De nieuwsgierige ontwerper

De nieuwsgierige ontwerper

de Sitter, W. R. (1988). De nieuwsgierige ontwerper. Technische Universiteit Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1988

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at: openaccess@tue.nl

I \

De Nieuwsgierige Ontwerper

De Nieuwsgierige Ontwerper

Prof.ir. W.R. de Sitter

Rede uitgesproken bij de aanvaarding van het ambt van buitengewoon hoogleraar in het constructief ontwerpen aan de

faculteit der Bouwkunde van de Technische Universiteit te Eindhoven op vrijdag 29 april 1988.

Mijne heren bestuurders van deze Universiteit,

Mijnheer de Rector Magnificus en dames en heren decanen, Dames en heren leden van onze universiteitsgemeenschap,

Mijne heren leden van de Raad van Bestuur van Hollandsche Beton Groep,

collega's en medewerkers van hbg, Dames en heren studenten,

Waarde toehoorders,

Wat bezielt iemand met leuk werk en een overeenkomstige beloning om het ambt van hoogleraar in deeltijd te aanvaarden? In mijn geval gaat het om een eigenschap die mensen en andere apen gemeen hebben met eksters:

nieuwsgierigheid.

Nieuwsgierigheid naar de toekomst van het bouwen. Nieuwsgierigheid naar het antwoord op de vraag: 'Hoe zal het er in ons vak over tien, twintig jaar uitzien?'

Toekomst en ontwikkeling van de bouwtechniek.

Op een universiteit wordt onderzoek gedaan. De resultaten van dat onderzoek vormen de basis voor de technieken van morgen. Aan de universiteit warden de mensen opgeleid, die met die technieken zullen werken en vorm zullen geven aan het bouwen. Wie aan het werk op de universiteit deel mag nemen, krijgt daarom de gelegenheid een venster met uitzicht op de komende jaren te openen.

Ontwikkelingen van de techniek in de bouw zullen gebaseerd zijn op toepassingen van ontwikkelingen in andere vakgebieden. Van belang zijn vooral de ontwikkelingen in de:

- Meet- en regeltechniek - I nformatica - Elektronica - Composietmaterialen - Kwaliteitsmanagement - Robotica.

Uitgaven voor R&D in de bouw.

In deze vakgebieden gaan de ontwikkelingen snel. Als gevolg daarvan zou daarom ook de bouwtechniek zich snel moeten ontwikkelen. Helaas, zo eenvoudig is het niet. lntegendeel, er wordt wel beweerd, dat er in de bouw veel te weinig innovaties plaats vinden, dat er veel te weinig wordt geinvesteerd in onderzoek en ontwikkeling. Daarbij worden vergelijkingen gemaakt met de chemische en de elektronische industrie, waar tussen vier en acht procent van de omzet in Ren D wordt gestoken. In de bouw is dat in verhouding tot de omzet, minder

dan een tiende daarvan: namelijk twee tot vijf promille.

Nu gaat er natuurlijk maar om wat je onder R en D verstaat. Een belangrijk deel van het voor de chemische en elektronische industrie genoemde percentage heeft betrekking op de ontwikkeling,- de D van 'Development' van R en D-, van nieuwe produkten. Zo'n produkt ontstaat uit een combinatie van bestaande kennis en technieken waar aan iets nieuws wordt toegevoegd. Het aandeel van echt iets nieuws in de ontwikkeling van een nieuw industrieel produkt is in de regel niet erg groot.

Wat gebeurt er nu bij het ontwerp van een bouwwerk? Ook daar wordt, uitgaande van bestaande kennis en technieken, een nieuw produkt ontworpen: Bij bijna elk ontwerp moet wel een nieuw detail of een nieuwe technische oplossing warden bedacht. Hetzelfde geldt voor de uitvoering van het werk. Altijd zijn er wel aspecten die het noodzakelijk maken aan de gangbare uitvoeringspraktijk een stukje nieuwe techniek toe te voegen. De kosten voor het ontwerp en de technische voorbereiding van een gebouw liggen in de regel tussen

twee en acht procent van de stichtingskosten.

Zo bezien is het verschil tussen de investeringen in produktontwikke-ling in de bouw en datgene wat gangbaar is in de glamourindustrieen minder groot dan wel wordt verondersteld.

Oat neemt echter niet weg dat de ontwikkelingen in de bouw te langzaam gaan. De ontwikkeling van de produktietechniek blijft achter. De produktiviteit neemt nauwelijks toe. Nieuwe technieken die in beginsel mogelijk zijn warden te weinig ingevoerd. De verbetering van de arbeidsomstandigheden op de bouwplaats gaat veel te langzaam. Daardoor wordt het verschil van die omstandigheden met die in andere takken van bedrijvigheid snel groter.

Waarom gaat de ontwikkeling van de uitvoeringstechniek zo traag? Dat komt doordat er eerder te veel nieuwe produkten ontstaan dan te weinig. Elk bouwwerk wordt als uniek produkt ontworpen en

uitgevoerd. Flexibele produktie in de hoogste graad. Echter zo flexibel dat mechanisering van het werk op de bouwplaats nog erg beperkt is. Van automatisering is nog minder sprake.

