De bouwtechnische analyse beperkt zich tot een vrij specifiek deel van het ontwerp: hoe zijn bouwconstructies gemaakt zodat ze technisch functioneren? Waarop berust de werking? Een bouwtechnische analyse is in die zin veel eenvoudiger dan een architectonische analyse, omdat aspecten van historische, culturele, maatschappelijke of persoonlijke aard buiten beschouwing worden gelaten. Ook de context is veelal teruggebracht tot het klimaat en de directe omgeving. De Waarom?-vraag blijft daarmee beperkt binnen een specifiek technisch kader. De analyse betreft de draagconstructie, de bouwconstructie en de klimaattechniek. De nadruk bij de technische analyse ligt op materiaal. Daarin is zij precies en vooral zeer gedetailleerd.

Een technische analyse kan op twee wijzen worden aangepakt.

Enerzijds kunnen verschillende technische aspecten op het gebied van draagconstructie, bouwconstructie en klimaattechniek worden aangestipt, waarna in bouw- en productietekeningen of aan de hand van bouwfoto’s in kaart wordt gebracht hoe en wat is ontworpen en uitgevoerd. Je zou kunnen zeggen: vanuit de kennis die men tijdens de analyse heeft van noodzakelijke technische functies, op zoek gaan naar de elementen die die functie vervullen. Dus van de functionele noodzaak of reden naar de gekozen oplossing. Simpel gezegd, van Waarom, naar Wat, Hoe en Waar precies? Een voorbeeld zou kunnen zijn:

• Er is een raamopening gemaakt in de kalkzandsteen wand. De wand boven het raam kan niet door het glas of kozijn worden gedragen omdat kalkzandsteen maar een zeer geringe buigsterkte heeft. Waarom valt die gevelwand boven dat raam niet naar beneden?
• We gaan op zoek naar elementen die die functie kunnen vervullen. Wat is daarvoor aanwezig?
• Het blijkt dat de wand boven het raam niet enkel uit kalkzandsteen blokken bestaat, maar dat er een gewapende betonbalk als latei is opgenomen met een hoogte van 30 centimeter. (Hoe?) die op de kalkzandsteen muurpenanten aan weerszijde naast de opening rust. (Waar?)

Je zou deze analyse vraag-gestuurd kunnen noemen. Maar deze methode vereist reeds veel aanwezige kennis van bouwconstructies en algemeen geldende bouwkundige principes.

Introductie Inventariseren, Ordenen, Verklaren

Anderzijds kan je – zeker bij geringe voorkennis – een bouwtechnische analyse ook andersom aanvatten. Bij deze methode laten we niet de functionele vraag leidend zijn, maar vormen de  bouwdelen en materialen op de bouwtekening de leidraad in de analyse. Dat is de technische analysemethode die in de bachelor wordt gehanteerd. We brengen verwante onderdelen eerst in kaart en gaan ze vervolgens in een helder genummerde volgorde af. We doen dat in vaste stappen. Bij de eerste technische analyse in het bouwkunde-onderwijs (5 ECTS Module BK1TE2)- een analyse van constructie en materiaal   – hanteren wij: 1. Wat?  2. Waar en Hoe? en 3. Waarom? We noemen die methode Inventariseren, Ordenen, Verklaren: IOV. Het is losjes gebaseerd op het Stappenplan van Prast en Wilms Floet (2011), maar nu toegepast op de bouwtechniek.

Ter verduidelijking de analyse van de terugtraprem van een fiets

Vergelijk het met een fiets: eerst schroef je hem helemaal uit elkaar (wat, waar?), vervolgens laat je met tekeningen zien hoe de elementen zich, nummertje-voor-nummertje tot elkaar verhouden (waar, hoe?) en dan zoek je de technische redenen waarom dat zo is. En zo verklaar je ook de werking; bijvoorbeeld waarom je remt als je achteruit trapt. Gelukkig is een gebouw trouwens vaak niet zo ingewikkeld als een fiets: het kent vaak veel repetitie en beweegt als het goed is meestal niet te veel.

