling opgelegd aan een UAP-ligger achteraan en een ligger vooraan (die halfweg ondersteund wordt door één van de twee grote spanten).

Tussen deze liggers bedraagt de overspanning 2,50m. Na het aanbrengen van voetstukken (gelast) kan deze overspannen worden met dikke houten multiplexplaten die zo de trapvormige structuur van het auditorium zullen worden en waarop de stoelen zullen bevestigd worden.

PRINCIPESCHETS: SCHADUWVOEG

PRINCIPESCHETS: GROEN DAK

PRINCIPESCHETS: HANGENDE BRUG Geïnspireerd door het muziekgebouw aan het Ij in Amsterdam hebben we ervoor geopteerd om onze tussenvloer van de tentoonstellingsruimte op te hangen aan de bovenliggende I-liggers. Op deze manier is er geen nood aan kolommen om de lange overspanning van de brug te verwezelijken.

In onderstaande tabel is de berekening weergegeven van de lasten en de nodige sectie om die lasten op te vangen per kabel. Voor de zekerheid zijn we zeer conservatief geweest bij het inrekenen van de sterkte van het staal.

Met de gegeven staalsterkte geven de resultaten weer dat een minimale sectie van 24 mm noodzakelijk is om de brug/vloer omhoog te houden.

KABELS stang

kabel 1 kabel 2

staalkwaliteit

S200

max spanning gewicht oppervlak

[N/mm²] [m²]

S200

kabel 3 kabel 4 kabel 5 kabel 6 kabel 7 kabel 8 S200

S200

S200

S200

S200

S200

200 3.49

200 8.67

200 1.97

200 9.21

200 1.97

200 1.97

200 1.97

200 1.97

255

255

255

255

255

255

255

255

[kg]

889.95

2210.85

502.35 2348.55

502.35

502.35

502.35

502.35

personengewicht [kg]

2198.7

5462.1

1241.1

5802.3

1241.1

1241.1

1241.1

1241.1

3.2

2.99

2.8

6.92

2.8

2.8

2.8

2.8

62.5

62.5

62.5

62.5

62.5

62.5

62.5

62.5

200

186.875

175

432.5

175

175

175

175

staalbetonvloer [kg/m²] massa SBV lengte balk

[m]

massa balk/m

[kg/m]

massa balk totale massa

[kg]

3288.65 7859.825 1918.45 8583.35 1918.45 1918.45 1918.45 1918.45

totale kracht

[N]

32886.5 78598.25 19184.5 85833.5 19184.5 19184.5 19184.5 19184.5

nodige sectie

[mm²]

164.43

392.99

95.92

429.17

95.92

95.92

95.92

95.92

min. straal

[mm]

7.23

11.18

5.53

11.69

5.53

5.53

5.53

5.53

min. diameter

[mm]

14.47

22.37

11.05

23.38

11.05

11.05

11.05

11.05

gevel tentoonstelling

dikte

lambda

R-waarde

gevel auditorium

dikte

lambda

R-waarde

gevel raamstuk

zinken casette

zinken fels- en naad

zinken casette

geventileerde luchtspouw houtvezelcementplaat rotswol OSB-plaat OSB-plaat

beplanking

geventileerde luchtspouw houtvezelcementplaat rotswol OSB-plaat OSB-plaat

totaal

6.068

totaal

6.068

totaal

4.450

U-waarde

0.165

U-waarde

0.165

U-waarde

0.225

EPDM rotswol rhinoxx dampscherm OSB-plaat trapezium staalplaat

lambda 0.18 0.000 0.018

0.17 0.04 0.2 0.13

R-waarde 0 4.5 0.001 0.138

dak tentoonstelling EPDM rotswol rhinoxx dampscherm OSB-plaat

0.016 0.195 0.018 0.018

dikte

trapezium staalplaat

0.07

0.287 0.034 0.13 0.13

0.056 5.735 0.138 0.138

0.016 0.14 0.018 0.018

0.287 0.034 0.13 0.13

R-waarde

geventileerde luchtspouw houtvezelcementplaat rotswol bouwplaat 221 OSB-plaat OSB-plaat