Van bouwplaats naar toeleveranciers

Deze problematiek kan warden omzeild door een deel van het werk op de bouwplaats te verplaatsen naar voorafgaande fasen van het

bouwproces. Oat gebeurt dan ook. Er vindt een verschuiving van activiteiten plaats naar toeleveranciers en fabrikanten van componen-ten en kant en klare onderdelen voor een bouwwerk. De op de bouwplaats toegevoegde waarde vermindert merkbaar. Het gevolg van

deze trend zal zijn dat gebouwen meer en meer moeten warden gezien als een samenstelling van toe te leveren componenten. De samenstelling, de assemblage, gebeurt op de bouwplaats. De gewenste variatie in het produkt ontstaat door variaties in de samenstelling, de mix, van de componenten. Het uitvoerende

bouwbedrijf zal er naar streven om gebouwen samen te stellen uit zo beperkt mogelijke series van componenten.

Uiteindelijk ontstaat een situatie waarin bedrijven zich onderscheiden door de produkten en de produktfamilies die zij op de markt brengen. Op den duur zal mijns inziens in de bouwmarkt een tweedeling ontstaan. Er blijft een markt voor het unieke bouwwerk. Uniek omdat de locatie dat noodzakelijk maakt. Uniek omdat de opdrachtgever prijs stelt op een persoonlijk stempel en bereid is daarvoor een prijs te betalen. Dergelijke bouwwerken worden projectmatig volgens de ook nu gangbare methodes ontworpen en opgericht.

Daarnaast ontstaat een markt voor families van aan elkaar verwante produkten, zoals woningen, serie-kantoren, geautomatiseerde magazij-nen en hallen. Tussen het projectmatige en het produktmatige gebouw zullen prijsverschillen ontstaan. Verschillen, die vergelijkbaar zijn met het verschil tussen haute-couture en kwaliteitsconfectie.

lnderdaad, confectie van hoge kwaliteit, omdat produktaanpak zich goed leent voor toepassing van kwaliteitssystemen. De kwaliteit zal toenemen, de kosten zullen dalen en de bouwtijd zal afnemen. In zo'n markt loont het om te investeren in ontwikkeling van uitvoeringstech-nieken en produktinnovatie.

Mechanisering, automatisering; .. robotisering?

Ook al is het te verwachten dat werkzaamheden van de bouwplaats verschuiven naar de leveranciers van componenten, toch blijft ook op de bouwlocatie nog wel wat te doen. Er wordt gesproken over automatisering en zelfs over- robotisering. Aan automatisering moet echter nog een fase voorafgaan.

Er is nog erg veel zwaar handwerk, ja zelfs sjouwwerk, op de bouwplaats. Dit moet worden vervangen door gemechaniseerde activiteiten. Ook in andere takken van nijverheid ziet men dat automatisering pas wordt ingevoerd na mechanisering van het handwerk.

In het bijzonder voor de bouw moet behalve mechanisering een andere stap van doorslaggevende betekenis worden gezet. Veronder-stel eens dat men bepaalde activiteiten met een routinematig karakter wenst te automatiseren, zoals het afhangen van deuren, het leggen van leidingen of het aanbrengen van plinten. Bij de huidige stand van de techniek is het denkbaar hiervoor een apparaat te ontwikkelen. Een

apparaat, dat de betreffende handelingen met geen of nauwelijks menselijke begeleiding zou kunnen uitvoeren. Technisch is zo'n ontwikkeling mogelijk. U zou dat apparaat een robot kunnen noemen. Er ontbreekt echter nog een functie zonder welke deze robot niet kan werken.

Namelijk een systeem voor plaatsbepaling. Wanneer wij een mobiel apparaat automatisch activiteiten wensen te laten verrichten moet het apparaat zijn positie kennen ten opzichte van de plaats waar die activiteiten worden verricht. Automatisering van produktie op de bouwplaats is daarom afhankelijk van de ontwikkeling van een nauwkeurig en robuust systeem voor plaatsbepaling in drie dimensies in de ruimte.

In Japan is dit probleem onderkend. De eerste daar werkende robots werden geleid door middel van in het gebouw opgenomen ringleidin-gen. De robot bepaalt zijn plaats ten opzichte van de ringleiding langs elektronische weg.

Dit systeem schijnt gevoelig te zijn voor storingen en de nauwkeurig-heid wordt bepaald door de nauwkeurignauwkeurig-heid waarmee de ringleiding is aangebracht in het gebouw. Men is toen bij Shimizu overgegaan op een systeem waarbij de te volgen route van te voren wordt vastgelegd ten opzichte van een bepaald vertrekpunt. De boordcomputer van de robot weet dan precies welke weg in het gebouw moet warden gevolgd.

Het nadeel van dit systeem is dat het apparaat weinig flexibel kan warden ingezet. Alle activiteiten moeten vooraf warden vastgelegd en ingevoerd.ln de toekomst is een extern systeem voor plaatsbepaling en communicatie te verwachten. Zadra dat er is -en het zal er zeker komen- komt automatisering een stuk dichter bij.

