Van Mourik Broekmanweg 6

2628 XE Delft

Postbus 49

2600 AA Delft

www.tno.nl

T +31 88 866 30 00

F +31 88 866 30 10

TNO-rapport

TNO 2014 R10402

Meerjaren Speurwerkprogramma 2011-2014

Voortgangsrapportage 2013 Vraaggestuurd

Programma Duurzame Leefomgeving

Thema Gebouwde omgeving

Datum 25 februari 2014

Auteur(s) Henk M.E. Miedema

Marianne A.J. Linde

Authorisatie Ir. D. Ph. Schmidt

Algemeen directeur

Aantal pagina's 63 (incl. bijlagen)

Regievoerend

departement

Ministerie van Infrastructuur en Milieu

Ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties

Alle rechten voorbehouden.

Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk,

fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO.

Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van

opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan

TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst.

Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan.

© 2014 TNO

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 2 / 63

Inhoudsopgave

1 Inleiding ................................................................................................................................. 3

2 Vraaggestuurd Programma Stedelijke ontwikkeling ........................................................ 4

2.1 Inleiding .................................................................................................................................. 4

2.2 Deelprogramma Urbane leefomgevingskwaliteit (Leefbare stad) .......................................... 6

2.3 Deelprogramma Stad en Klimaat (Duurzame Stad) .............................................................. 26

2.4 Deelprogramma Maatschappelijke Innovatie en Economie (stad in transitie) ...................... 38

3 Vraaggestuurd Programma Duurzaam bouwen .............................................................. 45

3.1 Inleiding ................................................................................................................................ 45

3.2 Deelprogramma Woning- en utiliteitsbouw .......................................................................... 47

3.3 Deelprogramma Infrastructuur .............................................................................................. 50

3.4 Deelprogramma: Energie in de Gebouwde Omgeving ......................................................... 58

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 3 / 63

1 Inleiding

Het jaar 2013 is het derde jaar van de TNO Strategieperiode 2011 – 2014. Het thema

Gebouwde Omgeving met de twee bijbehorende Innovatiegebieden Stedelijke ontwikkeling

en Duurzaam bouwen heeft de ambitie de leefbaarheid en concurrentiekracht van onze

stedelijke regio’s te versterken, mede door het vergroten van de concurrentiekracht van het

gerelateerde bedrijfsleven.

Het thema Gebouwde Omgeving heeft in 2013 zeker aan actualiteit gewonnen. Op Europees

niveau is het Strategic Implementation Plan van Smart Cities and Communities verschenen.

Hierin wordt het belang benadrukt van een integrale benadering van de problematiek over

de grenzen van de sectoren heen. Enabling technologieën, met name ICT zijn cruciaal om

de fysieke infrastructuur, de stromen in de stad en de renovatie en levensduurproblematiek

op kosten effectieve wijze te ontwerpen en te beheersen. Ook op Nederlandse schaal zijn de

ontwikkelingen rond Smart Cities stevig op de agenda gekomen. Zowel op ministerieel

niveau als vanuit de steden zelf zijn initiatieven opgestart en worden nieuwe netwerken

gevormd. Gezien de ouderdom van de fysieke leefomgeving is parallel hieraan ook de hele

beheer- en onderhoudsproblematiek rond bouw en infrastructuur als onderdeel van het

bredere begrip asset management geagendeerd. Van kostenpost naar levensduurverlenging

en waardebehoud is hier het motto.

Tegen deze achtergrond is het in 2011 gestarte samenhangende programma Duurzame

Leefomgeving, waarin zowel de maatschappelijke vraagstukken als de economische

concurrentiekracht een belangrijke rol vervullen, nog steeds belangrijk voor de kennisbasis

van TNO. Het programma Duurzame Leefomgeving richt zich op kennis- en beleidsdossiers

bij de ministeries Infrastructuur en Milieu (DG Milieu, DG Ruimte en Water,

Rijkswaterstaat) en het ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties (DG

Wonen en Bouwen). Daarnaast spelen andere belanghebbenden uit het bedrijfsleven, het

maatschappelijk veld en de kennisinfrastructuur (inclusief RIVM en PBL) een belangrijke

rol.

Het programma concentreert zich op onderwerpen als: duurzaam bouwen, stedelijke

ontwikkeling, milieu en veiligheid, resource efficiency, infrastructuur en beheer en

onderhoud. Andere beleidsonderwerpen voor bovengenoemde ministeries op het gebied van

bijvoorbeeld mobiliteit, beter benutten en bereikbaarheid zijn onderdeel van de

programma’s binnen het TNO thema Mobiliteit.

In lijn met het ontwikkelde topsectorenbeleid van de overheid zijn ook in 2013 separate

onderzoeksprogramma’s, die een op een gekoppeld zijn aan individuele topsectoren, op

integrale wijze en in goede afstemming met Duurzame Leefomgeving uitgevoerd. Het

betreft hier de topsectoren: Energie (energie gebouwde omgeving), Water (water- en

deltatechnologie), Logistiek (stedelijke ontwikkeling en logistiek), Tuinbouw en

Uitgangsmaterialen. Op de samenhang tussen de topsectorprogramma’s en het meer

maatschappelijk en beleidsgerichte programma Duurzame Leefomgeving wordt actief

gestuurd om de integraliteit van het denken overeind te houden.

Het voorliggende verslag geeft inzicht in de voortgang op de onderwerpen, die binnen het

programma op de agenda staan.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 4 / 63

2 Vraaggestuurd Programma Stedelijke ontwikkeling

2.1 Inleiding

In dit rapport wordt verslag gedaan van de werkzaamheden die in 2013 in het kader van het

programma “Vraaggestuurd Programma Vitale stedelijke omgeving” zijn uitgevoerd. Dit

programma maakt deel uit van het Meerjarenprogramma 2011-2014 van het programma

Duurzame Leefomgeving.

Dit is het eerste jaar geweest waarin een verbinding met de SKIA’s van het ministerie

Infrastructuur en Milieu is gemaakt. Naast de drie lopende deelprogramma’s is op verzoek

van de directie KIS van het ministerie van Infrastructuur en Milieu een samenwerking

gestart in het Utrechtse cluster (RIVM, Deltares, KNMI, TNO en Universiteit Utrecht).

Tijdens de innovatie-estafette zijn de inhoud en bijbehorende ambities van deze

samenwerking gepresenteerd.

Het vraaggestuurd programma “Vitale stedelijke omgeving” is ingedeeld in drie

deelprogramma’s. De resultaten van de werkzaamheden worden per deelprogramma

gepresenteerd. In deze inleiding worden de drie deelprogramma’s kort geïntroduceerd.

Het eerste deelprogramma “Urbane leefomgevingskwaliteit (leefbare stad)” bevat onderzoek

gericht op traditionele milieuthema’s zoals luchtkwaliteit, geluid en externe veiligheid. Het

richt zich vooral op kennisvragen als “omgaan met risico’s”, “chemische stoffen” (DG

Milieu), ‘vitale steden en regio’s’ (DG Ruimte en Water), en meer algemene thema’s zoals

het thema “de Energieke samenleving” (thema A van het ministerie van Infrastructuur en

Milieu) en het thema ”Gebiedsontwikkeling” (thema D van het ministerie van Infrastructuur

en Milieu. Het gaat om onderzoek op het gebied van meten, monitoren en modelleren van

stoffen, geluid en risico’s ten einde de milieu- en gezondheidseffecten van bestaande en

nieuwe activiteiten zo goed mogelijk in beeld te brengen. Hierbij worden verschillende

indelingen gehanteerd: een gebied, een periode, een bepaalde technologie en/of een product

life cycle in onze economie. De kennis wordt gebruikt in samenwerkingsprojecten van TNO

met partijen die hun productieprocessen willen verduurzamen, in

samenwerkingsprogramma’s met marktpartijen betrokken in duurzame gebiedsprocessen en

het optimaliseren van overheidstaken (RUD’s). De kennis landt in activiteiten in

verschillende thema’s van TNO (Gebouwde Omgeving, Industriële Innovatie, Gezond

Leven en Energie). Tenslotte vormt de ontwikkelde kennis input voor innovaties in de

nationale kennisinfrastructuur, met name de in ontwikkeling zijnde infrastructuur voor de

omgevingswet (door het RIVM aangeduid als de “Laan voor de Leefomgeving”). De output

van dit deelprogramma bestaat uit: software te gebruiken voor integrale ruimtelijke analyses

(Urban Strategy), verbeteringen in de bestaande milieumodellen (en bijbehorende software),

verbeteringen in laboratoriumprotocollen en opstellingen, aanpassingen in nationale

meetprogramma’s, wetenschappelijke – en vakpublicaties en een sterke positie in Europese

en nationale kennisnetwerken. In 2013 is er minder geld besteed aan het onderhouden en

verbeteren van de bestaande milieumodellen en meer geld besteed aan het onderzoek naar

de wijze waarop milieukennis in gebiedsprocessen kan worden ingebracht, nieuwe

indicatoren voor het meten van de gezondheidseffecten van ruimtelijke stedelijke inrichting

en het ontwikkelen van nieuwe analysetechnieken (bijvoorbeeld direct meten van toxiciteit

van een luchtmengsel op bijvoorbeeld levende longcellen) en nieuwe sensingtechnologie

voor milieumetingen.

Het tweede deelprogramma Stad en klimaat (Duurzame stad) ontwikkelt kennis en

instrumenten die nodig zijn voor actuele milieuvraagstukken: klimaatveranderingen

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 5 / 63

grootschalige luchtverontreiniging en kringloopsluiting in stedelijke gebieden. Voor deze

vraagstukken is het belangrijk dat overheden op verschillende schaalniveaus beschikken

over een betrouwbaar monitoringsysteem van processen in de atmosfeer, bodem en

watersysteem en daarbij behorende modellen die deze complexe werkelijkheid kunnen

simuleren. Hieraan wordt door verschillende instituten gewerkt. TNO heeft zich in de

afgelopen jaren met name een sterke kennispositie weten te verwerven op het gebied van

monitoren en modelleren van grootschalige luchtverontreiniging. In nauwe samenwerking

met andere kennisinstituten verwerkt TNO nieuwe wetenschappelijke inzichten in deze

Europese kennisinfrastructuur. In Nederland zijn wij een betrouwbare kennispartner in de

kennisbasis voor het Deltaprogramma. De projecten sluiten aan op verschillende vragen van

DG Milieu (efficiënt gebruik van grondstoffen; klimaatsysteem en klimaatbeleid) en DG

Ruimte en Water (thema’s veilige Delta en Dynamische bodem-, water en energiesystemen).

Het derde deelprogramma Maatschappelijk innovatie en economie (stad in transitie) heeft

een andere invalshoek. In dit programma staat de relatie tussen duurzaamheid, de economie

en governance centraal. Via een systeembenadering en participatief onderzoek proberen we

maatschappelijke vraagstukken die gerelateerd zijn aan ruimtelijke inrichting beter te

begrijpen en van empirische inhoud te voorzien. Het gaat om begrippen als regionale

innovatiekracht, economische vitaliteit, krimp, zelforganisatie, vergroening van de

economie, circulaire economie en resource efficiency. Veel tijd is besteed aan twee

onderwerpen. Het uitbouwen van de nationaal regionaal-economische database en modellen

naar hogere schaalniveau (Europees en mondiaal) en deze toe te passen in grote Europese

projecten. En in het kader van Europese programma’s (Arch en Brainpool) het ontwikkelen

van nieuwe participatieve methoden voor complexe ruimtelijke inrichtingsvraagstukken. In

dit kader is gewerkt aan een belangrijke publicatie: Risk-informed Management of European

River Basins. Daardoor is relatief weinig tijd besteed aan de andere belangrijke

onderwerpen.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 6 / 63

2.2 Deelprogramma Urbane leefomgevingskwaliteit (Leefbare stad)

2.2.1 Inleiding

Het deelprogramma omvat de volgende onderzoekslijnen:

- Integrale afweginginstrumenten / smart city modeling platform

- Gezondheidsrisico’s en lokale milieukwaliteit

- Meet- en analysetechnieken milieu en leefomgevingskwaliteit

2.2.2 Uitvoering in 2013

Per onderzoekslijn en per project worden in deze paragraaf de belangrijkste resultaten

beschreven.

2.2.3 Integrale afweginginstrumenten / smart city modeling platform

Het integrale afwegingsinstrument dat TNO heeft ontwikkeld, is Urban Strategy. De

software omvat een communicatieplatform, een set van modellen, stekkers voor

verschillende databases en devices en een presentatiemodule. Deze software is een

belangrijk onderdeel in de roadmap van het innovatiegebied “Stedelijke Ontwikkeling”. Het

kan een belangrijke schakel worden in de Laan van de Leefomgeving, die voor de nieuwe

omgevingswet wordt ingericht.

Om implementatie bij andere partijen mogelijk te maken, is de documentatie van de

verschillende modules verbeterd en de systeemconfiguratie met behulp van professionele

softwarebeheeromgeving (DTAP) ingericht. Met deze nieuwe configuraties zijn bij de

Universiteit van Amsterdam en de Universiteit Utrecht twee experimenten uitgevoerd om de

gebruikersvriendelijkheid te toetsen. De studenten waren goed in staat het instrument

zelfstandig te gebruiken.

Op een aantal punten is de set van modellen aangepast en uitgebreid, omdat het belangrijk is

te voldoen aan de eisen die in beleid en/of regelgeving zijn vastgelegd. Voor verkeer en

luchtkwaliteit zijn de nieuwe parameters voor 2013 ingevoerd. Het OPS model van het

RIVM (stikstofdepositie) kan in Urban Strategy worden gebruikt. Voor externe veiligheid is

het door het Rijk vastgestelde instrumentarium nog niet gekoppeld, omdat Safety-NL een

gesloten systeem is en niet kan communiceren met de andere modellen. De veranderingen in

de methodiek voor geluidsberekeningen (Swung) zijn wel geïmplementeerd. Er is een

vergelijking gemaakt met de output van de geluidsberekeningen (conform SRM) in Urban

Strategy en Geo-milieu van Goudappel (welke door veel lokale overheden wordt gebruikt).