dikte

0.287 0.034 0.13 0.13

lambda

0.056 5.735 0.138 0.138

dak auditorium

0.016 0.195 0.018 0.018

dikte

0.056 4.118 0.138 0.138

lambda R-waarde 0.001 0.17 0.007 0.18 0.04 4.5 0.000 0.2 0.001 0.018 0.13 0.138 0.08

klankkast (lucht) vals plafond

totaal

4.639

totaal

4.65

U-waarde

0.216

U-waarde

0.22

schaduwvoeg staalplaat afwerking luchtspouw XPS gewapend beton regelwerk ecophon akusto wall C

dikte

lambda 0.02 0.08 0.28 0.05 0.05

0.17 0.035 2.38 0.17 0.2

R-waarde 0.118 2.286 0.118 0.294 0.25

vloer dikte lambda R-waarde parket 0.01 0.17 0.059 RIBA polystyreen chape 0.06 0.043 1.395 minerale wol (akoestisch) 0.02 0.044 0.455 druklaag beton 0.06 1.63 0.037 trapezium staalplaat 0.16 1.63 0.098 OSB-plaat 0.018 0.13 0.138 rotswol bouwplaat 201 vario 0.075 0.037 2.027 houtvezelcementplaat 0.016 0.287 0.056 regelwerk zinken casette

totaal

3.065

totaal

4.265

U-waarde

0.326

U-waarde

0.234

BOUWFYSISCH: THERMISCHE KWALITEITSCONTROLE

bouwelementen

K-PEIL totaal beschermd volume totaal verliesoppervlak compactheid warmtetransfercoëfficiënten

AUDITORIUM buitenwanden NOORD buitenwand OOST buitenwand ZUID buitenwand WEST

1334.899 901.753 1.480 wanden

0.125

vloeren

0.167

daken

0.1

buiten

0.04

VLOER (binnen) VLOER (buiten) DAK

UmT opake bouwdelen

140.509

UmT transp bouwdelen

201.258

UmT koudebrug

0.000

UmT totaal

341.767

UmN

901.753

Um

0.379

K-peil

33

K-peil +3

36

K-peil +10

43

factor

oppervlaktes U-waarden 1 1 1 1 1 1

52.07 52.07 52.07 52.07 81.13 146

0.165 0.165 0.165 0.165 0.234 0.216

UmT 8.581 8.581 8.581 8.581

1

buitenwand OOST buitenwand ZUID

1 1

buitenwand WEST DAK

1 1

VLOER buitenwand NOORD (raam) buitenwand ZUID (raam) schaduwvoeg NOORD schaduwvoeg ZUID

1 1 1 1 1

14.05 7.33 10.71 10.71

0.225 0.225 0.326 0.326

3.157 1.647 3.494 3.494

OVERLOOP buitenwand NOORD buitenwand ZUID DAK VLOER

1 1 1 1

7.02 7.98 13.07 13.07

0.165 0.225 0.215 0.234

1.157 1.793 2.813 3.065

0.165

raamkader NOORD

39.93

0.165 0.215

hoogte

1.1

1.3

0.08 1.33

3.2

4.256

3.906

0.350

2.26

3.2

7.232

6.808

0.424

0.76

3.2

2.432

2.128

0.304

1.66

3.2

5.312

4.936

0.376

1.06

3.2

3.392

3.064

0.328

9.46

6.9

65.274

63.978

1.296

3.56

3.2

11.392

10.864

0.528

0.82

3.2

2.624

2.315

0.309

0.82

3.2

2.624

2.315

0.309

0.82

3.2

2.624

2.315

0.309

9.46

6.9

65.274

63.978

1.296

5.85

1.6

9.36

8.777

0.583

181.796

175.385

6.411

14.391 ZUID

73.353

breedte

u-waarde

19.023 31.469

TENTOONSTELLING buitenwand NOORD

87.325

ramen

opp glas + oppervlak profiel glas oppervlak profiel

12.089 8.594

OVERLOOP

totaal

Onderstaande tabel geeft de berekening mee van de nodige secties voor de leidingen van elke ruimte.