Een tweede belangrijk aspect is gelegen in de ontwikkeling van sensoren en daaraan gekoppelde regelsystemen. Tijdens het verhar-den van beton komt reactiewarmte vrij. Het verloop van de

temperatuur in pas gestort beton geeft aan hoever de verharding is voortgeschreden. Dit is al decennia bekend. Men kan nu de

temperatuur meten en registreren en daaruit de ontwikkeling van de materiaalsterkte in de tijd afleiden. Op grand van de sterkte kan warden vastgesteld of bijvoorbeeld de bekisting mag warden verwijderd.

Deze techniek wordt al enkele jaren toegepast. De volgende stap is om aan de hand van het gemeten verloop van de temperatuur het verhardingsproces te sturen. Men kan extra warmte van buiten toevoeren door inschakeling van verwarmingselementen. Bij zware massieve constructies kan het zijn dat de verharding te snel verloopt met het oog op de kans op inwendige scheurvorming. Men past

daarom wel eens koeling van de betonspecie toe. In de bekisting worden dan koelbuizen aangebracht waardoor koud water circuleert. In een dergelijk geval kan de koeling worden geregeld aan de hand van het verloop van de temperatuur in de tijd. Dit is een voorbeeld van automatisering, procescontrole en procesregeling op de bouwplaats. Na het storten van het beton in de bekisting moet de specie eerst worden verdicht. De verdichting dient om overtollige lucht uit het mengsel te laten ontsnappen. Zou men dit niet doen dan ontstaat de kans op een te poreuze cementsteen. Dit kan leiden tot een te lage sterkte en -wat vaak erger is- een te geringe duurzaamheid. Die komt tot uiting in het roesten van de wapening.

Het verdichten gebeurt op de bouwplaats door de betonspecie met een trillende naald -een zogenoemde trilnaald- in trilling te brengen. De medewerkers die hiermee zijn belast weten uit ervaring en uit de beoordeling van het uiterlijk van het oppervlak van de specie of deze voldoende is verdicht.

Na verharding en verwijdering van de bekisting blijkt of de betrokken medewerkers over voldoende ervaring en beoordelingsvermogen beschikten. Daarbij moet worden bedacht dat het werk in weer en wind wordt uitgevoerd bij het in meer of mindere mate beschikbare daglicht.

Hier is duidelijk een behoefte aan een meetmethode. Aan een sensor in de specie die 'iets' meet aan de hand waarvan kan worden

vastgesteld of voldoende is verdicht. Uit de seismische techniek is bekend, dat de voortplantingssnelheid van geluid in met water

verzadigde zandlagen sterk wordt beinvloed door kleine fracties in het water opgesloten lucht.

Wellicht is deze techniek ook toe te passen voor de bepaling van het luchtgehalte in betonspecie.

Als dat zo zou zijn is het denkbaar dat akoestische sensoren worden ontwikkeld voor de vaststelling van de gewenste mate van verdichting. De medewerkers op de bouwplaats kunnen aan de hand daarvan hun ervaring toetsen. Een logische volgende stap is om de trilapparatuur te laten sturen door de in de verse specie te plaatsen sensoren. Met een systeem voor plaatsbepaling om de voortgang te begeleiden en met veel fantasie kan men zich op deze wijze een verdichtingsapparaat op de bouwplaats voorstellen.

Langs dergelijke lijnen zal de ontwikkeling van sensoren en van systemen voor plaatsbepaling geleidelijk leiden tot verdere besturing en automatisering van het bouwproces; ook op de bouwplaats. Collectief speurwerkprogramma

Het zou een goede zaak zijn als de organisaties voor collectief speurwerk, zoals CUR, SBA en CROW zich zouden bezinnen op een

daarop te richten speurwerkprogramma. Het moet mogelijk zijn het hele bouwproces door te lichten en deelactiviteiten aan te geven, die voor een dergelijke automatisering in aanmerking komen. Ontwikke-ling van sensoren gaat verder dan het belang van individuele bedrijven en past daarom in het precompetitieve kader van het collectieve onderzoek. De Technische Universiteiten kunnen met een aanpak waarbij meer disciplines warden betrokken bij de uitvoering van dergelijk onderzoek een goede rol spelen.

Europese markt en bouwmarkt

In de jaren negentig wordt de Europese markt een feit. Het moet voor de bouwmarkt mogelijk zijn zich los te maken van de regionale en nationale grenzen. De Europese markt als geheel geeft toegang tot een groot aantal consumenten. Het grotere volume van de markt zal de aangegeven technische ontwikkelingen sterk bevorderen.

En de bouwmarkt zelf? lk ben daar op de lange duur niet pessimistisch over. En wel op grond van de volgende simpele overweging: maatschappelijke en technische veranderingen leiden altijd tot bouwactiviteiten. Het verleden heeft dat aangetoond.

De stoommachine leidde tot de aanleg van spoorwegen. De toename van vrije tijd leidt tot de aanleg van voorzieningen voor recreatie en educatie. De ontwikkeling van snelle treinen leidt tot uitbreidingen van de infrastructuur. Misschien zal supergeleiding op den duur de aanleg van banen voor magneettreinen een impuls geven.