Technische aspecten

Wat wordt er dan in kaart gebracht? Een standaard bouwtechnische analyse behelst onderwerpen uit de vakgebieden draagconstructies, bouwconstructies en klimaatontwerpen. Voor elk van deze  vakgebieden zijn lijsten op te stellen met in kaart te brengen aspecten, die – naar gelang men preciezer wordt – steeds verder kunnen worden uitgebreid.
Voor ontwerpers is technische analyse natuurlijk vaak geen doel op zich. De architect zal zich vaak enkel richten op voor het ontwerp relevante aspecten van een precedentgebouw voor de eigen ontwerpopgave. Het analyseobject wordt dan gebruikt als kennisbron. Met voldoende technische voorkennis kan dan een lijst van te onderzoeken aspecten naar behoefte worden opgesteld. Analyseer je het precedent bijvoorbeeld vanwege het bijzondere klimaatprincipe, dan is het logisch dat je dan enkel die draagconstructieve en bouwconstructieve aspecten in de analyse opneemt die daar direct mee in verband staan.

Technische analyse in het bachelor onderwijs

In de bachelor van bouwkunde worden in de techniekleerlijn bij de vakken TE2, TE4 en TE5 bouwtechnische analyses gemaakt. TE1 en TE3 zijn theorievakken. Bij TE2 wordt de methodiek van Inventariseren-Ordenen-Verklaren geïntroduceerd. TE2 is een eerstejaars vak. De technische aspecten zijn daarmee beperkt tot onderwerpen die in de colleges van TE1 en TE2 aan de orde zijn gekomen. In de analyse van de tweedejaars modulen TE4 en TE5 worden aanvullende onderwerpen geanalyseerd, die in de colleges van TE3, TE4 en tot slot ook TE5 behandeld zijn.

• situatie en (micro)klimaat (Hoe werkt de omgeving in op de bouwconstructie.)
• functionele indeling (Hier worden ruimtefuncties, daglicht, oriëntatie en draairichtingen van deuren en ramen en oppervlakten in kaart gebracht.)
• maatsystematiek (Hier wordt het maatsysteem in kaart gebracht, waarbij repetitie, regelmaat en uitzondering en ook de relatie tussen tekening en bouwkundige uitvoering wordt verklaard. Vaak is het stramien van de bouwtekening daar een handig hulpmiddel bij.)
• kolommen, binnen- en buitenwanden (Hier worden de in plattegrond horizontaal doorgesneden elementen en hun materiaal in kaart gebracht en wordt nagegaan wat primair dragend is en wat secundaire niet-dragende ruimtescheidende wand is.)
• verticale krachtsafdracht (Hier worden de draagconstructie plattegronden getekend.)
• statische schema’s  (Hier worden de krachten in geschematiseerde draagconstructieve doorsneden in kaart gebracht).
• horizontale krachtsafdracht / stabiliteit (Hier wordt geschematiseerd de horizontale krachtsafdracht in twee richtingen in beeld gebracht.)
• gevelmaterialen en gevelopeningen (Welke materialen voor buiten- en binnenafwerking zijn toegepast, hoe worden krachten afgedragen met lateien, wat voor kozijnen, ramen en deuren zijn er toegepast?)
• laagsgewijze gevel- en dakpakketopbouw (Luchtdichting, waterkering, isolatie, laagopbouw met de onderlinge verbindingen en laagdoorbrekingen, het temperatuur- en dampspanningsverloop en gevaar van condensatie in het pakket worden onderzocht.)

In deze onderwerpenlijst zijn er nog veel technische aspecten buiten beschouwing gelaten. Denk bijvoorbeeld aan werktuigbouwkundige of elektrotechnische installaties, geluidswering of ventilatievoorzieningen. Tijdens de oefening leren studenten tekeningen te lezen. Door de elementen op tekening als leidraad te nemen, komen veel van deze aspecten al wel voor het eerst in beeld. Veel symbolen, materiaalaanduidingen of andere tekstuele toelichtingen op de bouwtekeningen kunnen worden opgezocht in literatuur of op internet .

