Krabbendam in zee
De situatie
In Nederland zijn de woningen schaars, mensen moeten in een lange wachtrij staan van vijftien jaar voor een veel te dure woning. In 2020 was het woningtekort zo'n 261 duizend woningen, dit bleek uit de cijfers van het ABF. Ook zijn er volgens Peter Boelhouwer (hoogleraar Woningmarkt aan de Tu Delf) dat er minstens 40 duizend daklozen in Nederland zijn en dat er daarnaast ongeveer 60 duizend mensen in woningsubstituten wonen, zoals caravans en vakantiehuisjes. Studenten wonen massaal bij hun ouders, in plaats van een studentenleven op te bouwen. Terwijl er op het land gevochten wordt voor plaats, is er op het water nog volop ruimte. Wonen op het water zou de toekomst kunnen zijn, het kan niet alleen de woningnood verminderen, maar kan het kan ook een toekomst bieden op het gebied van klimaatbestendigheid zoals de stijgende zeespiegel. Alleenstaande woonboten kunnen dit probleem oplossen, maar zijn moeilijk om op grote schaal toe te passen. Daarom zijn drijvende woonwijken dé oplossing voor wonen op het water.
De opdracht
Onze opdracht is om een drijvende wijk op zee te ontwerpen tussen de tienduizend en vijftigduizend inwoners. Hierbij hebben we ons gericht op de belangrijkste elementen om zo een algemeen beeld van de wijk te geven. Deze elementen zijn het de interconnectiviteit, golfbreker, drijvende platformen, het aanmeersysteem en het ecosysteem. Tot slot moet de wijk in Nederland gebouwd worden.
De opdrachtgever
Onze opdrachtgever is Maarten Vroegindeweij van Domera. Domera maakt energieneutrale drijvende huizen op verzoek. Ze hebben een grote werf waar zij de woonboten zelf maken en ontwerpen. Alles gebeurt onder één dak. Meestal klopt een woningzoekende aan en ontwerpt een externe architect een huis dat hun eigen wensen vervuld. Domera werkt hierbij intensief samen met de architect. Domera is ook bezig met twee wijken van drijvende huizen.
Maarten Vroegindeweij werkt bij Domera als bouwkundig ingenieur en is ook oprichter van het bedrijf.
Maarten heeft een hts-bouwkunde gedaan en daarbij 2 Constructieve opleidingen. Verder is hij constructeur in Rotterdam geweest. Daarna is hij zelf begonnen als constructeur in 2009 en heeft hij geholpen in Zimbabwe. Daarna heeft Maarten zijn eigen drijvende woning gebouwd en zag hij dat er geen bedrijf in de buurt was die drijvende woningen maakt. Om die reden is hij begonnen met Domera, waarvoor hij een werf heeft gekocht die hij met zijn team heeft opgeknapt. Nu heeft hij veel mensen in dienst die hem helpen met bouwen en ontwerpen van zijn projecten.
Beroep en opleiding
Een bouwkundig ingenieur is verantwoordelijk voor het ontwerpen, plannen, construeren en beheren van bouwprojecten, zoals gebouwen, bruggen, wegen en infrastructuur. Ze zijn betrokken bij alle fasen van een bouwproject, van conceptontwikkeling en ontwerp tot constructie, inspectie en onderhoud. Bouwkundig ingenieurs maken gebruik van wetenschappelijke principes en technische vaardigheden om ervoor te zorgen dat bouwprojecten veilig, functioneel, duurzaam en kostenefficiënt zijn. Ze kunnen samenwerken met architecten, aannemers, opdrachtgevers en andere professionals om bouwplannen te ontwikkelen en uit te voeren. Bouwkundig ingenieurs houden rekening met bouwvoorschriften, budgetten, materialen, technische haalbaarheid en milieueffecten bij het realiseren van bouwprojecten.
Programma van eisen
-
De constructie moet drijven.
-
Het moet een leefbare omgeving creëren.
-
Het moet een geschikt mooring systeem hebben.
-
Het moet een wijk zijn met minimaal 1000 en maximaal 50.000 inwoners.
-
Er moet een oplossing zijn voor de water activiteit op de locatie.
-
Er moet rekening worden gehouden met de natuur.
-
De wijk moet klimaatbestendig zijn.
-
De wijk en zijn voorzieningen moeten goed bereikbaar zijn.
Hoe bouw je een drijvende wijk?
Om een drijvende wijk te bouwen moet je rekening houden met deze 5 primaire componenten:
De Wijk
Locatie
De drijvende wijk komt voor de kust van Scheveningen.
Hiervoor hebben wij gekozen omdat de wijk dan goede connecties met infrastructuur zal hebben en omdat andere locaties belemmerd zijn door natura 2000 gebieden. Verder is er nog bij Scheveningen een haven die voordelig is voor de drijvende wijk.
Lay-out
De drijvende platformen
De drijvende platformen zullen grote betonnen hexagonen worden met een holle ruimte. De verplaatsing van het water door deze bak zorgt voor de stuwkracht, die een gebouw boven water houdt. De holle ruimte is zeer groot en zal dus gebruikt worden voor nutsvoorzieningen en opslag. Verder weten we dat dit type drijver (open caisson) geschikt is voor op zee, relatief goedkoop, een aanpasbaar formaat heeft en stabiel is.