Onderaan de tabel staat een rij “keuze”. Hiervoor hebben we gekeken naar wat vaak voorkomende secties zijn in de praktijk (bron: zie pagina hiernaast).

VENTILATIE eenheid

systeem vloeroppervlak [A] volume [V] verwacht #personen vloeropp/persoon kwaliteitsklasse minimum debiet vereist debiet [Q]

m² m³ pers m²/pers

m³/h/pers m³/h m³/s

ventilatievoud [n] luchtsnelheid sectie (cirkel) diameter (vierkant) zijde keuze

m/s m² m m (mm*mm)

auditorium tentoonstelling D C 144.55 144.55 158.05 478.17 478.17 857.88 154 154 100 0.939 0.939 1.581 IDA 1 54 54 8316 8316 2.31 2.31 17.391 17.391 2 1.155 1.213 1.075

10 0.231 0.542 0.481

800*1600 400*600

IDA 2

keuken C 20.28 81.12 2 10.140 IDA 2

toiletten C 23.49 93.96 11 2.135

TOTAL IN (voor D)

TOTAL OUT (voor C & D)

X

36 3600 1.000 4.196

36 72 0.020 0.888

25 275 0.076 2.927

12263 3.406

2 0.500 0.798 0.707

2 0.010 0.113 0.100

2 0.038 0.221 0.195

10 0.341 0.659 0.584

400*1200

125

250

zie auditorium

500*800

BOUWFYSISCH: VENTILATIECONTROLE (LUCHTKWALITEIT) Om een goede luchtkwaliteit te garanderen binnenin het gebouw dient ook rekening gehouden te worden met ventilatie. Een goed gedimensioneerde ventilatie zorgt er immers voor dat er voldoende luchtcirculatie is om zo een vervuilde, doffe binnenlucht te vermijden.

Berekening en dimensionering zijn bepaald aan de hand van de norm “NBN EN 13779: Ventilatie voor niet-residentiële gebouwen”.

Classificatie voor de kwaliteit van de binnenlucht gebeurt met IDA-klassen van 1 tot en met 4 waarvoor 1 overeenkomt met de meest kwalitatieve en 4 met de minste.

KLASSE

Ventilatievoud met buitenlucht in ruimten bestemd voor menselijk bezetting

IDA 1 IDA 2 IDA 3 IDA 4

> 54 m³/h/persoon 36-54 m³/h/persoon 22-36 m³/h/persoon < 22 m³/h/persoon

SYSTEEM A B C D

Type Natuurlijke ventilatie Mechanische toevoerventilatie Mechanische afvoerventilatie Mechanische toe- en afvoerventilatie

Voor het auditorium rekenen we met IDA 1 wat overeenkomt met een minimum ventilatievoud van 54 m³/h/persoon. Voor de tentoonstellingsruimte en pantry zijn we ervan uitgegaan dat de IDA 2 classificering volstaat.

Het effectieve ventilatiedebiet per ruimte wordt bepaald rekening houdend met het verwachte/ maximum aantal personen in de betreffende ruimte.

De toiletten zijn in deze een specifiek geval, vermits deze niet bestemd zijn voor langdurig gebruik en tevens een natte ruimte is, onderhevig aan onaangename geuren. Hiervoor gaan we rekenen met een ventilatievoud van 25 m³/h per WC. Daarnaast moet ook rekening gehouden worden met het gekozen systeem. Voor de verschillende systemen wordt onderscheid gemaakt tussen 4 mogelijkheden (zie tabel rechts) Voor ons project kiezen we systeem D voor het auditorium. Dit is belangrijk omdat we rekening moeten houden met een grote sectie voor zowel toevoer als afzuiging. In de rest van het gebouw wordt een systeem C voorzien.

De luchtsnelheid doorheen een leiding moet beperkt blijven tot 10 m/s zolang het geen ruimte van afzuigen of inblazen betreft. Indien dit wel het geval is moet de luchtsnelheid tot 2 m/s beperkt worden.

Vaak in de praktijk voorkomende rechthoekige secties bron: http://www.engineeringtoolbox.com/rectangular-ducts-d_1010.html

NAGALMTIJD

AUDITORIUM volume

eis

Tnom < 0,8 T0

478.17

T0

0.972

T0 (strenge eis)

0.777

A min.

