Global Design Basics for Greenhouse Structures

Global Design Basics for Greenhouse Structures

Organisatie-onderdeel

TKI TU

Projectcode

1605-069

MMIP

Landbouw, Water, Voedsel>Sleuteltechnologieën LWV>Smart Technologies in Agri-Horti-Water-Food

Startdatum

01/01/17

Einddatum

31/12/18

Samenvatting

Kassen zijn een belangrijk exportproduct van Nederland. In de koepel PPS
tuinbouwtechnologie wordt kennis ontwikkeld waarmee het mogelijk is om wind- sneeuw en seismische belastingen wereldwijd mee te nemen in het ontwerp. Om dit te doen is wel informatie nodig uit lokale normbladen en richtlijnen, informatie die slecht toegankelijk is en dikwijls niet aansluit bij de Europese norm. In dit project wordt dit ondervangen door wereldwijd beschikbare klimaatdata automatisch om te bouwen tot input voor de ontwerpberekening voor de nieuw te bouwen kas. Hiertoe wordt een op statistiek en probabilisitek gebaseerde routine ontwikkeld die op basis van beschikbare meteodata een veilige ontwerpwaarde oplevert. Dit systeem wordt gekoppeld aan bestaande ontwerpmodellen. Zo wordt het resultaat beschikbaar gemaakt voor de kassenbouwbedrijven die zijn aangesloten bij Hortivation, zodat zij in staat zijn om op basis van de GPS coördinaten van de locatie van de nieuw te bouwen kas een veilig en optimaal ontwerp te maken wat ook voldoet aan de gebruikseisen.

Doel van het project

Doel van het project is om kassenbouw bedrijven in staat te stellen een kwalitatief
hoogstaande en toch betaalbare kasconctructie te ontwerpen, waar ook ter wereld. Meer dan 80% van de kassen die geleverd worden door de Nederlandse kassenbouwbedrijven en de toeleveranciers betreft immers kassen in het buitenland. Dit betreft ook nog eens een grote diversiteit aan landen, elk met andere bouwregelgeving. Aangezien de klimatologische situatie (wind, hagel, regen, sneeuw, aardbevingen) steeds anders is in het buitenland is het voor de kassenbouwbedrijven bewerkelijk en vaak onduidelijk aan welke eisen het constructief ontwerp moet voldoen. De huidige praktijk is dat de wind- en sneeuwbelastingen worden afgeleid van landkaarten met zone indelingen uit lokale bouwnormen en deze gegevens worden gecombineerd met de systematiek van de Nederlandse Kassenbouwnorm.
Vaak zijn deze wind- en sneeuwlasten gebaseerd op andere uitgangspunten dan in Nederland waardoor ze eigenlijk ongeschikt zijn om zo te gebruiken. Dit kan leiden tot gevaarlijke situaties waarbij de kas onvoldoende opgewassen is tegen de lokale belastingen, die tijdens de beoogde levensduur wel regelmatig voorkomen. Er zijn diverse schades aan kassen en zelfs instortingen bekend die hierdoor veroorzaakt zijn. Ook komt het voor dat kassen met de beschreven methode voor de locatie constructief te zwaar worden ontworpen en daarmee te duur worden aangeboden. Dat kan een belemmering zijn voor de nieuwbouw van kassen. Hortivation heeft TNO gevraagd om kassenbouwbedrijven in staat te stellen om de juiste belastingen voor het constructief ontwerp te bepalen, waar dan ook ter wereld. Omdat het ondoenlijk is om voor alle landen de lokale bouwnormen te interpreteren en ze om te rekenen
naar de maatstaven van de Kassenbouwnorm is er gekozen voor een innovatieve aanpak. Meteodata wordt tegenwoordig wereldwijd verzameld op eenduidige wijze. Ook zijn historische meteodata tegenwoordig goed toegankelijk. Door nu een statistische analyse uit te voeren op de historische meteodata kan via een methode praktisch de gehele wereld afgedekt worden. Voordeel hierbij is dat behalve voor de ontwerpnormen gebruikte belastingen als wind, sneeuw en aardbeving ook andere belastingen kunnen worden meegenomen zoals (tropische) regenbuien of extreme hagelbuien. Op dit moment worden deze belastingen niet meegenomen in het (constructief) ontwerp van de kas.

Relatie met missie (Motivatie)

Dit voorstel draagt bij aan de ambitie van de kassenbouwsector om een bijdrage te leveren aan de verduurzaming van de voedselproductie. De duurzaamheid van een (turn key) kas wordt bepaald door het materiaalgebruik, maar ook door het gebruik van inputs zoals energie, water, meststoffen en gewasbescherming. Daarnaast heeft de performance van de kas (de hoeveelheid en kwaliteit van de productie van verkoopbaar product) een invloed op de duurzaamheid van de kas. In de huidige situatie ontbreekt het de bedrijven aan kennis om een optimalisatie uit te voeren voor de genoemde duurzaamheidsparameters. Dat komt doordat de bedrijven over de gehele wereld kassen leveren en de klimatologische situatie overal anders is. Dit is een ongewenste situatie omdat duurzaamheid steeds belangrijker wordt bij investeerders en een onderscheidend USP zou kunnen zijn voor de Nederlandse toeleveranciers van kassen. De resultaten van dit onderzoek biedt de kassenbouwers de mogelijkheid om de hoeveelheid materialen die gebruikt worden bij de bouw van de kas te optimaliseren doordat nauwkeuriger dan nu het geval is de eisen die gelden op de locatie van de nieuw te bouwen kas bepaald worden. Dit heeft vervolgens ook invloed op de benodigde inputs van de kas tijdens productie en op de kwaliteit en kwantiteit van de productie. In die optiek levert het voorstel een bijdrage aan de thema’s voedselveiligheid (betere kwaliteit product) en gezondheid en welbevinden (beschikking over hoge kwaliteit voedsel in de regio waar de kas gebouwd wordt)

Geplande acties

De vernieuwing in dit project zit op drie gebieden:
a. Een geautomatiseerd, gevalideerd en gedragen routine om vanuit de meteodata
ontwerpwaarden voor wind, sneeuw en aardbevingen, geschikt voor kassen te
berekenen.
b. Uitbreiding van deze routine voor belastingen die de Europese norm niet
voorschrijft maar die wel relevant zijn, zoals hagel en regenbelasting
c. Uitbreiding van de belastingcombinaties ten opzichte van de huidige Europese
Norm. Hierbij kan bijvoorbeeld gedacht worden aan de combinatie wind enregen

Naam projectleider

Hans 't Hart