In het tweede bachelorjaar wordt de technische analyse verder uitgebreid bij het module TE4. Met als uitgangspunt de tekeningen van een bestaand gebouw worden ook controleberekeningen, aanpassingen en verbeteringen gedaan. Daarmee wordt de oefening een serie practica aan de hand van het geanalyseerde gebouw die vervolgens leiden naar kleine deelontwerpopgaven. Er wordt ook een nieuw vakgebied geïntroduceerd: stedenbouwtechniek. En voor alle vakgebieden komen er nieuwe onderwerpen bij:

• bebouwing, verharding, water en groen (st)
• windstroming (st)
• oriëntatie op zon (st)
• klimaattopen (st)
• in kaart brengen microklimaat en dit modellering (st)
• berekening hoeveelheden en afvoer regenwater (st)
• in kaart brengen constructieve dilataties (dc)
• verticale en horizontale krachtsdoorstroming (dc)
• stabiliteitsvoorzieningen (dc)
• aanpasbaarheid draagconstructie (dc)
• controleberekening ligger en kolom (dc)
• ontwerpberekening uitkragende ligger en vergelijking met dimensionering voor overspanning (dc)
• gebruiksfuncties (bc)
• brandscheidingen, brandcompartimenten, blusmiddelen, vluchtwegen (bc)
• bouwvolgorde in (bc)
• in doorsnede en detail in kaart brengen thermische lijn, luchtdichtingslijn en waterkerende lijn (bc)
• maatvoering en stramienlijnen in details (bc)
• koudebruggen en koudebrugonderbrekingen (bc)
• stelmogelijkheden (bc)
• vergelijking details met standaard details (bc)
• in kaart brengen van technische ruimtes, schachten, vides, installaties (LBK, warmtebron, evt. koudebron, warmtapwater, enz.), voornaamste luchtkanalen en leidingen (toe- en afvoer apart), inblaas- en afvoerroosters met ventilatiehoeveelheden, warmteafgifte-apparatuur, warmtapwaterpunten, zonwering, te openen ramen, zonnecollectoren of -panelen. (ko)
• van de riolering en hemelwaterafvoer (afschot), leidingverloop van de elektriciteit in relatie tot de draagconstructie, aansluiting nutsvoorzieningen (gas, elektra, water, data, enz.)  (ko)
• in kaart brengen van kunstlichttoepassing (schakeling) (ko)
• in kaart brengen van bouwfysische kwaliteit gevel: warmte-isolatie glaspercentage, -oriëntatie en hoeveelheid daglichttoetreding, zon- en lichtwering, spuiventilatie met ramen, geluidisolatie, mate van kierdichting, thermische massa (ko)
• in kaart brengen ventilatie, verwarming en koeling, warm tapwater (ko)
• controle berekening warmte en koelbehoefte, energiezuinigheid en energielabel EPN (ko)
• binnenmilieuaspecten (hoeveelheid ventilatie per persoon, CO2 gehalte, nagalmtijd)
• ontwerp alternatieven en verbeteringen (alle vakgebieden).

Bij TE5 worden een aantal van deze onderwerpen herhaald, maar nu in de context van het renovatie en aanpassing van verouderde gestapelde woningbouw. De analysefase is daarbij zeer beperkt. De oefening richt zich na de eerste week op het ontwerpen aan aanpassingsingrepen.

Documenteren

Een stap die nog vooraf gaat aan de methode is het documenteren en het maken van basistekeningen. Bij het documenteren worden alle beschikbare technische tekeningen uitgezocht en in relatie tot elkaar bekeken. De meeste bouwkundige tekeningen zijn platte projecties: plattegronden, gevels, doorsneden en detailtekeningen. Plattegronden, gevels en doorsneden zijn meestal gemaakt op uitwerkingschaal 1:100, 1:50 of 1:20. Detailtekeningen soms op schaal 1:10, maar meestal op schaal 1:5. Ook worden vaak foto’s verzameld en door de precieze camerapositie en –richting in kaart te brengen groeit het ruimtelijk begrip.

Voor het in kaart brengen bevatten 1:50 of 1:20 bouwtekeningen vaak veel te veel informatie. Het is belangrijk om deze eerst terug te brengen tot de belangrijkste geometrie en bouwelementen. Daarom worden de technische plattegronden, doorsneden en gevels eerst geabstraheerd tot eenvoudige basistekeningen in een uitwerkingsschaal 1:100. Zo ontstaat een heldere kaart of onderlegger. Voor die versimpeling is het belangrijk dat de ruimtelijke opbouw van het bouwplan wordt begrepen. Door de tekeningen over te trekken en de informatie te reduceren tot constructie-elementen, materiaalcontouren en belangrijke aanzichtlijnen volgens de regels van het bouwkundig tekenen  wordt een schifting gemaakt tussen de hoofdlijnen van de belangrijke geometrie en bijgevoegde aanvullende informatie (zie tekstkader).