Nieuwe produktieprocessen vragen om vervanging en aanpassing van bedrijfsgebouwen. Naarmate deze ontwikkelingen snefler gaan zaf ook de vraag om voortdurende aanpassing van de gebouwde omgeving sterker worden. En deze ontwikkelingen gaan snel. Een geautomati-seerd produktieproces, ingericht op de toepassing van de thans meest geavanceerde robots, is vermoedelijk over tien jaar verouderd. Dat zal betekenen dat het gebouw of moet warden vervangen of ingrijpend moet warden gewijzigd.

Naar mijn mening zal daarom de behoefte aan bouwproduktie grater zijn dan wat bouweconomen extrapolerend uit de huidige trends menen te mogen voorspellen. lk ben benieuwd wie het bij het rechte eind zal hebben.

Plaats van het constructief ontwerp

In de produktmatige markt zal de ontwerper een andere plaats innemen dan die van de architect en constructeur in de traditionele projectenmarkt. Maar wel een belangrijke plaats. De vormgeving bepaalt immers voor een belangrijk deel de verkoopbaarheid van het produkt. Bovendien heeft het ontwerp van de constructie bij een

produkt een grotere relatieve invloed op de kostprijs dan bij een . traditioneel project.

Van gebruiksfase naar 'rekentoestand'

Hoe zal de ontwikkeling van het constructief ontwerpen daarin passen? lnzicht in het antwoord op die vraag krijgt men door naar het verleden te kijken. In de tweede helft van de vorige eeuw zijn ontwerpers van bouwconstructies begonnen om behalve te tekenen ook te rekenen. Zij werden gedreven door de nieuwsgierigheid naar de samenhang tussen materiaal-eigenschappen en het gedrag van de door hen ontworpen bouwwerken. De berekeningen richtten zich op spanningen en vervormingen onder gebruiksomstandigheden. Ter wille van de veiligheid verlangde men echter een marge tussen de berekende optredende spanningen en de sterkte van de materialen. Tot rond 1950 is dit zo gebleven. Rond die tijd waren ontwerpers niet meer tevreden met het aanhouden van een bepaalde veiligheidsmarge. Men wenste meer inzicht te krijgen in het gedrag van constructies voor het geval er een onveilige toestand zou optreden. Wat gebeurt er dan, vroeg men zich at. Hoe zal de constructie bezwijken? Onder welke omstandighe-den zal een bezwijktoestand op kunnen treomstandighe-den? Dit waren vragen die men zich began te stellen. Deze nieuwsgierigheid werd ingegeven door een aantal overwegingen:

Ten eerste had men het gevoel dat meer inzicht in de bezwijktoestand zou leiden tot minder materiaalgebruik. En dus tot besparing op de kosten.

Ten tweede was de kennis omtrent de materiaaleigenschappen toegenomen. Men kon daarom dergelijke vragen stellen met uitzicht op de mogelijkheid van een antwoord.

Ten derde waren theorieen ontwikkeld die het mogelijk maakten rekening te houden met het plastisch gedrag van materialen.

En ten vierde werden de mogelijkheden om berekeningen uit te voeren steeds grater. De ontwerpers van constructies kregen de beschikking over computers.

De berekende bezwijktoestand wordt gekenmerkt door een combinatie van een hoge belasting en een lage materiaalsterkte. De uitzonderlijk hoge belasting en de veronderstelde lage sterkte worden zo gekozen dat de kans dat deze combinatie werkelijk op zal treden klein is. Zo klein dat de zogenoemde verwachtingswaarde in woorden kan warden omschreven met de kwalificatie 'praktisch nooit'.

Ter onderscheiding van de werkelijke toestand van een constructie wordt deze combinatie aangeduid met 'de rekentoestand'. Oat is dus een toestand die alleen in de verbeelding van de ontwerper, in zijn

berekeningen , voorkomt. De rekentechnieken , het gereedschap van de ontwerper, zijn steeds verder vertijnd. Niet alleen voor wat betreft het verband tussen de materiaaleigenschappen en het gedrag van de constructie in de rekentoeststand.

Ook de berekening van de kans dat deze extreme toestand op zal treden is verder ontwikkeld. Het probabilistisch ontwerpen, dat wil zeggen de vertaling van 'praktisch nooit' in een bepaalde ,zeer kleine, kans, is een specialisme op zich zelf geworden.

Het belang van de gebruikstoestand

Als gevolg van al deze aandacht voor de rekentoestand wordt weinig aandacht besteed aan het gedrag onder gebruiksomstandigheden. Toch is dat het gedrag waar de gebruiker van een gebouw mee te maken heeft. lmmers, wanneer er klachten zijn van gebruikers, en die zijn er maar al te vaak, dan hebben die nooit betrekking op

onvoldoende sterkte in de rekentoestand. Klachten hebben betrekking op:

- Luchtdichtheid; tocht. - Waterdichtheid; lekkages.

- Scheurvorming in wanden, vloeren. - Gebreken aan afwerklagen.