Verschillen zijn klein en verklaarbaar door het gebruik van andere basisbestanden (andere

actualiteit). Het innovatieve van het TNO model is dat deze tijdens discussies kan worden

gebruikt omdat de rekentijden erg kort zijn. Dit sluit aan bij de wijze waarop kennis wordt

ingebracht in gebiedsprocessen en andere discussies op het raakvlak van maatschappelijke

kwaliteiten en private investeringen.

Er is een Urban Strategy light versie gemaakt waarmee de resultaten van een Urban Strategy

snel kunnen worden getoond op een stand alone laptop. Verder is onderzocht of gebruik

gemaakt kan worden van Cloud computing via Amazon Elastic Compute Cloud. Deze proef

is met succes afgerond. Dit betekent dat een verbinding met de cloud kan worden gemaakt.

Ook basisadministraties kunnen door de ontwikkeling van de juiste stekkers nu gemakkelijk

worden ingelezen en een directe upload vanuit ARCGIS is nu mogelijk. Dit laatste is

belangrijk omdat het in discussies vaak om ruimtelijke inrichtingsvraagstukken gaat, waarbij

mensen graag willen tekenen. Hiervoor gebruiken overheden vaak applicaties ontwikkeld

met behulp van ARCGIS. Dus door deze stekker kan Urban Strategy ook met deze software

gebruikt worden.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 7 / 63

Urban Strategy is in 2013 gebruikt door de Provincie Noord Holland bij het in kaart brengen

van de effecten van de ontwikkelplannen rondom het Noordzeekanaal gebied, voor de

Provincie Noord Brabant bij de trechtering van alternatieven in de Noord-Oost corridor in

de plannen rondom “de ruit rond Eindhoven” en door Rijkswaterstaat in de geluidseffecten

en communicatie over met de belanghebbende burgers in de afwegingen rondom de Nieuwe

Westerlijke Oeververbinding bij Rotterdam.

2.2.4 Gezondheidsrisico’s en lokale milieukwaliteit

A. Kennisinvesteringsproject Fijn stof 2.0

Op lokaal niveau (gemeenten) is behoefte aan inzicht in gezondheidseffecten van

verkeersmaatregelen. De kennis van TNO bij de introductie van de roetindicator in 2012 is

gebruikt door gemeenten. Op nationaal niveau (ministerie van Infrastructuur en Milieu) is er

behoefte aan een beeld van resterende knelpunten met betrekking tot fijn stof zoals de rol

van remslijtage-emissies maar ook de bijdrage van scheepvaart aan fijn stof. Tenslotte is er

onzekerheid over de effecten van aantallen (ultra)fijne deeltjes op de gezondheid en de

relatie tussen luchtkwaliteit en klimaatverandering. Voor het verzamelen van nieuwe

inzichten wordt vanuit dit Vraaggestuurde Programma samengewerkt in verschillende

Europese programma’s. Deze programma’s betreffen de volgende onderwerpen.

A. Regionale concentraties

Hierin waren de volgende onderzoeksvragen gedefinieerd:

1. Wat zijn de emissies van verbrandingsaerosol en hoe zijn deze ruimtelijke

verdeeld? Wat is de ontwikkeling van deze emissies met het huidige vastgestelde

en/of voorgenomen beleid?

2. Welke model aanpassingen van LOTOS-EUROS zijn gewenst om de

grootschalige verspreiding van verbrandingsaerosol te berekenen? Op welke wijze

kunnen metingen in Cabauw bijdragen aan het valideren van deze berekeningen?

3. Wat zijn de regionale achtergrondconcentraties van verbrandingsaerosol (o.a.

EC/OC concentraties en deeltjes aantallen) gemeten op Cabauw? Wat is de relatie

tussen deze concentraties en opwarming/koeling van de buitenluchttemperatuur in

stedelijk gebied?

4. Hoe kunnen de deeltjesaantallen emissies zoals die voor EUCAARI bepaald zijn

zo goed mogelijk worden vertaald naar invoer voor LOTOS-EUROS?

In Cabauw zijn deeltjesaantallen en de grootteverdeling in detail gemeten. Deze data zijn

opgestuurd naar NILU (Noorwegen ) in het kader

van EMEP en toegepast door het KNMI voor

onderzoek naar de rol van fijnstof in

klimaatverandering. Binnen de KIP FS2.0 zijn

deze data gebruikt als referentie voor stedelijke

niveaus. De resultaten zijn verder gebruikt in de

evaluatie van Lotos-Euros modelberekeningen en

het Europese project ACTRIS. Deeltjesgrootte als

functie van aanvoerrichting en bron is onderzocht

met behulp van clusteranalyse (onderzoeksvraag

1). Model verbeteringen en validatie ten behoeve

van zwart/wit aerosol is onderzocht met behulp van

een processtudie in Cabauw (onderzoeksvraag 2).

De variatie in de regionale

achtergrondconcentraties van aerosolparameters is onderzocht op Europese schaal

(onderzoeksvraag 3). De vertaling van emissies naar modelinvoer en toetsing aan

waarnemingen is onderzocht (onderzoeksvraag 4). Deze vier onderzoeksvragen zijn

beantwoord in peer-reviewed publicaties (zie bijgevoegde lijst).

B. Praktijkemissies van wegvoertuigen

Kennisontwikkeling van de verkeersgerelateerde emissies was de afgelopen jaren voor een

groot deel gericht op massa van fijn stof, sinds 2012 is het ook verplicht om de aantallen

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 8 / 63

deeltjes in uitlaatemissies te meten. Hiermee verschuift de aandacht meer naar chemische

samenstelling (koolstofhoudende fractie). In 2013 is in nauwe samenwerking met andere

onderdelen van TNO een publicatie en een update van de emissiefactoren voor 2015

voorbereid. Elders uitgevoerde metingen worden in dit programma gebruikt om een

emissiemodel te leveren voor de belangrijkste bron van fijnstof uitlaatemissies in de

komende de jaren: de Euro-V voertuigen.

C. Industrie en Scheepvaart

De activiteiten in dit werkpakket zijn uitgevoerd in twee onderdelen: “Industrie” en

“Scheepvaart”:

- Industrie. In 2013 is de samenwerking met BAM voortgezet voor onderzoek naar

de effectiviteit van het wegvangen van fijnstof (met name roet) op zwaar belaste

locaties (onder andere wegtunnels en werkplekken) en afvangst van roet (en

stikstofoxiden) met coatings in wegtunnels, zoals de Koningstunnel.

- In de omgeving van een groot industrieel complex is begonnen met het monitoren

van de atmosferische stabiliteit. Klachten over stofhinder blijken samen te hangen

met deze stabiliteit. Het bedrijf kan besluiten maatregelen te nemen op momenten

dat de kans op overlast voor de omgeving groot is.

- Scheepvaart: Deze activiteit is gericht op het meten van de bijdrage van

scheepvaart aan roet (EC en PNC) rondom vaarwegen: een tweede meetcampagne

is uitgevoerd in 2013 langs de Waal als validatie van modelberekeningen met

betrekking tot verspreiding van EC rondom binnenvaart.

- Daarnaast is een start gemaakt met het ontwikkelen van een automatische

meetmethode om langs vaarwegen volautomatische het zwavelgehalte in de door

schepen gebruikte stookolie te bepalen. Aan een dergelijke methode is behoefte bij

de scheepvaartinspectie.

D. Stad, straat en maatregelen

De activiteiten in dit werkpakket zijn gericht op onderzoek naar de verspreiding van

verkeersgerelateerde PM emissies: uitlaatemissies van roet (EC=elementair koolstof en

PNC=Particle Number Concentration) en niet-uitlaatemissies (banden en remslijtage en

opwervelend wegenstof) en maatregelen om deze emissies en blootstelling te verminderen.

In dit werkpakket is gestreefd naar verdubbeling van het onderzoeksbudget door aansluiting

bij (lopende) Europese programma’s. Van het huidige budget is meer dan de helft

vastgelegd in langlopende Europese opdrachten (Transphorm, Urgenche en wellicht BOP3).

In 2013 is gewerkt aan de volgende onderwerpen:

- Niet-uitlaat emissies: In 2013 is de samenwerking met de onderzoeksgroep van

prof. X. Querol (Barcelona) voortgezet. In dit kader is een gezamenlijk artikel

gepubliceerd (Amato et al., 2013) dat beschrijft dat de modellering en eventueel

mitigatie van resuspensie een locatie-afhankelijke aanpak vraagt. Het gedrag in een

Nederlandse stad en een Spaanse stad is fundamenteel verschillend. Ook is

gekeken naar de opbouw (bronbijdrages) van het wegenstof. Een overzichtsartikel

van de beleidsrelevantie van slijtage-emissies is gepubliceerd (Denier van der Gon

et al., 2013) op basis van een in opdracht voor het ministerie Infrastructuur en

Milieu georganiseerde workshop. Als vervolg op deze workshop is een meer op

maatregelen gefocuste workshop in de Barcelona – debate series gehouden. TNO

heeft hier het werk op gebied van emissie-inventarisaties gepresenteerd (B-debate

(http://www.bdebate.org/en/moreinfo/2605). Daarnaast is gewerkt aan het

interpreteren van de metingen van samenstelling van remvoeringen. Vanuit de

opgebouwde kennispositie is voorzien dat TNO zal bijdragen aan een

onderzoeksnotitie met betrekking tot slijtage-emissies voor het ministerie van

Infrastructuur en Milieu. Het voortouw ligt echter bij het RIVM en de bedoeling is

hier gezamenlijk op te trekken met de andere Nederlandse kennisinstituten.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 9 / 63

- Uitlaatemissies; Met betrekking tot uitlaatemissies (roet) is er in 2013 vanuit de

KIP gelden geen cofinanciering ingezet op de uitvoer van projecten naar

effectiviteit van maatregelen. Lokale overheden leken even een pas op de plaats te

maken en zich te bezinnen op het toepassen van roet als additionele indicator.

Echter, aan het eind van 2013 is wel een doorbraak gerealiseerd, namelijk het

verwerven van een project voor het berekenen van effecten van

verkeersmaatregelen op EC voor een werkgroep van gemeenten in de provincie

Noord-Brabant. Omdat het organiseren van een landelijk platform onderdeel is van

het project, is dit project zeer behulpzaam om roet op grotere schaal operationeel te

krijgen in Nederland. Daarnaast wordt gewerkt aan een voorstel voor monitoring

van effecten van de in Utrecht in te voeren milieuzone op basis van EC metingen,

uit te voeren in 2014.

- Time activity patterns; Naast onderzoek naar effectieve maatregelen om

gezondheidseffecten van transport te verminderen, is onderzoek uitgevoerd naar de

effecten van dagelijkse activiteiten. De aandacht gaat daarbij uit naar blootstelling

van weggebruikers aan wegverkeersemissies van ultrafijn en EC/OC in onder

andere bussen, auto’s, metro, fiets. Bovenbeschreven onderzoek is gedeeltelijk

uitgevoerd binnen het Europese project TRANSPHORM. Het gezamenlijk

publiceren is echter uitgesteld naar 2014.

- Uurlijks modelleren: Software voor uurlijks modelleren van de luchtkwaliteit is

ontwikkeld voor alle binnenstedelijke wegtypen. Dit is nodig voor toepassing als

dynamisch verkeersmanagement en luchtkwaliteit-app, waarin behoefte is aan real

time informatie. Er is tevens een testversie ontwikkeld van een gekoppeld uurlijks

emissieluchtkwaliteitsmodel in afstemming met thema Mobiliteit. Beperkte

verificatiestudies zijn uitgevoerd in Rotterdam en Amsterdam, afronding daarvan

is voorzien in 2014.

- Mobiel meten: in een pilot proef gecofinancierd door de Stadsregio Rotterdam is

een data-analysemethode voor mobiel meten van luchtkwaliteit (op een tram)

ontwikkeld en vastgelegd. Daarnaast is een visie ontwikkeld op de meerwaarde van

mobiel meten voor beleidsmakers. Resultaten van de pilot zijn op de conferentie

Ambient Air Monitoring in Londen gepresenteerd. Ook is een presentatie op Air

Quality 2014 voorzien.

- Luchtkwaliteit-app: in 2013 is een teaser van een luchtkwaliteit-app voor Android

ontwikkeld en is een plan van aanpak gemaakt voor vervolgstappen. In 2014 zal

met cofinanciering gewerkt wordt aan doorontwikkeling.

- Sensoren: Een proef naar wat TNO te bieden heeft als testfaciliteit voor de

ontwikkeling van nieuwe luchtkwaliteitsensoren is uitgevoerd in samenwerking

met het Holst Center. De combinatie van het gasgeneratielab en eigen

veldmetingen (of via relaties binnen de meetnetwerken in Nederland) blijkt nuttig

om sensorontwikkelaars te ondersteunen. In 2014 zal dit nader uitgewerkt worden

(inclusief marktplan). Daarnaast is in 2013 aansluiting gezocht bij het initiatief

AiREAS Eindhoven, waarbij we als TNO met onze modelkennis toegevoegde

waarde kunnen ontwikkelen bij de interpretatie van de sensordata van sensoren die

nu in Eindhoven operationeel zijn. Dit moet in 2014 verder gestalte krijgen.

E. Europese Steden

Dit werkpakket is gericht op ontwikkeling en toepassing van luchtkwaliteitsmodellering in

Europese steden op basis van “open source data”. Hiermee kan de luchtkwaliteit nu en in de

toekomst in kaart worden gebracht. In 2013 is het ontwikkelde model gevalideerd met

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 10 / 63

metingen in verschillende steden. In 2014 zullen steden benaderd worden om het

gevalideerde model te kunnen testen aan de hand van meer gedetailleerde data en modellen.