Als basistekeningen niet beschikbaar zijn maar wel gewenst zijn als onderlegger, moeten die met andere tekeningen worden geconstrueerd. Dit dwingt om meerdere tekeningen naast elkaar te houden en met elkaar te vergelijken. Ook voor het begrijpen van de driedimensionale geometrie van details moeten de informatie uit overzichtstekeningen en doorsnedes in verschillende richtingen worden gecombineerd. Dit aan elkaar relateren van verschillende bouwkundige tekeningen in verschillende oriëntaties en op verschillende schaalniveaus is heel belangrijk.

Inventariseren

Inventariseren is hier letterlijk de bouwkundige inventaris in kaart brengen. Elementen op bouwtekening worden waargenomen, vastgelegd, geregistreerd door deze over te nemen op een vereenvoudigde ‘kaart’, die bestaat uit een geabstraheerde 1:100 tekening. Meestal is dat een plattegrond, maar het kan bij sommige technische onderwerpen ook een doorsnede of een geveltekening zijn. Deze tekening voorzien van in kaart gebrachte elementen vormt de basis van de vervolgstappen ordenen en verklaren.

De elementen die in kaart worden gebracht worden eenduidig genummerd. Deze nummering per element wordt vervolgens ook bij de analysefasen ordenen en verklaren gebruikt.

De inventarisatie is op zich een oefening in waarnemen. De herkenning van het ene element leidt als het goed is tot een zoektocht naar andere die daar bij horen. Er moet worden gecategoriseerd en gespecificeerd. Tekeningen zullen in het begin vol staan met onbekende termen. Vaak is het de eerste kennismaking met typisch bouwjargon. Deze termen moeten worden opgezocht net zo lang tot ze werkelijk begrepen zijn.

Ordenen

Bij de eerste stap gaat Inventariseren naadloos over in ordenen. De elementen zijn ingekleurd en genummerd en de genummerde lijst wordt als legenda bij de kaart gevoegd met een korte omschrijving. Bij ordenen stellen we ons de vragen hoe iets is gedaan, waar precies? Daarbij vormt de opgestelde nummering de leidraad; waarbij gelijksoortige elementen gegroepeerd worden uitgelicht en uitzonderingen worden aangegeven.

Het gaat om de regelmaat, structuur, relaties en afwijkingen. De onderlinge samenhang wordt getekend en mogelijk heel kort beschreven. Hoe verhouden de elementen zich tot elkaar? Vaak is het een kwestie van inzoomen en iets even precies in detail tekenen. Bij de ordeningsstap ligt de nadruk op tekenen. Geprobeerd moet worden om met principeschetsen, schema’s en diagrammen de ordening zichtbaar te maken en niet veel meer dan tekstlabels en steekwoorden, maatlijnen en alleen als het écht niet anders kan met hele korte tekst zaken te verduidelijken. Meestal zullen de uitgelichte ordeningstekeningen genummerd naast de inventarisatie-kaart geplaatst worden. Soms worden het toevoegingen aan de inventarisatie kaart.

Hier enkele voorbeelden:

• De maatvoering en systematiek is met stramienlijnen in kaart gebracht op de inventarisatie-tekening. Bij ordening wordt nu bijvoorbeeld ingezoomd op een genummerde hoek, waar in detail te zien is hoe stramienlijn ten opzichte van de rand van hoofddraagconstructie is gepositioneerd.
• De verschillende typen wanden zijn elk anders ingekleurd en plaatselijk genummerd. Er wordt onderscheid gemaakt naar dragende en niet-dragende wanden. Bij ordening wordt met een detailtekening de precieze opbouw van deze wanden getoond, inclusief hoeken, aansluitingen en openingen.
• De aluminium en houten kozijnen zijn elk in een andere kleur op de inventarisatietekening aangegeven. Bij ordening wordt in detail getekend hoe het genummerde kozijn op de muur aansluit en daaruit wordt duidelijk dat er aantal vaste typen van aansluiting is.

Verklaren

Bij verklaring wordt – weer aan de hand van dezelfde nummering per element – gezocht naar technische redenen waarom iets precies zo gedaan is als bij ordening is aangegeven. Verklaren mag grotendeels met korte informatieve tekst, al is ook hier een helder diagram een overtuigend hulpmiddel.