- Trillingen.

- Verzakkingen en andere hinderlijke vervormingen.

Dit patroon van klachten zouden ontwerpers van constructies zich meer ter harte moeten nemen. lnderdaad, de voorschriften richten zich op de rekentoestand. Maar naast het ontwerpen conform de

voorschriften zou men marktgericht, met de gebruikers in gedachten,

moeten ontwerpen. ·

Eigenlijk gaat het ook niet om de sterkte, maar om de vervormingen. Tocht, lekkages en scheurvorming hebben te maken met vervormin-gen. Die zijn van direct belang. Niet de daarbij optredende

spanningen. Het gaat enerzijds om vervormingen, die optreden onder invloed van de uitwendige belastingen. Anderzijds zijn variaties in de temperatuur en de opname en het weer afstaan van vocht van minstens even groot belang.

Juist de vervormingen als gevolg van veranderingen van de

temperatuur en zwelling en krimp onder invloed van vocht zijn vaak de oorzaak van klachten. Hier schieten onze rekentechnieken te kort. Die zijn opgesteld met belastingen als invoer en spanningen als resultaat. Bij de bestudering van temperatuurs- en vochtproblemen behelpt men zich door deze te vertalen in inwendige belastingstoestanden. Met deze.belastingen als ingang vindt men met behulp van de gangbare rekentechnieken als resultaat een spannings- en vervormingstoestand.

(i

Bij de vertaling van zwelling en krimp, onder invloed van temperatuur en vocht, in een inwendige belastingstoestand wordt aangenomen dat er een evenredig verband bestaat tussen spanning en rek; tussen belasting en vervorming. Voor veel bouwmaterialen is dit verband echter niet evenredig en de resultaten van zo'n berekening zijn daarom onbetrouwbaar.

Het zou beter zijn direct uit te gaan van de vervormingen en niet van een afgeleide belastingstoestand. De vervormingen zullen zich verde-len over de constructie.

De verdeling kan bijvoorbeeld in een betonconstructie leiden tot scheurvorming. Door wapening toe te passen kan de opgelegde vervorming warden verdeeld over een aantal scheurtjes met geringe scheurwijdte. De som van de wijdtes van de fijn verdeelde scheuren moet uiteraard gelijk zijn aan de oorspronkelijk opgelegde vervorming. De in de wapening optredende spanning is alleen maar interessant voor zover deze inloed heeft op de verdeling van de scheuren. De vertaling van de invloed van temperatuursverschillen in temperatuurs-belastingen kan bij een dergelijke aanpak warden overgeslagen. Naast het voordeel van een beter resultaat dwingt deze directe aanpak de ontwerper om zijn aandacht te richten op het eigenlijke probleem. Oat wil zeggen op de vervormingen, op de scheurvorming en niet op de spanningen.

Een berekening van het gedrag in het gebruiksstadium is moeilijker dan de berekening in de extreme toestand, die met rekentoestand wordt aangeduid. Oat komt doordat in de rekentoestand een eenzijdig criterium wordt aangelegd. De spanningen moeten lager zijn dan de sterkte van het materiaal. Hoeveel lager, dat wordt aan de zuinigheid van de ontwerper overgelaten. In de gebruikstoestand gaat het om de begrenzing van vervormingen en spanningen tussen een boven- en een ondergrens. De ontwerper moet het werkelijke gedrag zo goed mogelijk kunnen voorspellen. Daarvoor is het noodzakelijk, dat de eigenschappen van de materialen binnen nauwe grenzen bekend zijn. Kennis van materialen

De berekening van het gedrag in het gebruiksstadium verlangt dat wij meer weten van de materiaaleigenschappen.

Voor de ontwerper van constructies is daarom een goede samenwer-king met de deskundige op het gebied van materiaaleigenschappen van groot belang. Hoewel bij onze faculteit de leerstoelen voor materiaalkunde bij de vakgroep Realisatie en Beheer zijn ingedeeld, vertrouw ik er op dat de zo noodzakelijke samenwerking met de vakgroep Konstruktief Ontwerpen vruchtbaar zal zijn.

Probabilistisch ontwerpen

Berekenen is voorspellen. Voorspellen van het gedrag van constructies onder bepaalde omstandigheden. De kwaliteit van de voorspelling wordt bepaald door de mate waarin deze overeenkomt met de werkelijkheid. Hier liggen nieuwe mogelijkheden voor het probabilis-tisch ontwerpen. Tot nu toe wordt deze techniek in hoofdzaak gebruikt voor het berekenen van de zeer kleine kans, bijvoorbeeld een op een miljoen, dat een niet gewenste toestand, -bezwijken-, op zal treden. In de gebruikstoestand gaat het om werkelijk te verwachten

gebeurtenissen met een verwachtingswaarde van bijvoorbeeld een op tien. Dan kan uit de ervaringen in de praktijk blijken wat het

probabilistisch ontwerpen werkelijk waard is. Aandachtspunten voor de toekomst

In het voorafgaande is aangegeven dat voor de ontwerper van constructies in de toekomst de volgende aspecten van groot belang zullen zijn:

- Het gedrag in de gebruikstoestand. - Kennis van materiaaleigenschappen.