F. Gezondheidsindicator, epidemiologie en luchtkwaliteit

De activiteiten in dit werkpakket omvatten de volgende twee onderdelen:

- Promotie Aleksandra. Voor onderzoek van de meest gezondheidsschadelijke fractie

van fijnstof wordt het verband onderzocht tussen de chemische samenstelling, het

oxidatief potentieel en gezondheidseffecten. Binnen het Europese project ESCAPE

zijn monsters verzameld en geanalyseerd. Het promotieonderzoek van Aleksandra

richt zich op het bepalen van de chemische samenstelling van fijn stofmonsters, het

bepalen van het oxidatief potentieel van fijn stofmonsters; het bepalen van de

correlatie van chemische samenstelling en de gezondheidseffecten;

- Longfondsproject (In het project “Effect van dieselemissies op bronchiaal

epitheelcellen COPD en astmapatiënten’ wordt onderzocht of epitheelcellen van

astma en COPD patiënten gevoeliger zijn voor dieselblootstelling in vergelijking

tot een gezonde groep. Hierbij is speciale aandacht naar ontsteking en de

gevoeligheid voor infecties door kortdurende blootstelling aan hoge concentraties.

Het is op dit moment niet duidelijk in hoeverre deze korte blootstellingen aan hoge

piekconcentraties bijdragen aan de gevolgen op lange termijn op de gezondheid.

De resultaten van dit onderzoek kunnen bijdragen aan het nemen van adequate

preventieve maatregelen door de astma- en COPD-patiënt, die gericht zijn op het

vermijden van de meest schadelijke situaties

Nr. Geef lijst van geplande rapporten, artikelen, congrespresentaties etc.

WP1 Regionale concentraties en Cabauw

1.1

van Beelen, A. J., Roelofs, G. J. H., Hasekamp, O. P., Henzing, J. S., and Röckmann, T.: Estimation of aerosol water and

chemical composition from AERONET at Cabauw, the Netherlands, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 13, 15191-15232,

doi:10.5194/acpd-13-15191-2013, 2013

xx/07/13

1.2

Mann, G. W., et al., and Henzing, J. S.: Intercomparison and evaluation of aerosol microphysical properties among

AeroCom global models of a range of complexity, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 13, 30841-30928, doi:10.5194/acpd-13-

30841-2013, 2013.

27/11/13

1.3

Beddows, D. C. S., et al.., de Leeuw, G., Henzing, B., Denier van der Gon, H. A. C., and Visschedijk, A. J. H.: Variations in

tropospheric submicron particle size distributions across the European continent 2008–2009, Atmos. Chem. Phys. Discuss.,

13, 31197-31249, doi:10.5194/acpd-13-31197-2013, 2013.

Nov/13

1.4

Paglione, M., Kiendler-Scharr, A., Mensah, A. A., Finessi, E., Giulianelli, L., Sandrini, S., Facchini, M. C., Fuzzi, S., Schlag,

P., Piazzalunga, A., Tagliavini, E., Henzing, J. S., and Decesari, S.: Identification of humic-like substances (HULIS) in

oxygenated organic aerosols using NMR and AMS factor analyses and liquid chromatographic techniques, Atmos. Chem.

Phys. Discuss., 13, 17197-17252, doi:10.5194/acpd-13-17197-2013, 2013

Nov/13

WP2 Praktijkemissies

2.1 Peer-reviewed artikel mbt on-line detectie EC: uitgesteld naar 2014

WP3 Scheepvaart en Industrie

3.1 Peer-reviewed artikel + tijdschrift Lucht mbt EC/PNC verdeling rondom vaarwegen 01/12/13

3.2 Keuken M.P., Jonkers S., Moerman M., Hoek G., 2013. Roetconcentraties langs drukke binnenvaarwegen in Nederland.

Tijdschrift Lucht 4, 8-12 (plus artikel in voorbereiding tbv peer-review) 01/08/13

WP4 Stad, straat en maatregelen

4.1 Peer-reviewed artikel mbt micro-environment – TRANSPHORM: uitgesteld naar 2014

4.2 Peer-reviewed artikel mbt modelvergelijking (R’dam) – TRANSPHORM: uitgesteld naar 2014

4.3 Peer-reviewed artikel mbt slijtage emissies: In voorbereiding “Elemental composition of automotive brake materials in the

Netherlands” J. Hulskotte, HAC Denier van der Gon et al, (wordt 2014). + 4.4 and 4.5

4.4 Denier van der Gon, Hugo, Miriam E. Gerlofs-Nijland, Robert Gehrig, Mats Gustafsson, Nicole Janssen, Roy M. Harrison,

Jan Hulskotte, Christer Johansson, Magdalena Jozwicka , Menno Keuken, Klaas Krijgsheld, Leonidas Ntziachristos, 01/02/13

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 11 / 63

Michael Riediker, Flemming R. Cassee,. The Policy Relevance of Wear Emissions from Road Transport, Now and in the

Future – An International Workshop Report and Consensus Statement, American Journal of the Air & Waste Management

Association, 63; pages 136-149, 2013 http://dx.doi.org/10.1080/10962247.2012.741055

4.5

Amato, F, Martijn Schaap, Hugo A.C. Denier van der Gon and Menno Keuken, Marco Pandolfi, Andrés Alastuey and Xavier

Querol., Short-Term Variability Of Mineral Dust, Metals And Carbon Emission From Road Dust Resuspension,

Atmospheric Environment 74; pages 134-140, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.03.037

01/08/13

4.6

Jozwicka M. et al., “The Art of non-exhaust Emission Inventorying and Application in Scientific Studies” presented at

“Urban Air Quality: the Challenge of Non-exhaust Road Transport Emissions” Barcelona, July, 11 and 12, 2013;

http://www.bdebate.org/en/moreinfo/2605

11/07/13

4.7 Keuken M.P., Voogt M., Moerman M. en van den Elshout S., 2013. Verschil blootstelling tussen straten en achtergrond

groter dan gedacht. Tijdschrift Lucht 1, 21-25 01/03/13

4.8 Keuken M.P., Moerman M., Voogt M., Blom M., Weijers E.P., Röckmann T. and Dusek U., 2013. Source contributions to

PM2.5 and PM10 at an urban background and a street location. Atmospheric Environment 71, 26-35 01/03/13

4.9

Keuken M.P., Zandveld P., Jonkers S., Moerman M., Jedynska A.D., Verbeek R., Visschedijk A., Elshout van den S.,

Panteliadis P., Velders G.J.M., 2013. Modelling elemental carbon at regional, urban and traffic locations in The

Netherlands. Atmospheric Environment 73, 73-80

01/03/13

4.10 Keuken M.P., 2013. Gebiedsbeheer en luchtkwaliteitsmetingen: een overzicht. Symposium DCMR “ Iedereen meet

luchtkwaliteit: wat nu?! 5 juni 2013 06/06/13

4.11

Swaluw van der E., Denier van der Gon H., Hendriks C., Hoogerbrugge R., Matthijsen J., Keuken M.P., Schaap M., Weijers

E., Wichink R., 2013. Summary of the second Netherlands Research Program on Particulate Matter (BOPII). RIVM,

Bilthoven, Report 680356002/2013 (http://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/680356002.html)

01/06/13

4.12 Voogt, M.H., P.J. van der Mark, A.R.A. Eijk, P. van Breugel. Mobile monitoring of air quality in the city of Rotterdam. Oral

presentation at AAMG-RSC Monitoring Ambient Air 2013 (10 December 2013, London). 10/12/13

4.13 Voogt, M.H., P.J. van der Mark, A.R.A. Eijk, P. van Breugel. Mobile monitoring of air quality in the city of Rotterdam.

Accepted for oral presentation at Air Quality 2014 (24-28 March 2014, Garmisch Partenkirchen). 2014

WP5 Europese steden

5.1 Peer-reviewed artikel mbt meetdata in steden & open-source modelleren 01/12/13

5.2 Presentatie EFCA 2013, Brussel 16-17 mei 2013 “Ultrafine particles at the regional background in 2005-2012 and down-

wind of an airstrip and an industrial area in the Netherlands” M.P. Keuken, B. Henzing, M. Voogt and M. Moerman 16/05/12

5.3 Rapport mbt Supersites

WP6 Gezondheid

6.1

Long-term effects of particulate matter components on inflammatory blood markers in European cohorts

Regina Hampel1, Annette Peters1, Rob Beelen2, Bert Brunekreef2,3, Josef Cyrys1,4, Ulf de Faire5, Kees de Hoogh6, Kateryna

Fuks7, Barbara Hoffmann7,8, Anke Hüls7, Medea Imboden9,10, Aleksandra Jedynska11, Ingeborg Kooter11, et al. submitted to

American Journal of Respiratory and Critical Care

01/12/13

6.2

Associations between particulate matter elements and early-life pneumonia in seven birth cohorts: results from the

TRANSPHORM project Elaine Fuertes1,2, Elaina MacIntyre1, Raymond Agius3, Bert Brunekfreef4,5, Simone Bucci6, Giulia

Cesaroni6, Marta Cirach7,8,9, Josef Cyrys10,11, Francesco Forastiere6 , Ulrike Gehring4, Olena Gruzieva12, Barbara

Hoffmann13,14, Aleksandra Jedynska15, Menno Keuken15, Claudia Klümper14, Ingeborg Kooter15,et al. submitted to Env

Health Perspectives

01/12/13

6.3

Long-term exposure to particle 1 components and natural cause mortality: an analysis of 19 European cohorts within the

multi-center ESCAPE and TRANSPHORM projects Rob Beelen1, Gerard Hoek1, Ole Raaschou-Nielsen2, et al. submitted

to Env Health Perspectives

6.4

Long-Term Exposure to Elemental Constituents of Particulate Matter and Cardiovascular Mortality in 19 European Cohorts:

Results from the ESCAPE and TRANSPHORM Projects Meng Wang1, Rob Beelen1, Massimo Stafoggia2 et al. submitted

to Environmental International Journal

6.5

Presentatie: Longdagen 2013 “A new in vitro model of diesel exposure for human bronchial epithelial cells.” Maria C.

Zarcone1, Evert Duistermaat2, Gimano D. Amatngalim1, Pieter S. Hiemstra1 and Ingeborg Kooter2; 1 Department of

Pulmonology LUMC, 2 EELS, TNO

6.6 Development of an in vitro diesel exposure model

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 12 / 63

for human bronchial epithelial cells Maria C. Zarcone1, Evert Duistermaat2, Gimano D. Amatngalim1, Pieter S. Hiemstra1

and Ingeborg Kooter2 ERS conference 7-11 Sept 2013 Barcelona

6.7 Spatial variations of PAH, hopanes/steranes and EC/OC concentrations within and between European study areas.

Aleksandra Jedynska a, Gerard Hoek b, Marloes Eeftens submitted to Atm Env

6.3 Peer-reviewed artikel mbt blootstelling luvo en social-economische data ihkv URGENCHE in 2014 01/12/13

A. Kennisinvesteringsproject Fysieke inrichting

De maatschappelijke vraag om een schone, veilige en gezonde leefomgeving neemt toe.

Gemeenten en woningcorporaties zoeken oplossingen voor de lastige opgave om buurten,

wijken en stadsgebieden bij ontwikkeling en herinrichting leefbaarder en vitaler te maken.

Ze worden daarbij nog onvoldoende geholpen door beschikbare adviezen en

beschikbaarheid van meetinstrumenten om ingrepen mee te beoordelen. Samen met deze

vragende partijen, maatschappelijke organisaties en onderzoeksinstellingen verricht TNO

onderzoek en zijn in 2013 experimenten gestart.

De volgende onderwerpen zijn hiervoor aan de orde:

A. Ontwikkeling en vertaling van kennis RO en bewegen

Binnen het project Kwetsbare ouderen is in samenwerking met Erasmus MC (Dr F. van

Lenthe) onderzocht hoeveel en hoe intensief ouderen bewegen, onder invloed van de

gebouwde omgeving, en wat het effect is op hun zelfredzaamheid en kwaliteit van leven. Dit

heeft geresulteerd in drie wetenschappelijke artikelen die bij journals zijn aangeboden, en

congresbijdragen. Daarnaast is in 2013 het project ‘Schoolzones’, gehonoreerd door ZonMw

programma Sport. Middelen uit het Vraaggestuurde programma zijn hierbij als

contrafinanciering gebruikt. Het project is gestart in samenwerking met VU Medisch

Centrum, Royal HaskoningDHV, Stadsregio Amsterdam, Jantje Beton, GGD Amsterdam,

Haagse Hogeschool, Nederlands Instituut voor Sport en Bewegen. In 2013 zijn met name

voorbereidende werkzaamheden voor het interventie-onderzoek (het effect van schoolzones

op verkeersveiligheid en beweeggedrag) verricht: werving van gemeenten en basisscholen,

selectie en uitwerking van de methoden, opstellen van het communicatieplan. Deze

werkzaamheden zijn vastgelegd in publicaties en gepresenteerd tijdens congressen in nauwe

samenwerking met onder meer Erasmus MC, de Haagse Hogeschool en partijen in het veld

(bijvoorbeeld vijf wetenschappelijke publicaties in 2013 en participatie in de Week van de

Openbare ruimte (met vermelding van TNO-expertise in het congresboek).

B. Verwerking van “de Rotterdamse Norm”in een beweegmodule in Urban Strategy.

De Rotterdamse Norm software is als prototype getoond aan en besproken met ESRI, een

toonaangevende GIS-software ontwikkelaar met een groot netwerk van gebruikers

(inter)nationaal (onder andere het software pakket ArcGis), waaronder gemeenten (zie ook

samenwerking in kader van Urban Strategy onder onderzoekslijn 1). Het betrekken van deze

partner heeft diverse voordelen: ze hebben veel gebruikers en kunnen software-

ondersteuning bieden, terwijl TNO zich als inhoudelijk expert kan positioneren. ESRI werkt

vooral aan visualisatie van de ‘steady state’ waar TNO aan kan toevoegen: visualisatie van

het effect van ruimtelijke maatregelen op basis van haar modellen. ESRI heeft goede

contacten met gemeenten, ESRI heeft recent voor Eindhoven alle geo-data geautomatiseerd

en Eindhoven wil graag met deze GIS-data aan de slag. ESRI en TNO willen Eindhoven

gebruiken als een pilot voor de beweegmodule en het wijkdashboard (ontwikkeld in kader

van een ander TNO programma in samenwerking met de gemeente Rotterdam). Dit initiatief

vindt zijn vervolg in 2014. Met Matthijs de Boer stedenbouw en Venhoeven Architecten is

gezamenlijk een projectaanvraag (in competitie) geschreven voor de stad Antwerpen. Het

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 13 / 63

projectvoorstel is niet geselecteerd. Mogelijkheden voor soortgelijke projecten worden

actief gevolgd.