.png)
Aanmeersysteem
Een aanmeersysteem zorgt ervoor dat je drijvende platform op zijn plaats blijft in de zee, maar het platform moet nog wel mee kunnen met eb en vloed. Een goede toepassing voor onze stad is het Seaflex-aanmeersysteem. Seaflex is een aanmeersysteem dat werkt door kabels onder aan het platform te spannen. Deze kabels bevatten een sterke veer, waardoor het platform wel met eb en vloed mee kan, maar niet beïnvloed wordt door golven. Verder is dit systeem goed bestand tegen zeewater.
Golfbreker
De golfbreker stopt golven die ertegenaan komen. Dit zorgt voor stil water achter de golfbreker, waar de stad ligt. Een golfbreker is dus essentieel voor een 'normale' leefomgeving in de stad.
Onze golfbreker bestaat uit drie onderdelen: een vaste caissongolfbreker, een bewegende golfbreker en een uitgang midden in de vaste golfbreker.
Ecosysteem
Uit ons onderzoek is gebleken dat het bouwen van een drijvende stad het ecosysteem rond de stad verbeterd. Dit komt door de extra schuil- en aanhechtingsmogelijkheden. Om het ecosysteem nog verder te verbeteren zijn we op het idee gekomen om een drijvende kubus van kurk te maken, waar een dun laagje zand op zit. Ook heeft de kubus gaten. In deze kubus kunnen dieren schuilen en planten groeien, wat het ecosysteem bevordert. Doordat de kubus drijft ontvangt het meer licht en kunnen de planten erop beter groeien.
Plastic is ook een probleem in een drijvende stad. Je wil namelijk niet dat er in elk hoekje van de stad plastic ligt. Om plastic afval te verminderen gaan we in onze stad gebruik maken van bubbelnetten. Deze bubbelnetten zorgen ervoor dat plastic verzameld kan worden op één plek.
Interconnectiviteit
Als je een drijvende stad bouwt, is het belangrijk om te denken aan wat voor vervoersmiddelen in de wijk voorkomen, hoe goederen verplaatsen en hoe mensen rond de stad komen.
Hoe kom je rond in Krabbendam?
We hebben ervoor gekozen om geen auto's in de wijk te integreren. Dit komt omdat ruimte op water duur is en auto infrastructuur heel veel ruimte in neemt. De primaire manier om rond te komen in Krabbendam in zee wordt lopen, maar er komt ook infrastructuur voor fietsen, kleine elektrische voertuigen en boten.
Goederentransport
Omdat er geen ruimte is voor wegen moeten goederen op een andere manier vervoerd worden. Daarom hadden wij het idee om een kabelsysteem te plaatsen die als een ski-lift goederen verplaatst. Deze goederen worden bij de kust geladen en in een warenhuis in de wijk gelost, vervolgens worden deze pakketjes in een wagentje geplaatst en aan huis gebracht.
Aangezien alle voorzieningen en dus ook winkels in de wijk aanwezig zijn, kunnen niet alle goederen gebracht worden via een kabelsysteem. Daarom komt er ook een veerboot die vrachtwagens kan verplaatsen naar de winkels. De lay-out van de wijk zorgt ervoor dat elke winkel toegankelijk is vanaf het water. De vrachtwagen kan dus van de veerboot in de loods van de winkel rijden en zijn goederen lossen.
Connectie met het vaste land
Aangezien niet alle inwoners van de stad in de stad een baan zullen hebben, zal er te veel verkeer komen om met pontjes te vervoeren. Daarom maken we een vaste connectie met Scheveningen, door middel van een brug. De brug wordt zo'n tien meter breed met fietspaden en voetpaden. De brug moet ook met eb en vloed mee kunnen. Daarom staat deze brug op grote stabiele drijvers die op en neer kunnen, zoals te zien in de video.
Hoe komt dit samen?
Deze 5 elementen met alle toepassingen en ideeën komen uiteraard samen in één drijvende wijk. Hier rechts zie je een schematische weergave van Krabbendam in zee. Onderin is het strand, de brug in het geel en het kabelsysteem in rood. Het kabelsysteem sluit aan op een warenhuis en het centrum van de wijk, waar geen woningen zitten, maar voorzieningen en winkels. Daaromheen zitten woningen en meer winkels. De vaste golfbreker is oranje gekleurd met de tesla valve in het midden en de bewegende golfbrekers in groen naast de golfbreker. Je kunt ook blauwe veerboten zien. Verder kunnen op verschillende plekken bubbelnetten en drijvende reef-cubes komen.
Golfexperiment
Om erachter te komen hoeveel spanningsdraden een drijvend platform nodig heeft om stabiel te blijven hebben we een experiment uitgevoerd. In een zelfgemaakt golfslagbad hebben we een verschillend aantal draden aan een schuim blokje bevestigd. We hebben de uitwijking in de x en y richting gemeten.
Het blijkt dat er bij een oneven aantal draden (of mooring lijnen) een gelijke uitwijking is in de x en y richting. Ook blijkt dat de uitwijking exponentieel daalt. Bij drie draden krijg je in dit geval het meeste waar voor je geld en is de krachtenverdeling gelijk.
Ook hebben we getest of de tesla valve werkt op grotere schaal en met golven. In de video kun je zien dat de golven heen veel meer worden tegengehouden dan de golven terug, dus het systeem werkt.
Evaluatie
Dit project ging zeer goed. We waren goed van start gekomen en hadden snel Domera gevonden. Als vooronderzoek hadden we deze keer twee profielwerkstukken gemaakt, Alessio en ik over 'Wat is de ideale constructie voor een drijvende wijk op zee?' en Kawai over 'De ecologie van drijvende huizen.' Verder hebben we bij elk aspect van de drijvende stad goed samengewerkt en een goede presentatie gegeven.