- Verwerking van die kennis in de voorspellingen van het gedrag. - Berekeningen formuleren in vervormingen en niet in spanningen. - Toepassing van waarschijnlijkheidsberekeningen; met de aantekening dat deze techniek voor de voorspelling van werkelijk te verwachten toestanden zijn waarde nog moet bewijzen.

Het is nodig om op deze aspecten de nadruk te leggen, zodat ontwerpers meer rekening kunnen houden met de wensen van de gebruikers.

Terugkoppeling van ervaring van gebruikers

Hoe kunnen ontwerpers de wensen van gebruikers te weten komen? Uiteraard door te luisteren naar klachten over gebreken en te leren van gemaakte fouten. Maar er ontstaan daarnaast mogelijkheden om dit aspect van het ontwerpen van een meer positieve kant te

benaderen. Men zou niet alleen van de fouten maar juist ook van de successen willen leren. Daarvoor is het nodig om te weten wanneer een gebouw door de gebruiker als geslaagd wordt ervaren.

Daarbij spelen de kosten die met het gebruik gemoeid zijn een grote rol. De kosten voor rente en afschrijving van de stichtingskosten of de

te betalen huur hoeven daarbij niet op de eerste plaats te staan. lmmers, de kosten voor het onderhoud, de energie en andere exploitatielasten wegen vaak ten minste even zwaar.

Daarnaast zal de gebruiker het antwoord op de vraag of het gebouw voldoet aan de technische gebruikseisen soms op de lange duur

belangrijker vinden dan alleen het kostenaspect. Maar ook al voldoet het gebouw aan kwantificeerbare eisen in termen van verlangde temperatuur, geluidwering en beschikbare vierkante meters, dan is daarmee de geschiktheid voor het gebruik nog niet volledig

gedefinieerd. Even belangrijk is het of de indeling voldoet aan de eisen die voortvloeien uit een optimaal gebruik van de ruimte, en tenslotte of de invloed die de vormgeving op het welbehagen van de gebruikers heeft het gebruik ten goede komt.

In een aantal sectoren van het bedrijfsleven groeit het beset dat een aanzienlijk deel van het vermogen is vastgelegd in gebouwen. Dit geldt zowel voor de dienstverlenende sectoren, zoals het verzekeringswezen en banken, als voor de grotere industrieen. Men gaat zich de vraag stellen of dit vermogen optimaal wordt benut. Of de gebouwen, gezien als delen van de produktiemiddelen, wel de best mogelijke rol

vervullen in de produktieprocessen of de dienstverlenende activiteiten die daarin zijn gehuisvest.

Er zijn methoden in ontwikkeling om de antwoorden op dergelijke vragen te vinden en om de antwoorden te kwantificeren.

Naast het streven naar een minimum van de som van de

expoitatiekosten en de vaste lasten ontstaat daardoor de mogelijkheid om het in onroerend goed geinvesteerde vermogen met een maximum aan rendement te benutten.

Deze technieken zullen in de toekomst behoren tot het instrumenta-rium van het management van bedrijfsgebouwen. Met dit hulpmiddel zal men goede gebouwen kunnen identificeren.

De ervaring, die daarmee wordt opgedaan zal een bran van kennis warden voor de ontwerpers van constructies. Verwerking van die ervaring in de ontwerptechniek leidt tot gebouwen met een betere prestatie.

Voor de nieuwsgierige ontwerper een interessant avontuur.

lntegratie van alle ontwerpaspecten

De integratie van het ontwerp van de draagconstructie in het totale ontwerp van het bouwwerk verdient daarbij bijzondere aandacht. Zeker als het gaat om gebouwen die als leden van een produktfamilie kunnen worden beschouwd. In dat geva'I is er gelegenheid om de fasen van het bouwproces onderling optimaal af te stemmen. De mogelijkheden voor een nuttig effect van zo'n afstemming zijn het grootst wanneer het ontwerp van de constructie is geintegreerd in het bouwkundig ontwerp en het ontwerp van de installaties.

Maar ook in de meer traditionele bouwtechniek, waar gebouwen als een eenmalig project moeten warden behandeld, is het van groat belang het ontwerp van de constructie steeds te beschouwen in

samenhang met het totale concept. Hoe kan je deze mooie gedachte in praktijk brengen?