De verklaring is absoluut het moeilijkst. Vaak wordt de fout gemaakt om hier enkel te beschrijvingen wat bij ordening is getekend. Maar de verklaring is geen beschrijving. Als iets bij ordening goed getekend, geschematiseerd, en gemaatvoerd is en van korte toelichtende tekstlabels is voorzien, volstaat dat als toelichting over Wat?, Hoe? en Waar?

Bij de verklaring moet de technische Waarom?-vraag centraal staan. En het antwoord moet technisch specifiek zijn: bijvoorbeeld gaan over werking, materiaaleigenschappen, optredende krachten, montage, duurzaamheid, etc. Door de in kaart gebrachte elementen als leidraad te gebruiken dienen zich heel specifieke vragen aan en wordt voorkomen in holistische algemeenheden te blijven hangen. Aan de hand van wat op de tekening te vinden is moet literatuur en productinformatie worden bestudeerd. Diepgravendheid wordt bereikt door de Waarom?-vraag een aantal keer te blijven herhalen, een voorbeeld:

Op tekening staat zinken dakbedekking met de aanduidingen: felsnaden, klangen, ruwhouten vuren delen. Waarom zit de zinken dakbedekking met klangen bevestigd op grof bezaagde houten vuren planken?

• Omdat het zink zelf niet voldoende sterk / buigstijf is om zichzelf, sneeuw of een mens op het dak te dragen.
• Omdat de klangen overal op het hout geschroefd kunnen worden.
• Omdat de klangen bij de vervaardiging van de felsnaden worden mee gevouwen en zo niet door de bekleding prikken
• Omdat door het ruwe houtoppervlak het zink geventileerd blijft en het niet te veel corrodeert doordat de zwak hechtende oxidelaag zo niet steeds van het oppervlak wordt getrokken bij thermische beweging.
• Omdat vurenhout goedkoop is en er geen zuren uit vrijkomen die het zink kunnen aantasten.
• Etc.

Het gaat dus om consistente technische redenen voor ontwerpkeuzes. De verklaring is een evaluatie waarom wat in kaart gebracht is functioneert of zou moeten functioneren. En goed begrepen jargon uit de bouwkundige literatuur helpt enorm om kort en informatief te duiden.

Tip is dus houd het specifiek en beperkt. Immers: Uiteindelijk wil je weten welk tandwiel er verschuift, waar precies en hoe en waardoor de as blokkeert als je achteruit trapt.

Hypothesen

Wanneer is de overtuigende technische reden gevonden? Wanneer zijn er meerdere samenwerkende of concurrerende technische verklaringen aan de orde? Welke verklaring is belangrijk en welke is in feite ondergeschikt? Wat is tamelijk hard te maken en wat is speculatie?

Er valt een kanttekening te plaatsen dat waarschijnlijk nooit alle informatie en redenen voor ontwerpbeslissingen werkelijk te achterhalen zijn. Er is ongetwijfeld sprake van onzichtbare evolutie en van onbekende omstandigheden.Want ook technische redenen zijn lang niet altijd logisch. Soms is iets bijvoorbeeld gemaakt van prefab beton omdat de hoofdaannemer en ontwikkelaar een prefabbetonbouwer was of is de keuze gevallen op een vaker gebruikt materiaal om geen extra nieuwe partij op de bouw te hebben rondlopen. Maar dit zijn al gauw meta-vragen. De vraag waarom iets functioneert en uitgevoerd is in een bepaalde vorm kan nog steeds gesteld worden. “Waarom dit’” wordt ‘Waarom zo precies?’.

