De toepassing van biomimetica op de woningbouw in overstromingsgebieden

Abstract

Biomimetica is de wetenschap waarin elementen uit de natuur worden nagebootst met het doel menselijke problemen op te lossen. Evolutionaire ontwikkelingen hebben eraan bijgedragen dat de natuur bestaat uit voornamelijk geoptimaliseerde vormen, structuren en processen. In dit afstudeeronderzoek is biomimicry aangegrepen om tot het ontwerp voor een vloedbestendige woning te komen. In de eerste fase van dit onderzoek zijn de gedragingen van verschillende elementen in de natuur bij (dreigend) hoogwater vastgesteld. Vervolgens is geanalyseerd of deze natuurlijke gedragingen een interessante bijdrage kunnen leveren aan het ontwerp van een vloedbestendige woning. Eén van de elementen uit de natuur die interesse heeft opgewekt is het bananenblad. Deze wordt belast door luchtstroming in plaats van door waterstroming en is aangepast aan deze situatie.De structuur van het bananenblad is zodanig dat deze inscheurt bij hoge windsnelheden. Het belaste oppervlak wordt hierdoor verkleind, zodat de totale belasting op het blad afneemt. De kans dat de plant de storm overleeft wordt groter doordat vitale onderdelen als de stengel minder snel zullen beschadigen. Geanalyseerd is hoe dit concept vertaald kan worden naar een in de woningbouw toe te passen concept. Door de oppervlakte van een gevel te verkleinen zullen de totaalkrachten op de constructie afnemen. Een bijkomend voordeel is de lagere stromingsweerstand van de woning bij afnemende eveloppervlaktes. Dit is een voorwaarde om in bepaalde gebieden te mogen bouwen, bijvoorbeeld in de uiterwaarden van rivieren. Om de bruikbaarheid van een dergelijk concept aan te tonen is in de laatste fase van het afstudeeronderzoek een praktische toepassing gepresenteerd in de vorm van een ontwerpcase. Het resultaat is een ontwerp voor een vrijstaande woning in de uiterwaard van de Nederrijn bij Arnhem. De ontworpen woning beschikt op de begane grond verdieping over lichtgewicht gevels die omhoog kunnen worden geschoven in geval van dreigende hoge waterstanden. Hierdoor transformeert de woning in een paalwoning. De rivier zal bij hoogwater de onderste verdieping benutten voor de doorstroming van het water, iets waar bij de indeling van de woning rekening mee moet worden gehouden. De voornaamste functies van de verdieping zijn het bieden van parkeergelegenheid en opslagruimte.