Nostalgie

Zo'n honderd jaar geleden kwam de gewenste integratie op natuurlijke wijze tot stand. De traditionele bouwmeester, de architect, verenigde in zijn persoon alle kennis die nodig was om een gebouw te ontwerpen en de directie over de uitvoering te voeren. Het vakmanschap, in de zin van ambachtelijke kennis, werd door de aannemer ingebracht. Eigenlijk was er sinds de oudheid weinig veranderd in de relatie tussen opdrachtgever, aannemer en architect. In de laatste eeuw voor onze jaartelling zegt Vitruvius daarover het volgende:

'Welke soorten van materialen hij zal moeten bezigen, heeft de architect niet in de hand, daar niet in a/le plaatsen a/le soorten van materialen voorkomen. ( ... ) Bovendien hangt het van de wit van de bouwheer af om of in tichelsteen of in breuksteen of in behakte steen te laten bouwen. Bij hun beoordeling komen dan ook bij a/le werken drie zaken in aanmerking, en we/: de zorgvuldigheid der uitvoering, de kostbaarheid en het ontwerp. Wordt een kostbaar gebouwd werk in ogenschouw genomen, dan zal met /of gewag warden gemaakt van de door de bouwheer bewil/igde uitgave; is het keurig uitgevoerd, dan wordt de zorg van de aannemer geprezen; maakt het wegens verhoudingen en afmetingen indruk, dan za/ zu/ks de roem van de architect uitmaken.'

Vitruvius geeft daarmee een duidelijk beeld van de verhoudingen tussen de opdrachtgever, de architect en de aannemer. De verdeling van de rollen is tweeduizend jaar ongewijzigd gebleven. In de tweede helft van de vorige eeuw is een aanvang gemaakt met de toepassing van nieuwe wetenschappelijke inzichten bij het ontwerp en de uitvoering van bouwwerken.

Specialisatie

Al eerder noemde ik het gebruik van berekeningen om de afmetingen van de draagconstructies te bepalen. De introductie van verlichting met gas en later met elektriciteit, leidde tot de ontwikkeling van de installatietechniek. De laatste vijftig jaar heeft de techniek voor de verwarming, en later ook de koeling, van ruimtes en de behandeling van lucht een grote vlucht genomen.

De installaties daarvoor vragen grote hoeveelheden energie. Na de eerste oliecrisis zijn de kosten voor energie sterk toegenomen. Daarom staat de laatste vijftien jaar de besparing op energie sterk in de

belangstelling.

De genoemde ontwikkelingen van de techniek hebben er toe geleid, dat voor het ontwerp van een bouwwerk een groat aantal deskundigen wordt ingeschakeld

Te weten, in willekeurige volgorde: - de architect

- de adviseur voor installaties - de financieringsexpert - de constructeur - de bouwfysicus

- de adviseur voor funderingstechniek - de stedebouwkundige

- de aannemer

Bij een wat grater project komen daar nag bij: - de adviseur voor gebouwautomatisering - de adviseur voor beheer en onderhoud.

Al deze deskundigheden en deskundigen moeten warden gericht op het gemeenschappelijke doel: het tot stand komen van het bouwpro-ject overeenkomstig de wensen van de opdrachtgever. Geen wonder dat nog een specialist bij het te vormen team wordt betrokken, de deskundige op het gebied van het management van bouwprojecten. Het streven naar integratie van het ontwerp van de constructie in het gehele ontwerp van het bouwwerk kan gedeeltelijk warden verklaard uit nostalgia. Uit een terugverlangen naar de goede oude tijd toen alles nog eenvoudig was, toen het hele ontwerp nog in een hand berustte. Die tijd komt nooit meer terug.

lntegratie door management van het ontwerpproces

Daarnaast is er echter een gerechtvaardigd gevoel, dat de resultaten van een ontwerpteam beter zouden kunnen zijn.

Beter in die zin, dat grotere onderlinge afstemming van alle

ontwerpaspecten tot een meer effectief gebruik van de middelen van de opdrachtgever kan leiden. Misschien tot besparing op de

stichtingskosten of tot een beter evenwicht tussen investeringen en exploitatiekosten.

Men kan dat samenvatten door te stellen, dat de verhouding tussen de prestatie, de 'performance', van een gebouw en de totale kosten over de levenscyclus gunstiger zou kunnen warden als gevolg van een betere onderlinge afstemming van alle ontwerpaspecten. De integratie van het ontwerp van de constructie, in hoofdzaak de draagconstructie, in het ontwerp van het gehele gebouw moet in het licht van deze doelstelling warden beschouwd.

lntegratie is geen doel op zichzelf maar een middel om een goede afweging van alle aspecten die bij het ontwerp een rol spelen te

verkrijgen. Een betere afstemming leidt tot een betere prestatie van het gebouw.

Het bereiken van een dergelijke optimale afstemming is nu juist de taak van de deskundige op het gebied van het projectmanagement. Orn zijn taak goed te kunnen uitoefenen moet aan twee voorwaarden warden voldaan. Deze zijn:

- De taken en de verantwoordelijkheden van de verschillende leden van het ontwerpteam moeten duidelijk zijn vastgelegd, zowel in tijd als in omvang.

- De leden van het ontwerpteam moeten elkaars taal verstaan. Oat is alleen mogelijk, wanneer er een zekere overlap bestaat in de kennis van-, en begrip voor elkaars vakgebieden.

Het vastleggen van verantwoordelijkheden en taken is een taak van de manager van het project. lntegratie betekent niet dat elk van de teamleden zich met alle aspecten van het ontwerp bezig houdt. Wei, dat de gemeenschappelijke doelstelling goed wordt geformuleerd. Daaruit kunnen de taken warden afgeleid

De verantwoordelijkheden voor deelresultaten van het ontwerp moeten goed warden gedefinieerd.