C. Gezondheidsbaten van ruimtelijke inrichting

Het in 2012 ontwikkelde MKBA framework is in samenwerking met TNO Lifestyle, TNO

Strategic Business Analysis, TNO Sustainable Productivity & Employability toegepast op

investeringen in de publieke ruimte (casus: schoolzone), in overleg met diverse stakeholders

(o.a. gemeenten). Dit heeft geleid tot een ‘value network’ en semi-kwantitatieve inschatting

van de kosten en baten. In een volgende stap moeten deze resultaten in concrete projecten in

samenwerking met andere partijen verder worden uitgewerkt en uiteindelijk in het platform

Urban Stragey landen.

B. Kennisinvesteringsproject Geluid in de Urbane leefomgeving

Een belangrijk milieuprobleem in de stedelijke leefomgeving is het omgevingsgeluid. Geluid

van verkeer en industrie veroorzaken hinder, slaapverstoring en gezondheidsproblemen,

vooral in stedelijke omgeving.

De kennisslag die moet worden gemaakt, bestaat uit:

a) Emissie, verspreiding en blootstelling

TNO ontwikkelt praktische kennis over het opzetten en inrichten van modelgebaseerde

meetsystemen voor geluid, in combinatie met andere milieustressoren. Deze systemen

maken gebruik van een netwerk van een groot aantal sensoren, waarbij meetresultaten

worden gecombineerd met efficiënte rekenmodellen voor geluid. Er moet praktische kennis

en ervaring worden opgedaan over het functioneren van sensornetwerken in praktische

situaties. Om de systemen te realiseren, is er behoefte aan de ontwikkeling van praktische

rekenmodellen voor complexe situaties, zowel geometrisch complexe situaties (stedelijke

omgeving) als meteorologisch complexe situaties (Schiphol, Maasvlakte). Daarnaast is

validatie van rekenmodellen door middel van geluidmetingen noodzakelijk.

De benodigde kennisslag voor verfijning van modellen voor blootstelling van mensen aan

geluid is de ontwikkeling van nauwkeurige modellen die rekening houden met de geluid-

isolatie van woningen, een stille achterkant van een woning, de omgeving van woningen, of

zelfs met de complete persoonlijke blootstelling van mensen gedurende de dag en de nacht.

Deze ontwikkeling moet afgestemd worden op parallelle ontwikkelingen voor de effecten op

de mens van deze elementen van blootstelling aan geluid, bijvoorbeeld: het positieve effect

van een stille achterzijde van een woning.

b) Effecten

Kennisvragen op het terrein van geluid en gezondheid zijn

Hinder: Hoe is de relatie tussen dosis en effecten op de mens ten gevolge van “nieuwe”

bronnen (onder andere windturbines, hoge snelheidstreinen, airconditioning) en wat zijn

de niveaus van belasting horend bij een gegeven ‘aanvaardbaar’ percentage

gehinderden? Hoe is de relatie tussen geluidbelasting en hinder in de tijd veranderd voor

geluid? In welke mate kunnen fysieke omgevingsaspecten zoals isolatie,

woningindeling, een stille achtergevel of stille en/of groene omgeving de effecten van

geluid verminderen?

Slaapverstoring: In welke mate en op welke manier beïnvloedt omgevingsgeluid

verschillende aspecten van de slaap? Wat is het psychologisch/fysiologisch model voor

het onderliggende mechanisme waarmee geluidblootstelling via slaapverstoring op de

langere termijn tot ernstige gezondheidseffecten kan leiden?

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 14 / 63

Blootstellingskarakteristieken: Welke aspecten van geluidblootstelling zijn - naast Lden

Lnight - van belang voor de effecten op de mens (o.a. aantal gebeurtenissen, pieken,

percentage van de tijd relatief stil, verdeling van geluidpieken over de tijd)?

Laagfrequent geluid/trillingen: Wat is de invloed van laagfrequent geluid of trillingen

op de hinder of slaapverstoring door bronnen?

Gecombineerde blootstellingen: Wat is de relatieve bijdrage van wegverkeersgeluid en

luchtverontreiniging in de effecten op ziektelast en verhoogde sterfte rond wegen?

In 2013 is gewerkt aan:

A. geluid en effecten op de mens

Dit werk gebeurt voornamelijk in het kader van deelname aan Europese onderzoek op dit

gebied.

EU project QSIDE

Het project is succesvol afgesloten. Alle deliverables zijn beschikbaar op de website

www.qside.eu. Over de volgende onderwerpen zijn rapporten geschreven: ontwikkeling van

een geluidmodel voor afgeschermde locaties; ontwikkeling van een methode voor het

voorspellen van het effect van stille gevels op hinder door verkeersgeluid (gebaseerd op

locaties Amsterdam, Gent, Antwerpen, Gothenburg en Zweden) en demonstraties en

scenario’s, hierin wordt onder meer ingegaan op scenario’s voor omgevingsgeluid in het

licht van duurzame stedelijke ontwikkeling. De analyses zijn afzonderlijk wel gepubliceerd

in IJERP en op congressen.

Op de website www.qside.eu staan aanbevelingen voor geluidniveaus op stille gevels en in

stille gebieden. Op 24 april is een workshop voor Europese steden georganiseerd in Lyon,

net voorafgaand aan een vergadering van de WG Noise van Eurocities onder leiding van

Henk Wolfert. Ondanks deze combinatie van bijeenkomsten was de opkomst vrij laag. Wel

is een goede discussie gevoerd naar aanleiding van de presentatie van QSIDE resultaten,

alsmede twee gerelateerde Europese projecten (HARMONICA en HUSH). De financiële

afronding van het project heeft een aanzienlijke inspanning gekost, aangezien TNO als

coördinator van het project de financiële documenten van alle partners combineerde. De

resultaten van het project zijn uitgebreid verspreid onder belangstellenden door middel van

presentaties en publicaties in wetenschappelijke tijdschriften. Op het Nederlandse congres

‘Geluid, Trillingen en Luchtkwaliteit’ in november 2013 is een presentatie over het project

gegeven door TNO.

EU project CargoVibes

In 2012 zijn diverse bestaande internationale databases geprepareerd voor analyse en is

tevens een nieuw aanvullend onderzoek in Nederland en Polen geanalyseerd en

gerapporteerd. Op basis van deze gegevens is in 2013 een dosis-effect-relatie opgesteld voor

hinder door trillingen van railverkeer. De analyse en rapportage hiervan is begin 2013

voltooid en de resultaten zijn gepresenteerd op Internoise2013 in Innsbruck en in de

bijbehorende congrespaper. Daarnaast zijn de resultaten verwerkt in een ‘guidance

document’, opgesteld in samenwerking met andere partners, bedoeld voor de beoordeling

van trillingen en ‘structure-borne’ geluid (secundair geluid veroorzaakt door trillingen in het

gebouw) door vrachttreinen in de woonomgeving.

B. Sensornetwerken en modelgebaseerd meten.

Analysemodules en rekenmodellen

Om voor een groter gebied in de stedelijke omgeving de koppeling tussen meet- en

modelresultaten te maken, is in samenwerking met Urban Strategy een module ontwikkeld

om de modelgegevens uit te lezen en om tevens het model aan te passen als de

meetgegevens daartoe aanleiding geven. De module is ingezet en getest voor verkeersgeluid

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 15 / 63

in Vught.

In het najaar van 2013 zijn met het monitorsysteem in Vught grootschalige metingen van

verkeersgeluid en treingeluid uitgevoerd. De metingen zijn verricht langs het spoor en in

enkele drukke straten (zie ook C). Bij de analyse is ‘model based monitoring’ toegepast

waardoor op betrouwbare wijze ook het geluid kon worden bepaald voor locaties waar niet

was gemeten (variërend in tijd en frequentie). De resultaten van de analyse zijn ingevoerd in

een Urban Strategy model van Vught. Hiermee kunnen de actuele bronniveaus als functie

van de tijd worden gebruikt en realistische geluidniveaus in de stedelijke omgeving worden

bepaald. Een van de opvallende resultaten is dat het gemeten treingeluid aanzienlijk minder

is dan uit de standaard rekenmethode volgt. Vraagpunten die bij de analyse en

rekenmodellen zijn overgebleven, zullen in 2014 verder opgepakt worden.

In 2013 waren de Cnossos ontwikkelingen nog niet zover dat het opportuun was om daarvan

voor de analyse gebruik te maken.

Classificatie van gemeten geluid

De ontwikkeling van het automatisch herkennen van geluiden is in 2013 voortgezet. Er is in

eerste instantie voor gekozen om niet de database uit te breiden met nieuwe geluidbronnen,

maar om het classificatie-instrument real time te maken. Het uitbreiden van de database met

nieuwe bronnen is een activiteit die we zoveel mogelijk binnen commerciële opdrachten

gaan uitvoeren. Deze nieuwe technologie maakt het in de toekomst mogelijk om

geluidsbronnen in het verkeer te detecteren (“de flitspaal voor geluidsbronnen”).

Voor het real time classificeren is een module gemaakt die real time classificatie uitvoert

voor een beperkt aantal verkeersgeluidbronnen die al waren opgenomen in de database.

Deze module is geïmplementeerd op de geavanceerde draadloze meetposten. Het is hiermee

mogelijk gebleken om de classificatie direct op gemeten data en daardoor real time uit te

voeren. Het real time classificatie-instrument is ingezet tijdens de verkeersgeluidmetingen in

Vught (zie C.). De resultaten daarvan zullen begin 2014 worden geanalyseerd. In 2014

worden deze ontwikkelingen, die van groot belang zijn voor onbemande monitoring,

voortgezet.

C. Meten van lokale geluidhinder

Ontwikkeling van methodiek voor bepalen van lokale geluidhinder

In 2013 hebben we belangrijke vooruitgang geboekt op het terrein van ‘lokaal bepalen van

geluidhinder’. We hebben een praktijkproef uitgevoerd in Vught, in een buurt waarin

wegverkeersgeluid en railverkeersgeluid hinder veroorzaken bij de bewoners. De buurt staat

bekend als ‘De Oksel’ vanwege de ligging tussen rijksweg N65 en de spoorlijn

’s Hertogenbosch – Eindhoven.

Gedurende een week hebben we met een sensornetwerk geluidmetingen uitgevoerd op 35

posities in de buurt. Tegelijkertijd heeft een aantal bewoners hinder door het verkeersgeluid

bijgehouden in een ‘dagboek’. Daarnaast hebben bewoners vragenlijsten ingevuld over

geluidhinder, slaapverstoring, trillingen, en persoonlijke kenmerken, met als doel om meer

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 16 / 63

grip te krijgen op de lokale oorzaken van de

geluidhinder.

Er wordt momenteel gewerkt aan de

voltooiing van de analyse van de

praktijkproef. De voorlopige resultaten laten

zien dat het toepassen van onze methodiek

van ‘lokaal bepalen van geluidhinder’ leidt

tot een beter inzicht in de geluidproblemen

dan met standaard methoden mogelijk is, en

bovendien dat de effecten van

geluidreducerende maatregelen beter kunnen

worden voorspeld. De effecten worden niet

uitgedrukt in decibellen maar in reducties

van het aantal mensen met (ernstige)

geluidhinder.

Verder is de techniek van ‘model gebaseerde monitoring’ toegepast om geluidniveaus te

bepalen in het gehele onderzoeksgebied, inclusief de variatie van het geluidniveau met de

tijd. Met deze techniek kunnen parameters bepaald worden die de dynamiek van

verkeersgeluid representeren (bijvoorbeeld

geluidpieken), welke mogelijk naast het

gemiddelde geluidniveau als secundaire

parameters van invloed zijn op de

geluidhinder.

Bij de geluidmetingen in Vught zijn de geluidsignalen real-time zichtbaar gemaakt op een

website, en zijn ook soorten bronnen (claxon, scooter, auto, vrachtauto) geïdentificeerd in

het geluidsignaal. In 2014 zal het algoritme voor bronherkenning verder ontwikkeld worden

voor andere typen bronnen.

In 2014 zullen ook de resultaten gepresenteerd worden aan de gemeente Vught. Ook zal een

bijeenkomst worden gehouden met de bewoners die nieuwsgierig zijn naar de resultaten van

het onderzoek. De resultaten zullen ook elders gepresenteerd worden (congressen, andere

gemeentes), met het oog op mogelijkheden om de ontwikkelde methodiek toe te passen voor

marktpartijen.

Verkenning van de invloed van vegetatie en andere niet-akoestische factoren op

geluidhinder

Het primaire doel van dit initiatief is het organiseren van een klein symposium of workshop

om belanghebbenden in Nederland bij te praten over ontwikkelingen in ‘groene’

geluidmaatregelen en het mogelijk gunstige effect op de hinderbeleving in een groenere

omgeving. Met ‘groene’ geluidmaatregelen worden maatregelen zoals in het Europees

project HOSANNA bestudeerde maatregelen bedoeld, dus zowel het effect van ‘groen’ op

schermen / geluidswallen als aanpassingen van de bodem. Met belanghebbenden worden

Nederlandse geluidprobleemeigenaren zoals Rijkswaterstaat, provincies, gemeenten, Prorail,

gemeentelijke OV-bedrijven en probleemoplossers als schermenbouwers en

ingenieursbureaus bedoeld. Er is aansluiting gevonden bij het ingenieursbureau van de

gemeente Amsterdam (IBA), die een bamboegeluidscherm ontwikkelen en willen testen.

Verwacht wordt dat de hinderreductie groter is dan voorspeld op grond van decibelreductie

alleen. Daarnaast zijn er mogelijk effecten op de ervaren leefomgevingskwaliteit.

Mogelijkheden worden verkend om aan deze interventiestudie een belevingsonderzoek te

koppelen.

Illustratie van de geluidmeting gedurende een week in Vught met een

sensornetwerk van 35 microfoons.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 17 / 63

Mogelijk wordt een workshop rondom dit initiatief opgezet en worden belanghebbenden

rondom dergelijke groene maatregelen uitgenodigd om met elkaar en TNO te discussiëren.