98.412 praktische geluidsabsorptiecoëfficiënt

oppervlakken wand 1

125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz alfa w.

33.75 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.05 0.05

wand 2

42.51

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

0.05

0.05

wand 3

48.75

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

0.05

0.05

wand 4

42.51

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

0.05

0.05

156

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

0.05

0.05

plafond

127.2

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

0.05

0.05

plafond

28.8

0.2

0.6

0.9

0.95

0.95

1

0.9

stoelen (medium)

77

0.2

0.5

0.7

0.8

0.9

1

0.75

stoelen bezet

77

0.45

0.6

0.8

0.95

1.1

1.2

0.95

vloer

totaal absorptieoppervlak

30.174

64.794

93.342

102.482

114.689

128.336

106.206

nagalmtijd [s]

2.536

1.181

0.820

0.747

0.667

0.596

0.720

49.424

72.494

101.042

114.032

130.089

143.736

121.606

1.548

1.055

0.757

0.671

0.588

0.532

0.629

nagalmtijd bezet lokaal

tentoonstellingszaal

(atrium)eis

volume

Tnom < T0-0.4

857.88

T0

1.632

T0 (strenge eis)

1.232

A min.

111.377 praktische geluidsabsorptiecoëfficiënt

oppervlakken wand 1

125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz alfa w.

105.032 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.05 0.05

wand 2

19.58

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

0.05

0.05

wand 3

31.30

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

0.05

0.05

wand 4

52.37

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

0.05

0.05

onderwand

20.70

0.25

0.8

0.95

1

1

1

0.9

onderwand

6.42

0.25

0.8

0.95

1

1

1

0.9

vloer laag

118.00

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

0.05

0.05

vloer hoog

55.79

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

0.05

0.05

plafond hoog

117.00

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04

0.05

0.05

plafond laag

83.08

0.55

0.85

0.85

0.85

1

1

0.9

totaal absorptieoppervlak

102.297

111.356

112.712

130.164

135.155

124.135

nagalmtijd [s]

1.342

1.233

1.218

1.055

1.016

1.106

BOUWFYSISCH: AKOESTISCHE KWALITEITSCONTROLE Bij het nakijken op akoestisch comfort hebben we ons geconcentreerd op de nagalmtijd. Dit is vooral van toepassing in grote ruimtes zoals het auditorium en de tentoonstellingszaal.

Voor een goed akoestisch comfort moeten we de nagalmtijd trachten te beperken tot de norm.

In het geval van de strenge eis is dit gelijk aan: Tnom = 0,28 log(1,25 * V)

< 1,5 s

De nagalmtijd zal afhangen van de absorptiviteit van de ruimte. De noodzakelijke oppervlakte voor absorptie is te bepalen volgens de wet van Sabine:

A = 0,16 * V / Tnom

We gaan zorgen dat de totale absorptie hoger is dan de waarde bekomen volgens voorgaande formule. Om de totale oppervlakte te berekenen gaan we de som uitvoeren van alle werkelijke oppervlaktes vermenigvuldigd met hun bijhorende absorptiefactor (deze is een materiaal gebonden eigenschap).

Voor het auditorium eisen we dat de nagalmtijd onder de 0,78 s blijft. Wanneer we uitgaan van standaard materialen zien we dat de nagalmtijd op 0,94 s uitkomt. We zullen een materiaal moeten vervangen door een meer absorberende variant (met dus een hogere alfa waarde).

Echter indien we voor een akoestisch absorberend (vals) plafond (Ecophon focus Dg) kiezen, vinden we een nagalmtijd van 0,36 s, wat dan weer een veel te laag resultaat is.

Een verklaring vinden we in het feit dat de oppervlakte van het plafond relatief groot is ten opzichte van het relatief kleine volume van het auditorium.

Als tussenoplossing stellen we voor dat enkel de platen achteraan extra akoestisch absorberend zijn. Als we dit dan uitwerken (zie tabel links) vinden we een nagalmtijd van 0,72, wat netjes onder de maximumwaarde bepaald door de norm valt.