Deelresultaten, zoals het voorontwerp van de hoofddraagconstructie, de door de architect gewenste bouwmassa en de in verband met de financiering beoogde bouwtijd moeten in gemeenschappelijk overleg met elkaar warden geconfronteerd. Deze confrontatie leidt tot afstemming en wijzigingen. In voortdurende wisselwerking komt uiteindelijk een definitief ontwerp tot stand.

Tot besluit

Gewaardeerde toehoorders, aan het einde van mijn betoog gekomen wil ik graag het College van Bestuur en alien die bij mijn benoeming

betrokken zijn geweest mijn dank betuigen voor het in mij gestelde vertrouwen.

lk wil in mijn erkentelijkheid ook uitdrukkelijk de Raad van Bestuur

van Hollandsche Beton Groep betrekken die mij in de gelegenheid stelt om de verantwoordelijkheid voor het Speur- en Ontwikkelings-werk bij hbg te combineren met het hoogleraarschap aan deze Universiteit.

Collega's en medewerkers van de faculteit der Bouwkunde en in het bijzonder van de vakgroep Konstruktief Ontwerpen, ik ben U zeer dankbaar voor de wijze waarop U mij heeft ingeleid in de universitaire gemeenschap.

Wij staan voor buitengewoon boeiende opgaven. De opgave om samen steeds opnieuw de rode draad, de onderlinge samenhang, in het onderwijsprogramma te definieren.

Daarnaast moeten wij, met de hete adem van dat programma in de nek, vorm geven aan het onderzoekprogramma. De antwoorden op beide opgaven moeten een zodanige vorm krijgen, dat het een het ander versterkt. lk zal daar graag met U aan werken.

Hooggeleerde Kamerling, wij ontmoetten elkaar, ruim twintig jaar

geleden, voor het eerst in de commissie 'Doorbuigingen' van het Staalbouwkundig Genootschap. lk bewaar daar goede herinneringen aan. Zo goed dat, zoals uit mijn betoog bleek, het onderwerp mij nog steeds boeit.

Waarde van der Ploeg, beste Ab, in de gesprekken met jou is mij

duidelijk geworden hoe de leerstoel constructief ontwerpen, met de nadruk op integratieaspecten, meer zou kunnen inhouden dan het maken van moeilijke sommen. lk ben benieuwd hoe we in de komende jaren de theorie in praktische toepassingen zullen vertalen.

Dames en heren medewerkers van hbg en in het bijzonder van de afdeling Speurwerk en Ontwikkeling, het innemen van een

vooraan-staande plaats in de bouwtechniek is een kernpunt van het beleid van hbg.

Daarvoor zijn ten minste twee dingen noodzakelijk. Ten eerste moeten wij beschikken over een hoog niveau van kennis.

Wanneer wij de kennis zelf niet hebben moeten wij de weg weten naar aanvullende bronnen. Ten tweede moeten wij beschikken over de best mogelijke medewerkers, die scheppend met deze kennis aan de slag gaan.

Deze beide invalshoeken spelen een rol bij de combinatie van mijn taak in Eindhoven, aan deze Universiteit, en mijn taak bij U, in Rijswijk. Voor Uw begrip en betoonde enthousiaste steun en medewerking ben ik U erg dankbaar.

Dames en heren vakgenoten uit de beton- en staalwereld, een tiental

jaren geleden was dat niet een wereld, maar twee gescheiden werelden. Gelukkig zien wij nu een ontwikkeling waarbij de krachten meer en meer worden gebundeld. Met het oog op een effectieve besteding van de fondsen voor collectief onderzoek is dat ook noodzakelijk. Juist bij het collectieve onderzoek, dat toch een precompetitief karakter heeft zouden wij echter nog meer samen moeten werken.

Een samenwerking die overigens zeker niet beperkt moet zijn tot

beton en staal. Ook op het gebied van de toepassing van andere materialen, zoals metselwerk, zouden de organisaties voor collectief speurwerk elkaar nog meer kunnen versterken. De faculteit der Bouwkunde van deze Universiteit wil daarin een actieve rol spelen.

Dames en Heren studenten, U heeft een unieke studierichting

gekozen. Vermoedelijk de enige met nog een echt universitair karakter. Of beter gezegd: met een universeel karakter. U heeft te maken met: - Chemie - Fysica - Economie - Kunstgeschiedenis - Wiskunde - Vormleer - Materiaalkunde - Mechanica

Met de verworven kennis kunt U vele kanten op. Uw creativiteit krijgt de ruimte bij het ontwerpen. Uw nieuwsgierigheid komt van pas bij het onderzoek en het zoeken naar oplossingen voor technische proble-men. En houdt U van organiseren? Er is grate behoefte aan bekwame managers die helpen het bouwproces te sturen.

De breed inzetbare bouwkundig ingenieur is inderdaad breed inzetbaar!

1.

Geraadpleegde litteratuur

Vitruvius' tien boeken over de bouwkunst; vertaald en toegelicht door J.H. A Mialaret;

Leiter-Nijpels Maastricht 1912.