De volgende voorbereidende activiteiten zijn uitgevoerd:

De HOSANNA disseminatieworkshop werd bezocht met het oog op het organiseren van een

eigen bijeenkomst. Student Guido Straathof van de Universiteit Twente

(Werktuigbouwkunde – akoestiek) is begeleid in de uitvoering van een opdracht die deze

werkzaamheden ondersteunt. Er is gekeken naar de optimalisatie van het invoegverlies van

aarden wallen binnen een ontwerpruimte waar met de geometrie van de wal, het bodemtype,

eventueel geluidverstrooiende ribbels en eventueel een topscherm gevarieerd wordt. In zijn

simulaties heeft hij met CFD het effect van wind meegenomen. De simulatieresultaten heeft

hij onderbouwd met schaalmodelexperimenten. Zijn werk laat zien dat er nog relatief

goedkope verbeteringen mogelijk zijn voor walontwerpers / probleemeigenaren door ribbels

te gebruiken, de geometrie van de wal voor wind te optimaliseren en liever een hogere wal

te construeren dan dezelfde hoogte met een topscherm te realiseren.

De CEAS (Council of European Aerospace Societies) aero-acoustics specialist’s committee

workshop is bezocht om de met de geluid verstrooiende ribbels behaalde resultaten bij

Schiphol onder de aandacht van de luchtvaartlawaaigemeenschap te brengen. Het verhaal is

positief ontvangen. Naar aanleiding van de bijeenkomst wordt insamenwerking met het

Zweedse defensie R&D instituut FOI, een case voor toepassing van onze ribbelmaatregel en

hinderonderzoek voor de luchthaven van Stockholm onderzocht.

D. EU onderzoek railverkeersgeluid (Acoutrain)

Binnen dit project is in 2013 de laatste hand gelegd aan het rapport over de meetmethode

voor het meten van “booggeluid” met gebruik van On-Board en Trackside metingen en aan

het rapport over het omzetten van type testing data op non-compliant TSI-spoor naar

compliant TSI-spoor.

Deze resultaten zijn gepresenteerd op de ‘International Workshop on Railway Noise’ in

Zweden in 2013, alsmede op de CEN plenaire bijeenkomst over toekomstige standaarden

voor spoorgeluid in de EU-regelgeving.

De door TNO ontwikkelde methoden zijn belangrijke resultaten van het Acoutrain project.

Nr. Geef lijst van rapporten, artikelen, congrespresentaties etc. NVT

1 QSIDE: Rapport over Action 2 van QSIDE: acoustic model 28 sep 2013

2 QSIDE: Rapport over Action 3 van QSIDE: human response model (intern consortium) 28 sep 2013

3 QSIDE: Rapport over Action 4 van QSIDE: demonstrations and scenarios 22 sep 2013

4 QSIDE: Recommendations for EU cities (website / document) 28 sep 2013

QSIDE: Rapport over Action 6 van QSIDE: workshop in Lyon on 24 April 2013 28 sep 2013

5 CargoVibes: Rapport met resultaten van analyse gecombineerde dataset 31 jan 2013

6 Conceptpublicatie “Hinderrelatie voor trillingen van vrachttreinen” juni 2013

7 Rapportage met beschrijving van de ontwikkelde software en de classificatie toolbox en database 2014

8 Presentaties en publicatie op diverse congressen zoals Internoise en ICSV Uitgevoerd

9 Presentatie aan ‘stakeholders’ van onderzochte lokale geluidprobleem 2014

10 Memo over de verkenning van akoestische en niet-akoestische factoren 2014

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 18 / 63

D. Kennisinvesteringsproject Externe veiligheid

Kennisslag

TNO maakt maatwerk mogelijk op het gebied van industrie en een veilige leefomgeving

door middel van state-of-the-art effectmodellen, QRA methoden en GIS-koppelingen.

In dit project zijn de volgende onderwerpen aan de orde:

A. Numerieke modellering en parametisering

Gebaseerd op de resultaten van 2012 worden de resterende parameters geïdentificeerd.

Opzetten van een matrix voor de noodzakelijke berekeningen; uitvoeren van de CFD

berekeningen.

Analyse van de CFD berekeningen met betrekking

tot vorm en verspreiding van zwaar gas.

De resultaten worden gebundeld in een

geparameteriseerd model dat beschikbaar gemaakt

kan worden in bijvoorbeeld EFFECTS.

De ontwikkelde kennis is toegepast in een generiek

onderzoek naar High performance geluidsschermen.

Voor de belangrijkste parameters zijn CFD

berekeningen uitgevoerd, er zijn vormfuncties

(correctiefactoren) gegenereerd voor aanpassing van

de resultaten van het zwaar gasmodel in EFFECTS.

Integreren in het model bleek lastig, als

postprocessing stap wel uitvoerbaar. Klaar voor implementatie van resultaten van eenvoudig

windscherm met een hoogte van 4 meter.

Berekende resultaten zijn voor een fictieve case

in het centrum van Tilburg vergeleken met

windtunnelexperimenten.

Verder zijn twee geavanceerdere varianten van

geluidschermen doorgerekend, met nog een windscherm met vortex generator op de

wensenlijst voor vervolgonderzoek.

B. EU project METALert

In dit project wordt samengewerkt met de

Vlaamse Instelling voor Technologische

Onderzoek (VITO), en verschillende Chinese

partijen: the Chinese Academy for Environmental

Planning (CAEP), Chenzhou Provincial

Enviromental Science Institute (CPESI) en nog

negen partners uit China.

* De startbijeenkomst werd gehouden in China.

Hierbij is kennis gemaakt met de verschillende

project partners en stakeholders. Ook zijn er

enkele bezoeken gebracht aan bedrijven/sites die

relevant zijn voor het project en mogelijk pilot

sites zullen zijn.

* Het inventariseren en beschrijven van de Europese wetgeving is begonnen.

* Het ERS instrument zal zich richten op vijf sleutelindustrieën ( leerlooierijen, lood-accu

productie, non-ferrous mining, non-ferrous smelting, chemische industrie). Voor elke

industrie wordt een database samengesteld waarin scenario’s en brontermen staan voor het

vrijkomen van zware metalen. Een industrie (leerlooierijen) is grotendeels uitgewerkt.

Windtunnel experimenten voor Tilburg (zwaar gas en neutraal

gas), ook met eenvoudig windscherm

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 19 / 63

C. Effect – gevolg modellering

Er is op basis van een inventarisatie van beschikbare rekenmethodieken een

pluimstijgingsmodel ontwikkeld dat specifiek geschikt is voor “thermische effecten”. Dit

model wordt momenteel gevalideerd en geverifieerd met onder andere Pluim-Plus

berekeningen. Het gebruik van dynamische meteorologie is voorlopig komen te vervallen

omdat de benodigde koppeling van meteogegevens budgettair niet haalbaar bleek. Teneinde

de eventueel toxische werking van rookgassen te kunnen modelleren, moet dit model nog

wel uitgebreid worden met het (reeds beschikbare) model voor “toxische

verbrandingsproducten“ om het rookgasmengsel te berekenen. Daartoe zal in het komend

jaar onder andere een mengseldefinitie toegevoegd worden aan EFFECTS.

Het zwaargas model is volledig vertaald tot een interne rekenprocedure waardoor geen

ondersteuning van de oorspronkelijke ontwikkelaar meer noodzakelijk is. De “oude” en

“nieuwe” code zijn gevalideerd en blijken volledig identiek, hetgeen van groot belang is in

verband met de acceptatie van de resultaten, en omdat daarmee ook aan de verificatie testen

wordt voldaan.

Ten behoeve van de visualisatie van interventiegebieden is de database uitgebreid met

opslag van zogenaamde “interventiewaarden” van gevaarlijke stoffen. Deze

drempelwaarden worden tevens toegevoegd aan de presentatiemogelijkheden van de

“concentratiecontouren” waardoor, naast berekeningen van letaliteit en gewonden ook

interventiecontouren (alarmeringsgebied, ontruimingsgebied) worden gepresenteerd. In het

komend jaar wordt nog verder aandacht besteed aan de visualisatie van deze resultaten

omdat de hoeveelheid informatie die nu uit de modellen komt nogal overweldigend is.

D. Zelfredzaamheid en letselmodellering

De letselmodellen in SeReMo voor triageklassen voor blootstelling aan warmtestraling zijn

uitgebreid. Er is gebruik gemaakt van wetenschappelijke literatuur en raadpleging van een

deskundige op het gebied van triagering (arts). De ontwikkelde methode is gebaseerd op het

beschermende effect van kleding als functie van materiaaldikte en percentage beschermd

lichaamsoppervlak. De methode is uitgewerkt en getoetst aan de hand van een

rekenvoorbeeld van een benzineplasbrand. Onderstaande tabel toont de verkregen indeling

van triageklassen voor verschillende graad verbranding, onderverdeeld naar zomer en

winter:

periode Zomer Winter

% onbeschermd

lichaamsoppervlak

35-60% 10-15%

Aard van verbranding Triageklasse

Vlamvattende kleren Overleden overleden

3e graad brandwonden T1 T2

2e graad brandwonden T1 T2

1e graad brandwonden T3 T3

Met behulp van de ontwikkelde methode kan het aantal

slachtoffers voor bijvoorbeeld een benzineplasbrand

worden berekend, die optreedt ten gevolge van het

instantaan falen van een tankauto (zie figuur):

Vanuit het kennisinvesteringsproject zijn noodzakelijke

strategische werkzaamheden uitgevoerd die

voortkwamen uit lopende projecten met SeReMo: ‘Kijk

uit op de Westerschelde’ en ‘Kwantificering van de

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 20 / 63

effectiviteit van Maatregelen’. SeReMo is onder meer uitgebreid met de

modelfunctionaliteiten ‘dwars op de wind vluchten’ en ‘hardlopen’. Bovendien zijn er

technische aanpassingen gedaan om de gridresolutie te vergroten voor een hogere

nauwkeurigheid van de berekeningen. Deze aanpassingen waren nodig, omdat berekeningen

voor gewonden een groter gebied bestrijken dan berekeningen voor letaal letsel. Daarnaast

is een prototype ontwikkeld van een gebouwevacuatiemodel, dat in de toekomst gekoppeld

kan worden aan SeReMo.

Een voorbeeld van toepassing van het SeReMo model voor het bepalen van de effectiviteit

van verschillende handelingsperspectieven in geval van een toxische ammoniakwolk is

gegeven in onderstaande figuur [Trijssenaar, Raben & Heidebrink, Kijk uit op de

Westerschelde- slachtofferberekeningen, concept TNO-rapport, 2013]. De figuur toont de

resultaten voor de letselconsequenties per handelingsperspectief voor een locatie in

Vlissingen. De resultaten zijn voor een korte reactietijd, waarbij mensen 10 seconden na het

zien van de botsing handelen. Indien men blijft staan

is het letsel 90% letaal en 10% triageklasse 1.

Schuilen levert lichter letsel op, namelijk circa 20%

letaal letsel, 75% triageklasse 1 en 5% triageklasse 2

letsel. Een beter handelingsperspectief dan ‘schuilen’

en ‘blijven’ is dwars op de wind vluchten. Als men dit

- dwars op de wind vluchten - wandelend doet, dan

loopt men hooguit triageklasse 2 letsel op, als men dit

hardlopend doet, loopt men geen letsel op, doordat

men het bedreigde gebied verlaten heeft, voordat de wolk arriveert. Hieruit kan worden

afgeleid wat voor dit scenario – het vrijkomen van een toxische ammoniak wolk- en voor

deze situatie – reageren direct na het zien van de botsing - het beste handelingsperspectief is

voor de burger. Het beste handelingsperspectief is hier dus: dwars op de wind vluchten, bij

voorkeur hardlopend.

Publicaties (rapporten, boeken, artikelen, voordrachten, websites e.d. ) genoteerd volgens

standaard.

Numerieke modellering en parameterisering ▬ Abma D., Parameterization of dense gas dispersion in the presence of straight barriers aimed at

expanding the capabilities of the SLAB model. Part II, februari 2013.

▬ Hulsbosch-Dam C., Rosmuller N., Pilotstudie CFD voor de spoorzone Tilburg, TNO rapport,

TNO060-UT-2013-00298, 2013.

▬ Hulsbosch-Dam C., Mack A., van Ratingen S., Rosmuller N., Trijssenaar I., H15-42: CFD

Analysis for risk analysis in urban environments- Tilburg city case study, pp. 747-751, paper and

presentation, 15th conference on Harmonisation within Atmospheric Dispersion Modelling for

Regulatory Purposes, Madrid, Spain, 6-9 May 2013.

▬ Mack A., Spruijt M.P.N., Validation of OpenFoam for heavy gas dispersion application, Journal

of Hazardous Materials, 262 (2013), pp504-516, 2013.

▬ Mack, A., Spruijt, M.P.N, CFD dispersion investigation of CO2 worst case scenarios including

terrain and release effects, Energy Procedia, accepted for publication, 2013

Effect- en gevolgmodellering ▬ C. Hulsbosch, TNO Rapport “Testing of TNO Dense Gas Model”, 27 juni 2013.

▬ H. Boot, R. Sterkenburg, Notitie “Overview Plume Rise models”, 13 aug 2013

▬ H. Boot, ”Quantifying Safety with a QRA: “To agree on the result, the method should be explicit”,

Paper and presentation op Loss Prevention 2013, Florence, Italy

▬ H. Boot, “The use of Risk Criteria in comparing transport modalities”, Paper and presentation op

Loss prevention 2013, Florence, Italy.

▬ I.J.M. Trijssenaar-Buhre, H. Boot, A. Mack, J. Tomas, “The discretized radiation Method, a

method to perform heat radiation calculations for arbitrary shaped flame geometries”, Paper and

presentation at Interflam 2013, Londen.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 21 / 63

Zelfredzaamheid en letselmodellering

▬ Trijssenaar, I.J.M, Self Rescue Model development and application of a triage injury model and

self rescue model, presentatie op ESREL conferentie 1 oktober 2013.