Voor ontmoetingsruimten als de tentoonstellingsruimte is nagalmtijd veel minder een issue. Echter vermits de aard van de binnenafwerking en architectuur van de tentoonstelling (grote, hoge ruimte en ruwe materialen) hebben we ook deze eens diagonaal bekeken en berekend. Zonder enige akoestisch absorberender materiaal resulteerd dit in een nagalmtijd van bijna 4,5 s wat een zeer hoge waarde is.

Wij stellen voor dat akoestisch absorberende elementen voorzien worden waar hiervoor plaats gevonden kan worden; bvb. onder de vensterbanken (Ecophon Akusto Wall C) of in het verlaagde plafond van de brug (Ecophon Focus Dg). Uitrekenen verteld ons dat beiden niet noodzakelijk zijn.

Ook hier kan terug gegaan worden naar een gedeeltelijke toepassing van absorberende materialen in deze vlakken.

BIJLAGE: DOORREKENING VAN DE STRUCTUUR IN POWERFRAME (ontwerp versie 1-12) Spanten auditorium

Geometrie

Om de nodige profielen te bepalen voor de vier spanten in het auditorium werd de meest belaste spant doorgerekend in Powerframe bij aanvang van het ontwerp. Hierbij werden volgende lasten in rekening gebracht: eigengewicht, nuttige last, permanente last, sneeuwlast en windlasten.

Deze werden bepaald op basis van Eurocode NBN EN 1990 ANB, Eurocode NBN EN 1990 -1-1 ANB, Eurocode NBN EN 1990 -1-3 ANB en Eurocode NBN EN 1990 -1-4 ANB. Doorbuiging

Op die manier werden drie verschillende secties bekomen die een voldoende groot knik- een weerstandsprofiel hebben. De bovenste en onderste liggers bestaan uit HEB300 profielen. Voor de schuine vakwerkliggers werden SHS 220-220-20 profielen bekomen. Bij deze profielen wordt niet optimaal gebruik gemaakt van de sectie. Deze zouden m.a.w. dus nog verder geoptimaliseerd kunnen worden.

Aangezien de vakwerkspanten later in het ontwerp nog lichtjes wijzigden worden deze profielen beschouwd als richtwaarden. Om wille van de korte tijdsbeschikking voor deze oefening werd besloten om toch met deze secties verder te werken in het ontwerp ook al zouden de vakwerken technisch gezien opnieuw doorgerekend moeten worden. We kunnen echter aannemen dat deze secties zeer dicht zullen aanleunen bij de werkelijke secties aangezien de belasting onveranderd bleef en de essentiele opbouw van de vakwerken niet veranderde.

Weerstandsprofiel

Knikprofiel

Grote spanten

Geometrie

Voor de twee grote vakwerken werd analoog de meest belaste van de twee doorgerekend. Een belangrijke last hierbij is die van het auditorium. Deze lasten worden slechts op enkele punten afgedragen naar de onderliggende spanten.

Voor dit spand werden volgende staalprofielen bekomen: HEB 200 profielen voor de liggers op het lage deel, HEB 280 voor de hoogste ligger, HEB 280 voor de onderste liggers, en SHS 180-180-20 voor de schuine vakwerkliggers.

Doorbuiging

Ook deze spanten wijzigden later in het ontwerp nog lichtjes. Aangezien de essentiele opbouw gelijkaardig bleef evenals de lasten konden we er ook hier vanuitgaan dat de bekomen resultaten de werkelijke secties voldoende benaderden om mee verder te werken tijdens het ontwerp.

Weerstandsprofiel

Knikprofiel

Spanten liggers tentoonstellingsruimte

Geometrie

Ten slotte werd ook de dakligger boven de tentoonstellingsruimte doorgerekend. Hiervoor werd een HEB 200 bekomen. Aangezien de belasting van deze ligger wel nog wijzigde later in het ontwerp, werd ervoor gekozen om verder te werken met een ligger met varierende hoogte tussen 30 en 50cm zodat op die manier ook de nodige helling van het dak gerealiseerd kon worden.

Doorbuiging

Weerstandsprofiel

Knikprofiel