Samenvatting

In 2050 is circulair systeemdenken de standaard in Nederland, want door circulair bouwen toe te passen op grote schaal, kan veel vooruitgang worden geboekt in het verminderen van CO2-uitstoot (ORGA, 2015). Een bepaald bouwsysteem, zoals tensegrity heeft hierbij mogelijk een toegevoegde waarde. In Nederland zijn maar weinig gebouwen waarbij tensegrity is toegepast, terwijl tensegrity al meer dan 50 jaar bestaat. Het probleem is dus dat tensegrity te weinig wordt toegepast in de huidige bouw van Nederland. Met dit onderzoek wordt onderzocht wat van belang is als tensegrity wordt toegepast en hiervoor is een casus bedacht. De onderzoeksvraag luidt dan: “Wat is architectonisch en constructief van belang wanneer tensegrity toegepast wordt in een paviljoen op het campus van TU Delft?” en hierop wordt antwoord gegeven.
Tensegrity is een samentrekking van spanning (tension) en structurele integriteit (structural integrity). De integriteit is gebaseerd op een structuur waarbij het stabiel is en in evenwicht wordt gebracht door de trek- en drukkrachten. De trekkrachten worden opgevangen door staalkabels en de drukkrachten worden opgevangen door staven (Motro, 2003). Een tensegrity model kan worden gebouwd door weinig materiaal te gebruiken en dat is een van de grootste voordelen van tensegrity (Robert. E. Skelton, 2009). Aangezien tensegrity hedendaags weinig wordt toegepast is het de bedoeling dat tensegrity toegankelijker wordt gemaakt in de praktijk om mee te ontwerpen en construeren. De doelstelling van het onderzoek is dan ook om dit proces toegankelijker te maken. Het projectresultaat is een handboek met de ervaringen, belangrijkste punten en een stappenplan van het conceptueel paviljoen ontwerp op de campus van de TU Delft.
Het onderzoek bestaat uit twee soorten variantenstudies. Om het ontwerp te bepalen is een variantenstudie gemaakt met de architectonische aspecten. Voor de architectuur is dus een vormstudie gehouden. Vanuit het ontwerp is ook een variantenstudie uitgevoerd op het gebied van de constructie. Hierbij is van de gekozen vorm, een variantenstudie gemaakt voor de constructie. Voor een verticale toren worden verschillende constructieve oplossingen bekeken en wordt er een keuze gemaakt. De variantenstudies werden wel pas gemaakt, nadat onderzocht was wat tensegrity eigenlijk is. Dit begrip is namelijk best wel breed.
Om tot een goed conceptueel ontwerp te komen, zijn er interviews gehouden met experts die hebben gewerkt met tensegrity. Vanuit de interviews zijn er tips gegeven op het ontwerp en dit werd meegenomen om tot een eind concept te komen.
Het concept is een paviljoen waarbij het idee een box in een box gedachte is en dit bestaat uit allerlei kleine tensegrity units. De units hebben een grote van 0,75 x 0,75m. In elke unit zit ook op een vlak een membraan. Dit is gedaan om het paviljoen semi-open temaken. Als het regent wordt het binnen bijna niet nat, want doordat er meerdere units naast elkaar staan, vormen de membranen een soort van bladeren aan een boom. Het is dan net of men onder een boom staat en als het regent blijft diegene droog. Het ontwerp ziet er best complex uit en dat is het ook. De grootste uitdaging was het koppelen van de units. De detaillering moest hiervoor dan ook goed worden uitgezocht. In dit onderzoek is er alleen maar gericht op de verbinding van de units op elkaar, want dit is al complex genoeg. De gedachte was dat de units makkelijk op elkaar vastgemaakt konden worden door een goede verbinding en dit is dan ook ontworpen. Het idee is om de kleine units alvast te maken in de fabriek en deze door een simpele verbinding vast te maken aan elkaar op de bouwplaats. De uitvoering wordt dan een soort klik-systeem.
Alleen om dit soort verbinding te realiseren kan er wel problemen ontstaan met de constructie zelf. Aangezien in dit rapport maar een fragment is uitgewerkt wordt er aangeraden om de gehele constructie uit te werken in de vervolgonderzoeken. De torens worden namelijk ook naast elkaar bevestigd en daardoor kunnen de krachten worden overdragen. Er zal dan ook een detail moeten worden ontworpen waarbij er rekening is gehouden met het verbinden in de horizontale- en verticale richting. De verwachting is dat de vervormingen dan minder worden en het gebouw stijver.