▬ Trijssenaar, I.J.M., M.J. van der Horst, M.Simons, R.P. Sterkenburg, Self Rescue Model- SeReMo-

a model to determine the effects of human behaviour and safety measures on the consequences of a

hazardous material release, development of the new triage injury model and self-rescue for fire

and explosion accidents, Safety, Reliability and Risk Analysis: Beyond the Horizon –Steenbergen

et al. (Eds), ISBN 978-1-138-00123-7, 2014.

Reinders J., Trijssenaar, I., Van letselmodellering naar triageklassen, concept TNO-rapport, 2013.

2.2.5 Nieuwe Stoffen/Chemical compounds

Om tot een gezondere en duurzame leefomgeving te komen, is het essentieel om op een

effectieve wijze nieuwe en opkomende potentiële milieugevaarlijke stoffen te kunnen

signaleren en in kaart te brengen. Inzicht in emissies, verspreiding en risico’s van deze

stoffen tijdens de gehele levenscyclus is daarbij cruciaal voor het beheersen van risico’s en

het bieden van oplossingen. Dit vraagt om innovatieve meetmethoden en sensoren, die

eenvoudig en goedkoop ingezet kunnen worden voor monitoring en meetnetten.

Om in deze behoefte te kunnen voorzien, ligt de focus binnen deze onderzoekslijn bij het

ontwikkelen en inzetten van slimme meetmethoden en sensor(netwerken) voor monitoring

risicostoffen in de leefomgeving. Het onderzoek richt zich vooral op de meest relevante

risicostoffen. De kennisontwikkeling is in 2013 ingezet op de onderstaande twee

kennisontwikkelingslijnen met voor elke lijn een aantal uitgewerkte doelstellingen.

Opkomende risicostoffen (emerging compounds)

Emissie en verspreiding NPs

In het kader van NanoNextNl is een inventarisatie uitgevoerd naar emissie van NPs

vanuit motorolie, remschijven, katalysatoren en autobanden. Een selectie van

relevante MNPs (manufactured NPs) is gemaakt en op basis van deze

literatuurgegevens zijn schattingen gemaakt van uitlaat -en slijtageemissies van

NPs door wegverkeer.

In navolging op de meetcampagne in Rotterdam is in januari en februari 2013 een

uitgebreide meetcampagne uitgevoerd in Cabauw. De volgende metingen zijn

uitgevoerd: PM10, PM2.5, CPC, SMPS, impactoren, EC/OC, ICP-MS, SEM-EDX.

Alle analyses zijn inmiddels uitgevoerd. Daarnaast is halverwege 2013 begonnen

met de voorbereidingen op de meetcampagne in de Maastunnel. Deze

meetcampagne zal in januari 2014 van start gaan.

Diverse meetmethoden zijn ontwikkeld voor tracers in autobanden, onder andere

pyrolysemarkers (onder andere styreen, 4VCH en butadieen), benzothiazolen,

organisch zink. Daarnaast zijn 30 autobanden volledig gekarakteriseerd op NPs,

tracers, metalen en EC/OC. Deze informatie wordt gebruikt om emissiefactoren af

te leiden voor de slijtage van autobanden en de emissie van NPs van autobanden in

kaart te brengen. Eind 2013 is begonnen met een vergelijkbare actie voor

motorolieen.

Simulatie van autobandslijtage experimenten zijn uitgevoerd bij Vredestein.

Analyses zijn reeds uitgevoerd, maar dataverwerking zal begin 2014 uitgevoerd

worden.

In samenwerking met RAPID, RIKILT, WUR en Alterra is meegewerkt aan

diverse publicaties op gebied van blootstelling, opnameprocessen en gedrag van

NPs met behulp van SEM-EDX. Een artikel is in 2013 gepubliceerd en drie

artikelen zijn in 2013 ingediend.

Door de capaciteitsdruk van de huidige FEG-SEM-EDX en de ontwikkeling op

gebied van SEM-detectoren (in lens detectoren die het mogelijk maken om

individuele carbon nanotubes te zien) is een traject gestart voor de aanschaf van

een nieuwe FEG-SEM-EDX. Door de steeds complexere wordende vraagstelling

van klanten is een dergelijke nieuwe FEG-SEM noodzakelijk en het is van belang

dat deze er in 2014 komt gezien de nieuwe EU-projecten.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 22 / 63

Risico’s door nieuwe en hergebruikte materialen (SVOCs en MMFs)

Recent is gebleken dat uit herbariumcollecties kwik emitteren. Op basis van

experimenteel onderzoek, waarbij gebruik gemaakt werd van een speciale

emissiekamer, is de kwikemissie uit herbariummaterialen onderzocht waarbij het

ventilatievoud per meetpunt varieerde. Uit dit onderzoek is geconcludeerd dat de

kwikemissie volgens de Hoetjer-Berge-Fujii relatie is, dat wil zeggen dat de

reciproque concentratie evenredig is met het ventilatievoud gedeeld door het

emitterend oppervlak. Dit betekent dat modellering kan worden uitgevoerd bij

toepassing van herbariummaterialen in bijvoorbeeld opslag en raadpleging.

Aanbevolen wordt om te investeren in een gecontroleerde emissieopstelling,

waarmee (bouw)materialen op afgifte kunnen worden geëvalueerd.

Gegevens over het voorkomen van semi-vluchtige organische stoffen (onder andere

weekmakers, biociden, brandvertragers, ‘plastic stabilizers’ en organofosfaten) in

Nederlandse woningen zijn niet of beperkt beschikbaar. Doordat deze niet

beschikbaar zijn, zijn noch grenswaarden noch gezondheidskundige advieswaarden

opgenomen. Van drie verschillende huisstoffen of stofgroepen, waarvan

monsternames werden afgenomen, in zes verschillende huizen, waarbij gelet werd

op verschillen als bouwjaar, meubels, ventilatie en type stofzuiger, werden analyses

verricht op: OPE’s; Ftalaten en PBDE’s. Tevens werd ‘huisstof’ verzameld bij een

consumentenelektronicawinkel. Voor de drie componentgroepen werd een

analyseprocedure ontwikkeld inclusief opwerking van het huisstof. Ftalaten zijn

duidelijk aanwezig in huisstof, de massa totaal ftalaat varieert per

woning/monsterlocatie van 0,25 – 0,85 mg ftalaat per gram huisstof. Opvallend is

dat de concentratie ftalaten in de consumentenelektronicawinkel vele malen hoger

ligt: 15 mg/g. Arylfosfaten werden in elk monster huisstof teruggevonden. De

massa totaal arylfosfaat varieert per woning/monsterlocatie van 0,06 – 0,22 mg

arylfosfaten per gram huisstof. De concentratie arylfosfaten in de consumenten-

elektronicawinkel bleek in een gelijke ‘range’ aanwezig te zijn: 0,11 mg/g. Op dit

moment worden nadere interpretaties uitgevoerd, gericht op type SVOC en

monsternamelocatie. Gelet op de aanwezigheid van de variëteit aan SVOC’s in

huisstof kan al worden gesteld dat er een discussie moet komen gericht op de

gezondheid en gebruik van SVOC- houdende materialen. Ook zullen verdere

studies, specifiek gericht op SVOC- emissie uit materialen meer inzicht moeten

geven in de ontwikkeling van SVOC’s in woningen en elektronicabedrijven

(consumentenelektronica).

TNO heeft als voorzitter en secretaris van de ISO asbestwerkgroepen

TC146/SC3/WG1 en TC146/SC6/WG4 vergaderingen geleid en heeft

deelgenomen aan de Duitse VDI Arbeitsgruppe met betrekking tot asbest. TNO

heeft in NEN verband aanpassingen gerealiseerd aan diverse NEN normen: NEN

2990, NEN 2939, NEN 5707, NEN 5897, NEN 5898 en NEN 2991.

TNO heeft als voorzitter van de subcommissie Werkplek en Buitenlucht een

tweetal commissievergaderingen geleid. In deze vergaderingen zijn trajecten

begeleid ten aanzien van elementair koolstof als marker voor

dieseluitlaatgasemissies op de werkplek versus de ontwikkelingen die op

buitenluchtniveau spelen rondom dieselroet en classificatie hiervan in IARC klasse

1.

TNO heeft de Europese validatiestudie met betrekking tot EC/ binnen CEN TC264

"Air quality" WG35 “EC/OC in PM” voorbereid. TNO gaat in 2014 deelnemen in

deze Europese validatie studie in samenwerking met andere Europese instituten:

IDAEA-CSIC, GGD Amsterdam, IUTA, JRC, UBA, NPL. TNO gaat naast deze

ECOC metingen ook een bemonsteringcampagne in Cabauw organiseren.

TNO is als Nederlandse afgevaardigde betrokken binnen CEN TC264 werkgroep

35 bij de ontwikkeling van een EU methode voor anionen en kationen in PM2,5.

TNO heeft als werkgroeplid van ISO TC146 Flame retardants een bijdrage

geleverd aan de ontwikkeling van een ISO norm voor Organophosphate esters in

indoor air.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 23 / 63

Nieuwe meetmethoden en sensornetwerken

Ontwikkeling biologische effectmeting

Binnen het BSIK project DEAP (Ontwikkeling biologische effectmeting) wordt

onderzoek gedaan naar het effect van dieselemissies op bronchiaal epitheelcellen

van COPD en astmapatiënten door middel van een celblootstellingsysteem. Sinds

begin 2012 is er een promovendus op dit project gestart, die is aangesteld bij het

Leids Universitair Medisch Centrum. Op de locatie Zeist worden de experimenten

uitgevoerd door middel van een dieselgenerator waarvan de uitlaatemissies naar het

celsysteem worden geleid. Doordat er gewerkt wordt met vier verschillende units

kunnen we in een enkelvoudige blootstelling een dosis-respons onderzoek van het

3D-celsysteem (gedifferentieerde bronchiaal epitheelcellen afkomstig van patiënten

van het LUMC). Onderzoek naar verschillende blootstellingduur laat zien dat drie

uur (ten opzichte van een en zes uur) blootstelling op genexpressieniveau een

verhoging geeft van oxidatieve stress (HO-1) en inflammatie respons (IL-8).

Opmerkelijk is ook een activatie van ER stress response (GADD34) op dit tijdstip.

De invloed van ‘post-exposure’ tijdstip wordt momenteel onderzocht (zes uur

versus 24 uur analyse na afloop van de blootstelling).

Om de ontwikkeling op biologische effectmetingen ook internationaal te kunnen

harmoniseren, is er in september 2103 een Europees COST voorstel ingediend. Dit

voorstel IN2SA: IN vitro INhalation model for human Safety Assessment heeft als

doel om in vitro inhalatieblootstellingen en effectbepalingen te valideren voor

wettelijke doeleinden en is een internationale coördinatie-actie.

De studie die is uitgevoerd met het celblootstellingsysteem aan dieselverbranding

te Helmond is geaccepteerd voor publicatie in Toxicology in vitro.

Naar aanleiding van een contact met Ian Gilmour op de SOT conferentie 2012 is er

een samenwerking gestart met de EPA. In deze samenwerking zijn er nitro- oxy-

PAH en PAH-analyses uitgevoerd op emissie-extracten van diesel- en

biodieselverbranding. Dit om specifiek de mutageniteit van de monsters te kunnen

correleren met de chemische samenstelling. Een eerste artikel hiervan is

gepubliceerd in Environmental and Molecular Mutagenisis.

WP 2.2 Ontwikkeling passieve technieken en sensor(netwerken) voor milieutoepassingen

In 2012 is de “proof of principle” aangetoond dat passieve sampling met behulp

van silicone rubbers toegepast kan worden om concentraties aan SVOCs in lucht te

bepalen. In 2013 is een laboratoriumopstelling gebouwd waarmee op basis van

langsstromende lucht relevante parameters zijn bepaald voor een aantal stoffen en

stofgroepen: PCBs, PAK, ftalaten en organofosfaten. Deze parameters zijn

essentieel om de concentratie in lucht te kunnen bepalen. Het gaat om verdeling

van coëfficiënten van de silicone rubbers en van de doelstoffen, diffussie

coëfficiënten in het materiaal en opnamesnelheden/curves onder verschillende

omstandigheden. In 2014 zullen de laboratoriummetingen worden voortgezet en zal

er een praktijkvalidatie worden uitgevoerd in de Maastunnel aangezien daar bekend

is dat er verhoogde concentraties aan PAK en PCBs aanwezig zijn.

Er is een assessment gemaakt van cases waar de inzet van sensoren van direct

belang kan zijn: vliegtuigcabines (OPEs), transportcontainers (BTEX),

verkeersmanagement (NO/NO2, deeltjes), lucht/waterkwaliteitsmeetnetwerken,

industriële emissies (onder andere geuroverlast), PUR-isolatie (isocyanaten),

recycling spaarlampen (Hg). Op basis hiervan is een aantal projecten gestart

waarbij gezocht is/wordt naar bestaande sensoren en/of beschikbare technologie

waaruit dergelijke sensoren ontwikkeld zouden kunnen worden. Met name is

gekeken naar:

- Een sensor om isocyanaten in de binnenlucht te kunnen meten tijdens en

na het aanbrengen van PUR-schuim voor isolatiedoeleinden.

Veelbelovend lijkt hier het gebruik van een photoacoustic spectroscopy

(PAS) technologie. Om de benodigde detectiegrenzen (ppb niveau) met

‘real time’ metingen te halen, is nog wel verdere aanpassing nodig.

- Om NO/NO2 real time goed te kunnen meten, is gewerkt aan selectieve

coatings om NO/NO2 te kunnen complexeren op polymere coatings,

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 24 / 63

waarvan de fysische veranderingen dan weer door middel van photonische

sensoren dan wel micro mechanische chips gemeten kunnen worden.

Eerste experimenten met een gespincoate dunne laag van een mengsel van

Zn-tetraphenylporphyrine, PVC en een weekmaker (dioctylsebaate) laten

zien dat als 5 ppm NO2 in N2 over de coating worden geleid, dat met

behulp van UV een duidelijke verandering in absorptieprofielen waar te

nemen is. De gemeten responstijd is echte nog te lang. (24 uur). Voor de

desorptiefase ( herstel van de sensor) is dit nog langer.

In december 2013 is een aantal andere kandidaat-responsieve materialen

onderzocht of deze een snellere kinetiek vertonen.