Speculeren is daarom ook geen probleem – zolang maar aangegeven wordt dat een verklaring vooralsnog slechts een hypothese betreft. Maar enkel door die hypothese wel te doen, ontstaan er vervolgvragen die men mogelijk dichter bij de (technische) waarheid brengt. Het is de kunst om hier zeer zorgvuldig in te zijn. Ook het zo nu en dan doen van foute beweringen is voor een ontwerper niet te vermijden en geen probleem, zo lang ze maar niet als onomstotelijke waarheden worden gepresenteerd. Het is een iteratief proces. Nieuwe elementen worden ontdekt terwijl andere elementen in kaart worden geordend of verklaard. Een nieuw ontdekt element draagt bij aan de verklaring van een ander. Bij een echt goede analyse wordt er voortdurend teruggekeken en aangevuld of aangepast. Dat is heel arbeidsintensief. En in die zin ook vergelijkbaar met ontwerpen waar ook vaak na drie stappen vooruit weer twee stappen terug gezet moeten worden. Het voordeel van de onderwijscontext van de technische analyseoefening is dat bij de beoordeling ervan de intensiviteit van de zoektocht sterk meespeelt, wanneer deze inzichtelijk en aangegeven is. Met andere woorden, wanneer veel bondig en informatief materiaal is.

Waarom technisch analyseren?

Het is niet zo dat analyse direct tot synthese leidt, ook niet bij de creatie van een nieuw technisch ontwerp. Ontwerpers associëren of analogiseren (Hofstadter & Sanders 2014)  en initiëren op basis daarvan. De schrijvers stellen dat nieuw en preciezer begrip ontstaat uit nieuw verbindingen met het bestaande en niet zozeer uit het onderbrengen in uitkristalliseerde categorieën.

Met wat je eerder doorgrond hebt ontwikkel je iets nieuws. Tegenwoordig lijkt alle informatie vrij beschikbaar en lijkt het misschien alsof je ontwerpantwoorden even op internet kunt opzoeken. Dat is niet zo – daar vind je vooral ingrediënten wanneer je toch al op een duidelijk spoor zit. Maar het vinden van zo’n spoor begint al daarvoor; je bedenkt, tekent en toetst varianten en tijdens het tekenen, borrelen nieuwe ontwerpoplossingen op.

Met de intensieve activiteit van het analyseren veranker je oplossingen in je geheugen voor een moment waarop ze zich aan moeten dienen. De vastomlijnde leidraad van Inventariseren-Ordenen-Verklaren met doorlopende nummering is enkel zo rigide om stap-voor-stap te kunnen beginnen en later gemakkelijk de weg weer terug te vinden. Het zijn de vakjes van een mentale gereedschapskist: vastgelegd met vragen als Wat, Waar & Hoe, Waarom? Tijdens het ontwerpen stel je die vragen weer, maar dan waarschijnlijk in een andere volgorde.

Tekst of tekening?

Als tijdens het ontwerpen een (vluchtige) oplossingsrichting zich aandient weet je niet direct alle details van je eerdere bouwtechnische analyses die je hebt gemaakt. Zou je die dan willen terugzoeken, dan is er een belangrijk verschil tussen tekst en tekening. Voor tekst moet je, met dat grijze blok van al die regels voor je, lineair zin-voor-zin doorlopen. De tekening, schets, schema of diagram zie en begrijp je vaak in één oogopslag. Dat is de reden waarom wij – visueel ingestelde ontwerpers – het inventariseren, ordenen en misschien zelfs verklaren als het even kan met beeld doen. Die tekeningen bevatten vaak niet meer woorden dan wat aanduidende labels (en getallen, maten, pijlen). Dat verschil is belangrijk: een woord of zin blijft altijd een verzameling tekens en moet eerst lineair worden verwerkt: een tekening is een meer directe representatie van een ruimtelijke en materiële wereld. Door tekenend te analyseren gebruik je bovendien dezelfde handvaardigheid als tijdens het ontwerpen. Tekenen met de hand heeft het voordeel dat je heel natuurlijk hoofd- en bijzaken scheidt; voor ontwerpers is tekenen de snelste manier om verslag te doen van je denken en het toegankelijk te maken voor jezelf en voor anderen.

Bij de Verklaren-stap ontkom je vaak niet aan tekst. De kleine toelichting zet je ook gemakkelijk op het spoor om de tekeningen van de ordening juist te interpreteren. Bij de technische analyse vragen we je de beschrijving, die vaak al het begin van een verklaring is zo kort en bondig en vooral technisc specifiek mogelijk te maken. Want informatie terugvinden – dat is wat telt.

bronnen

Hofstadter, D. & Sanders, E.(2014) Analogie, De kern van ons denken. Atlas contact

Prast, H. & Wilms Floet, W. (2011), Handleiding plananalyse BSc-1. Delft: interne publicatie.