- Voor de ontwikkeling van autonome sensornetwerken voor water wordt

gewerkt aan de ontwikkeling van een ‘waterchip’ (mede gefinancierd

vanuit een STW-project). Integrated photonics sensor for on-line

fingerprinting of water “. Hierbij zal een geïntegreerd platform voor

waterkwaliteitmonitoring worden ontwikkeld om ‘events’ in water te

kunnen meten/monitoren. Het platform bestaat uit een pH-sensor

ontwikkeld door TNO Delft (een generieke refractive index sensor om

‘events’ in water te kunnen meten (Eventlab, Optisense), een

temperatuursensor en een geïntegreerde ‘surface enhanced raman

spectroscopie (SERS)’ module. Dit betreft een samenwerking tussen

Optisense, Hatenboer-Water, TNO, WLN, Vitens, PWN en Oasen.

- Een consortium bestaande uit VSL, DCMR, Akzo, IMC, Vopak, Dow,

ministerie van Infrastuctuur en Milieu en TNO wordt momenteel opgezet

om de inzetbaarheid van sensoren voor emissiemetingen te exploreren.

Netwerken van specifieke en minder specifieke sensoren (e-noses) zouden

hiervoor geschikt kunnen zijn. Als specifieke sensor is interesse in een

benzeensensor op basis van SPE-NIR.

- Er wordt onderzocht of een doorontwikkeling van iSPEX voor metingen

van fijnstof/nanodeeltjes haalbaar is, zonder afhankelijk te zijn van direct

zonlicht. iSPEX is ontwikkeld in Twente als iphone app/sensor om fijnstof

in de lucht te kunnen meten. (de SPEX-technologie heeft z’n oorsprong

binnen TNO). Gesprekken zijn gaande met Universiteit Utrecht (Keller),

Universiteit Leiden (Snik), TNO Space en TNO Delft (optica). Interesse

in dit onderwerp is er vanuit verschillende thema’s; Urbane

Leefomgeving, Defensie en Sociale Zaken (work/employment).

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 25 / 63

Publiciteit:

Publicaties (rapporten, boeken, artikelen, voordrachten, websites e.d. ) genoteerd volgens standaard.

C. Bekker, B. van Duuren-Stuurman, D.H. Brouwer, I.L. Tuinman, P.C. Tromp, and W.

Fransman; Airborne manufactured nano-objects released from commercially available spray

products: temporal and spatial influences. Journal Of Exposure Science And Environmental

Epidemiology; 2014 Jan;24(1):74-81. doi: 10.1038/jes.2013.36

Peter C. Tromp, Joris Beuse, José H. Jacobs, Ingeborg M. Kooter, Guglielmina Fantuzzi

and Dick Heederik; New insight in airborne levels of chloramines in indoor swimming pools:

comparison of off-line analytical methods with on-site SIFT-MS; Submitted to Atmospheric

Environment

Van der Ploeg, Merel; Handy, Richard; Waalewijn-Kool, Pauline; Van den Berg, Hans;

Herrera Rivera, Zahira; Bovenschen, Jan; Molleman, Bastiaan; Baveco, Hans; Tromp,

Peter; Peters, Ruud; Koopmans, Gerwin; Rietjens, Ivonne; Van den Brink; Effects of silver

nanoparticles (NM-300K) on Lumbricus rubellus earthworms and particle characterisation in

relevant test matrices, including soil; Submitted to Environmental Toxicology and

Chemistry.

Meike van der Zande, Rob J. Vandebriel, Maria J. Groot, Evelien Kramer, Zahira Herrera

Rivera, Kirsten Rasmussen, Jan S. Ossenkoppele, Peter Tromp, Eric R. Gremmer, Ruud J.

B. Peters, Peter J. Hendriksen, Hans J.P. Marvin, Ad A.C.M. Peijnenburg, and Hans

Bouwmeester; Sub-chronic toxicity study in rats orally exposed to nanostructured silica;

Submitted to ACS NANO.

Ruud R Peters, G. van Bemmel, H. Helsper, Agnes G AG Oomen, Zahira E Herrera ZE

Rivera, Peter C Tromp, Anton A Rietveld, , Stefan S Weigel, Hans H Bouwmeester;

Characterisation of titanium dioxide nanoparticles in food products: Analytical methods to

define nanoparticles; Submitted to Nanoscale

Presentatie: Longdagen 2013 “A new in vitro model of diesel exposure for human bronchial

epithelial cells.” Maria C. Zarcone, Evert Duistermaat, Gimano D. Amatngalim, Pieter S.

Hiemstra and Ingeborg Kooter.

Presentatie: ERS conference 7-11 Sept 2013 Barcelona “Development of an in vitro diesel

exposure model for human bronchial epithelial cells”, Maria C. Zarcone, Evert Duistermaat,

Gimano D. Amatngalim, Pieter S. Hiemstra and Ingeborg Kooter.

Kooter IM, Alblas M, Jedynska AD, Steenhof M, Houtzager MM, Ras MV; Alveolar

epithelial cells (A549) exposed at the air-liquid interface to diesel exhaust: First study in

TNO's powertrain test center; Toxicol In Vitro. 2013 Oct 23

Mutlu E, Warren SH, Matthews PP, King C, Linak WP, Kooter IM, Schmid JE, Ross JA,

Gilmour MI, Demarini DM; Bioassay-directed fractionation and sub-fractionation for

mutagenicity and chemical analysis of diesel exhaust particles; Environ Mol Mutagen. 2013

Sep 16

Presentatie ISEE 2013 “CONCENTRATIONS AND DEVELOPMENT OF LAND USE

REGRESSION MODELS FOR SPECIFIC ORGANIC COMPONENTS IN 10

EUROPEAN LOCATIONS OF THE ESCAPE STUDY”, Aleksandra Jedynska, Gerard

Hoek, Rob Beelen, Meng Wang, Josef Cyrys, Christian Madsen, Mark Nieuwenhuijsen,

Kees de Hoogh Bert Brunekreef, Ingeborg Kooter.

Poster presentatie ISEE 2013 “OXIDATIVE POTENTIAL IN 10 EUROPEAN AREAS OF

THE ESCAPE STUDY: SPATIAL VARIATION AND LAND USE REGRESSION

MODELS”, Aleksandra Jedynska, Gerard Hoek, Rob Beelen, Klea Katsouyanni, Giulia

Cesaroni, Helgah Makarem, Kirsten T. Eriksen, Timo Lanki, Christophe Declercq, Bert

Brunekreef, Ingeborg Kooter

Jedynska et al, Spatial variations of PAH, hopanes/steranes and EC/OC concentrations

within and between European study areas. Accepted in Atmospheric Environment

Jedynska et al., Levoglucosan: Spatial variations concentrations within and between

European study areas and development of land use regression models. Submitted to

Atmospheric Environment

Aileen Yang, Aleksandra Jedynska, Bryan Hellack, Ingeborg Kooter, Gerard Hoek Bert

Brunekreef, Thomas AJ. Kuhlbusch, Flemming R. Cassee, Nicole AH. Janssen,

Measurement of the oxidative potential of PM2.5 and its constituents: The effect of

extraction solvent and filter type. Accepted in Atmospheric Environment

J. Moldanova, E. Fridell, H. Winnes, S. Holmin-Fridell, J. Boman, A. Jedynska, V.

Tishkova, B. Demirdjian, S. Joulie, H. Bladt, N. P. Ivleva, R. Niessner , Physical and

chemical characterisation of PM emissions from two ships operating in European Emission

Control Areas. Accepted in Atmospheric Measurement Techniques.

M.P. Keuken, P. Zandveld , S. Jonkers, M. Moerman, A.D. Jedynska, R. Verbeek, A.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 26 / 63

Visschedijk, S. Elshout van den, P. Panteliadis, G.J.M. Velders, Modelling elemental carbon

at regional, urban and traffic locations in The Netherlands, Accepted in Atmosperic

Environment

María Cruz Minguillón, Marta Cirach, Gerard Hoek, Bert Brunekreef, Ming Tsai, Kees de

Hoogh, Aleksandra Jedynska, Mark Nieuwenhuijsen, Xavier Querol, Spatial variability of

trace elements and sources for improved exposure assessment in Barcelona. Submitted in

Atmospheric Environment.

Havermans, J.B.G.A., M.J.H. Houtzager and P. Jacobs, incident response monitoring

technologies for aircraft cabin, submitted and accepted by ASHRAE Transactions,

November 2013

Havermans, J.B.G.A., M.J.H. Houtzager, SPF crawl space insulation: Impact on indoor

air quality. Presentation given at 11th international event on Emission and odors from

materials. Certech, Brussels, October 17-18, 2013

S. Ates, Binnenlucht, inventarisatie van semi vluchtige en vluchtige componenten in het

binnenmilieu. Stageverslag Hogeschool Utrecht FNT.

2.3 Deelprogramma Stad en Klimaat (Duurzame Stad)

2.3.1 Inleiding deelprogramma

In dit deelprogramma wordt onderscheid gemaakt in drie onderzoekslijnen:

1. Emissiemanagement en klimaatmitigatie

2. Interactie klimaat en luchtkwaliteit

3. Stedelijk metabolisme: Duurzame ketens en kringloopsluiting in de gebouwde

omgeving

Het overgrote deel van de antropogene CO2-emissies hangt samen met activiteiten in het

stedelijk gebied. De beoogde emissiereducties in broeikasgassen en andere

luchtverontreinigende stoffen moeten in belangrijke mate daar hun beslag krijgen. Hoe

geven we belanghebbenden een goed inzicht in de bronnen en gevolgen van deze emissies

voor de luchtkwaliteit en het klimaat? Hoe ontwikkelt de luchtkwaliteit zich op continentale

en regionale schaal en wat is de interactie tussen klimaatverandering en luchtkwaliteit?

Welke technologische innovaties en handelsmechanismen kunnen ingezet worden om

reducties zo efficiënt mogelijk te bereiken, rekening houdend met economische en

maatschappelijke randvoorwaarden.

Schaarste aan grondstoffen en de noodzaak om afvalstromen te reduceren, stellen overheid

en bedrijven voor vragen op het gebied van duurzame productie en hergebruik. Innovaties

die leiden tot een duurzamere productie kunnen leiden tot een beslissend economisch

voordeel voor het bedrijfsleven en stedelijke regio’s. Welke innovaties kunnen ingezet

worden voor het sluiten van de materialen- en waterkringloop in het stedelijk gebied? Hoe

kan de mate van verduurzaming van deze kringlopen beoordeeld worden?

Het Deelprogramma Duurzame Stad richt zich op het ontwikkelen van kennis en

instrumenten die nodig zijn om om te gaan met de gevolgen van een veranderend klimaat in

het stedelijk gebied en die beantwoorden aan de noodzaak om de uitstoot van ongewenste

stoffen naar lucht en water te beperken en hergebruik van afval en water mogelijk maken.

TNO ontwikkelt kennis en technologie voor lokale, nationale en Europese overheden en

voor het bedrijfsleven. Daarbij kan TNO laten zien wat de effecten zijn van technische en

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 27 / 63

andere maatregelen en systemen in termen van emissies en milieukwaliteit. Dit alles gericht

op stedelijk gebied op de schaal van wijken tot groot stedelijk gebied, zowel nationaal als

internationaal.

In 2013 is het onderzoek verder gebundeld om tot sterke onderzoekslijnen te komen:

Emissiemanagement en klimaatmitigatie

De onderzoekslijn richt zich op het verkennen van de potenties en effecten van reductie

van de uitstoot van broeikasgassen en luchtverontreinigende stoffen, rekening houdend

met huidige en innovatieve technologieën en verschillende scenario’s voor (sectorale)

ontwikkeling. Uiteraard bieden deze assessments de link met luchtverontreinigende

emissies en regionale luchtkwaliteit. De ontwikkelde kennis staat ten dienste van de

uitvoering van nationaal beleid en de ondersteuning van de Europese regelgeving in het

Climate and Energy Package.

• Interactie klimaat en luchtkwaliteit

Op de regionale schaal zijn klimaatverandering en luchtkwaliteit nauw verbonden.

Weliswaar zijn de broeikasgassen (CO2, CH4 en N2O) de voornaamste oorzaak van

opwarming maar de onzekerheid over het regionale klimaat wordt sterk bepaald door de

rol van aerosolen. Het is dan ook van belang meer inzicht te verkrijgen in de bijdrage van

aerosolen aan de klimaatverandering op mondiale en vooral ook op regionale schaal. Aan

de andere kant zullen de met klimaat geassocieerde veranderingen in weerspatronen de

luchtkwaliteit voor- of nadelig beïnvloeden. Naast aerosolen zijn belangrijke koppelingen

te verwachten in de (atmosferische) stikstof- en koolstofcyclus, ozonformatie. Aangezien

zowel klimaatverandering als luchtkwaliteit in hoge mate worden beïnvloed door

dezelfde emissiebronnen wordt op Europese schaal het beleid hierover meer en meer

integraal en gekoppeld geadresseerd.

Het door TNO in opdracht van RIVM en PBL onderhouden luchtkwaliteitsmodel LOTOS-

EUROS speelt een belangrijke rol bij het verkennen van scenario’s en afwegen van

maatregelen. Verdere ontwikkelingen in dit vraaggestuurde programma zijn gericht zijn op

het implementeren van LOTOS-EUROS in de nationale beleidspraktijk.

• Stedelijk metabolisme: Duurzame ketens en kringloopsluiting in de gebouwde

omgeving

Het sluiten van materiaal-, water- en energieketens en kringlopen is een van de grote

uitdagingen voor een duurzame stedelijke ontwikkeling. Het metabolisme van steden

speelt hierbij een belangrijke rol: op welke wijze kan stedelijke ontwikkeling bijdragen

aan efficiënter hergebruik van grondstoffen. Oplossingen daarvoor moeten zowel

gevonden worden op systeemniveau (stad als ecosysteem), op netwerkniveau (koppeling

van netwerken; cascadering van warmte, water, materialen; smart grids) als op

technologie niveau (technologieën voor efficiënte terugwinning). Daarnaast speelt de stad

als samenleving van burgers een rol. Consumentengedrag kan oplossingen dichterbij

brengen of in de weg staan. Binnen deze onderzoekslijn worden opties verkend voor

duurzame stedelijke omgeving waarbij de focus ligt op de planeetkant: grondstoffen,

water en energie.

De onderzoekslijnen ‘Stad en Klimaat Adaptatie’ en ‘Decentrale Waterbehandeling’ zijn per

2012 opgenomen in het Vraaggestuurde Programma ‘Water- en Deltatechnologie’.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 28 / 63

2.3.2 Uitvoering en resultaten 2013

Het Deelprogramma Duurzame Stad wordt uitgevoerd in projecten die deels ook

geconfinancierd worden vanuit nationale en Europese onderzoeksprogramma’s. De

belangrijkste programma’s zijn het 7th Framework Programme van de Europese Commissie

en de KIC-Climate van het European Institute of Innovation and Technology, het

innovatieprogramma van de Europese Commissie. Onderstaande tabel geeft een overzicht

van de onderzoekslijnen en de bijbehorende projecten. Gegeven de interactie in onderzoek

en ontwikkelingsprojecten tussen de onderzoekslijnen ‘Emissiemanagement en

klimaatmitigatie’ en ‘Luchtkwaliteit en Klimaat’ wordt in enkele gevallen vanuit één en

hetzelfde project aan beide onderzoekslijnen bijgedragen.

Onderzoekslijn Projecten

Emissiemanagement en

klimaatmitigatie

Projecten zonder mixed funding:

Kennisinvesteringsproject ‘Emissies en Luchtkwaliteit’

Projecten met mixed funding:

FP7:

EnerGEO

KIC-Climate:

CarboCount City

Luchtkwaliteit en

klimaat

Projecten zonder mixed funding:

Kennisinvesteringsproject ‘Emissies en Luchtkwaliteit’

Projecten met mixed funding:

FP7:

EnerGEO

ECLAIR

KIC-Climate:

CarboCount City

Stedelijk metabolisme Projecten zonder mixed funding:

Kennisinvesteringsproject ‘Stedelijke Ketens’

Projecten met mixed funding:

FP7:

BioBuild

E4Water

KIC-Climate:

EUrbanlabs

KIC-T

2.3.2.1 Verloop van de uitvoering en resultaten van het Deelprogramma Duurzame Stad

Het verloop en de uitvoering van het Deelprogramma Duurzame Stad wordt toegelicht aan

de hand van de bereikte resultaten per onderzoekslijn.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 29 / 63

Onderzoekslijn ‘Emissies en Klimaatmitigatie’

In 2013 is een begin gemaakt met de opzet van een dynamisch emissiemodel: betere

beschrijving van emissies in plaats en vooral in tijd, met name ook tijdens specifieke

episodes. Enkele sectoren zoals huishoudelijke verbranding en landbouw hebben emissies

die sterk afhangen van meteorologische parameters (temperatuur, neerslag). De bedoeling is

dat emissies niet meer statisch, puur als jaartotalen, worden gezien (zoals gebeurt vanuit

emissie-inventarisaties) maar dynamisch worden gemodelleerd aan de hand van

meteorologische (of andere) gegevens, en/of met de best mogelijke parameters worden

verdeeld over ruimte en tijd. Met name de betere verdeling van emissies in de tijd wordt

internationaal al jaren gezien als de plaats waar nog flinke winst kan worden behaald in de

betere voorspelling van de concentraties van luchtverontreinigende stoffen in

luchtkwaliteitsmodellen. In 2013 zijn enkele publicaties verschenen en/of ingediend over de

tijdsfactoren (zie publicatielijst), en is een concreet begin gemaakt met de opzet van het

model, waarvan in 2014 een eerste versie zal worden opgeleverd. Tevens is gekeken naar

semi-natuurlijke emissiebronnen, het wel of niet meenemen van deze bronnen kan impact

hebben op de source-receptor relaties die worden gebruikt in geïntegreerde assessment

modellering. In 2013 is hiertoe een add-on emissiedatabase ontwikkeld voor soil NOx.

Er is een systeem ontwikkeld om de impact te kunnen bepalen van verschillende

(combinaties van) hernieuwbare energiesystemen in termen van klimaat (CO2 emissies) en

luchtverontreiniging. De werking van dit systeem is gedemonstreerd door het definiëren en

doorrekenen van een aantal scenario’s. Naast het analyseren van scenario’s is in EnerGEO

ook aandacht besteed aan specifieke impacts van energietransities. Daarbij is met name

gekeken wat de impact kan zijn van extra isoprene (NMVOC) emissies indien ervoor

gekozen zou worden een deel van het landbouwareaal in Europa op te geven ten behoeve

van populierenbos (een belangrijke kandidaat voor biomassa). Ook is in 2013 geanalyseerd

wat de mogelijke impact is van een verschuiving van emissies uit traditionele ‘power plants’

naar de momenten dat er geen hernieuwbare energie uit zon en wind aanwezig is. Dit

experiment is simpel gehouden door de aanname dat er geen elektriciteitsopslag en –handel

tussen landen is. Er is aangetoond dat wanneer er een correcte emissie is, wanneer er geen

zon/windenergie beschikbaar is, het positieve effect als gevolg van lagere totaalemissies

deels wordt gecompenseerd; de winst in concentratie is dus lager dan de winst in emissie.

De grootte van dit effect hangt sterk af van plaats en tijd, maar het beïnvloedt de source-

receptor relaties zoals die in de meeste geïntegreerde assessment modellen (zoals GAINS)

worden gebruikt.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 30 / 63

Als bijdrage aan het project EnerGEO is aandacht besteed aan kwik, omdat deze stof in

bepaalde gebieden nog altijd veel geëmitteerd wordt, met name door uitstoot van

kolencentrales. IIASA heeft kwik toegevoegd aan haar GAINS model, waarna door TNO de

emissieverdeling is gemaakt met behulp van de TNO_MACC-II vergriddingsmethodiek.

Vervolgens zijn concentratie- en depositieberekeningen gedaan door AGH in Polen. Deze

samenwerking heeft geresulteerd in enkele presentaties op conferenties en een peer-

reviewed paper. In Utrecht is een summerschool georganiseerd over ‘renewable energies en

integrated assessment’, en een EnerGEO slotevenement (24/25 oktober) waar de

belangrijkste bevindingen van het project zijn gepresenteerd.

Er bestaat een aantal wetenschappelijke, technische en beleidsmatige uitdagingen rondom

het realiseren van accurate en kosteneffectieve monitoringsystemen voor broeikasgassen in

steden, welke op hoge resolutie de emissies van verschillende bronnen en/of bronsectoren

kunnen monitoren. In 2013 is gestart met een onderzoek als onderdeel van het KIC-project

Carbo Count City dat zich richt op innovaties bij het meten van de broeikasgasbalans over

steden. Hiervoor wordt bij Rotterdam de inzet van geavanceerde mobiele spectrometers

onderzocht in combinatie met lokale meetnetten en modelberekeningen. Hiermee kan op een

efficiënte manier gemeten, in plaats van geschat worden wat de uitstoot van broeikasgassen

boven stedelijk gebied is en wat de effecten van mitigerende maatregelen zijn. Er is een

selectie gedaan van de mogelijke locaties rondom Rotterdam/Rijnmond die geschikt zijn om

GHGs te monitoren. De keus is gevallen op het RIVM LML station Westmaas ten zuiden

van Rotterdam. Van het RIVM is toestemming verkregen om er apparatuur in te plaatsen en

een 10 m. hoge bemonsteringsmast te plaatsen. Eerste resultaten voor CO2, CH4 en CO

sinds september 2013 zijn beschikbaar. Exacte kalibratie en validatie moet nog gebeuren.

Daarnaast is door TNO meegeschreven aan het ICOS-NL voorstel dat is ingediend bij

NWO. Dit heeft mede als doel langere termijn GHG monitoring in Nederland te faciliteren.

Ook is een PhD voorstel met de Wageningen UR bij Climate KIC ingediend en

gehonoreerd.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 31 / 63

Onderzoekslijn ‘Luchtkwaliteit en Klimaat’

In 2013 is het werk aan de koppeling van luchtkwaliteitsmodellen LOTOS-EUROS en OPS

ten behoeve van een verbeterd luchtkwaliteitsmodel voor bepaling van de

achtergrondconcentraties in Nederland voortgezet. Het LOTOS-EUROS-model is Europees

‘state-of-the-art’ en in staat om grootschalige effecten en achtergrondconcentraties te

berekenen. Voor lokale effecten wordt in Nederland het bij RIVM in gebruik zijnde model

OPS ingezet. Het gekoppelde model LOTOS-EUROS/OPS zal zowel in Nederland ten

behoeve van het doorrekenen van lokale effecten als in Europa gebruikt worden om o.a. aan

de verplichte rapportage onder de AQ Directive te kunnen voldoen. Ten behoeve van de

koppeling LOTOS-EUROS en OPS is in 2012 een “single plume” versie van LOTOS-

EUROS gemaakt en getest. Begin 2013 is de impact van verschillende meteorologische

invoer bepaald. Hiertoe zijn pluimberekeningen met OPS meteorologie en ECMWF

meteorologie gemaakt. Testen laten zien dat de ECMWF meteorologie goed werkt. In de

tweede helft van 2013 heeft TNO de uitkomsten van OPS en LOTOS-EUROS op depositie-

effecten rond ecosystemen vergeleken. Hierbij kwam naar voren dat de beide modellen

verschillende landgebruiksgegevens gebruiken. Gevoeligheidssimulaties laten zien dat de

effecten op gemodelleerde concentraties van luchtverontreiniging miniem zijn, aangezien de

klassen die onderling verschillen vergelijkbaar zijn in depositiekarateristieken. Echter, voor

toepassingen waarbij wordt gekeken naar de impact op ecosystemen is de ligging van

verschillende landgebruikstypen toch cruciaal.

Ten behoeve van het ontrafelen van de rol van aerosolen op zowel klimaat als lucht

(kennisvraag ministerie Infrastructuur en Milieu) wordt gewerkt aan het identificeren van de

wederzijdse koppelingen (direct en indirect aerosol effect). Hiertoe wordt samengewerkt

met KNMI en wordt LOTOS-EUROS aan het klimaatmodel RACMO gekoppeld.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 32 / 63

Een belangrijk doel in 2013 was het opzetten van een methodiek om de impact op

luchtkwaliteit te bepalen van verschillende mogelijke transitiepaden naar een CO2-arme

energievoorziening. In 2013 is een in het FP7-project EnerGEO ontwikkelde systematiek

getest door een aantal verschillende toekomstscenario’s door te rekenen op hun impact op

klimaat (CO2) en lucht (gezondheids- en gewasschade). Deze scenario’s zijn opgesteld voor

2030 en 2050 en ontwikkeld door IIASA en omvatten verschillende combinaties van

technologiescenario’s (baseline, maximum feasible reduction, fixed emission factors) en

elektriciteitsscenario’s (solar import uit Noord Afrika, meer nuclear, maximum renewable

energies). Deze scenario’s zijn in 2013 geanalyseerd voor hun impact op luchtkwaliteit met

LOTOS-EUROS voor de traditionele ‘air pollutants’. Er wordt nog gewerkt aan een paper

waarin de verschillende scenario’s met elkaar worden vergeleken.

Ten behoeve van het kwaliteitsborging van de luchtkwaliteitsmodellen is in 2013 onder

andere in het FP7-project ECLAIRE een internationale modelvergelijking uitgevoerd op het

gebied van de verspreiding en depositie van reactief stikstof over Europa en daarmee

Nederland. Er zijn kaarten van concentraties en depositiefluxen voor zeven modellen en het

ensemble beschikbaar. Er blijkt dat de standaard deviatie tussen de modellen in de orde van

30-40% bedraagt. LOTOS-EUROS behoort tot de beter presterende modellen en is met de

internationale peers vergeleken. Publicatie is in voorbereiding. Daarnaast is een

emissiemodule voor ammoniak ingebouwd in LOTOS-EUROS welke

meteorologieafhankelijk de emissies van NH3 uit stallen en door uitrijden van mest

beschrijft. Dit leidt tot een verbeterede gemodelleerde ammoniakconcentratie waarbij

rekening gehouden kan worden met het feit dat er grote weersafhankelijke variatie is in

emissies en daarmee ook in depositie en natuurschade. Deze resultaten worden nationaal en

internationaal al gebruikt, zoals in 2013 binnen het project PINETI voor het Umwelt

BundesAmt.

Onderzoekslijn ‘Stedelijk Metabolisme: Duurzame ketens en kringloopsluiting in de

gebouwde omgeving

In 2013 is gestart met de ontwikkeling van een aanpak die zicht kan bieden op het stedelijk

metabolisme (de stromen van water, materialen en energie in en uit de stad en de ermee

gepaard gaande emssies) om op een efficiënte manier te kunnen komen tot het lokaal sluiten

van ketens en kringlopen. Dit past in de beleidsagenda rond circulaire economie en de meer

internationaal georiënteerde focus op resource efficiency.

Er is een literatuurstudie gedaan naar de huidige modellen en methodieken om stedelijk

metabolisme in kaart te brengen, waarbij mogelijke ontwikkel richtingen zijn

geïdentificeerd. Op basis van openbare gegevens over Amsterdam is de huidige footprint in

kaart gebracht en geïdentificeerd welke stromen bijdragen aan die footprint. Ook is

berekend hoeveel beslag de Amsterdamse activiteiten leggen op landgebruik en het gebruik

van fossiele- en metaalgrondstoffen. Voor de Amsterdamse case is verder achterhaald voor

de drie stromen die de grootste bijdrage aan de footprint leveren, hoe de milieubelasting

verlaagd kan worden en hoe ingrepen van invloed zijn op andere stromen door de stad, en

daarmee op de footprint. Uit dit onderzoek is de conclusie getrokken dat een regionale

vertaling van economische input-output modellen (zie onderzoekslijnen in deelprogramma

dat hierna wordt beschreven), in combinatie met milieu gerichte Life- Cycle Assessment de

mogelijkheden biedt om voldoende data te genereren om het stedelijk metabolisme

inzichtelijk te maken en de regionale of stedelijke schaal te verbinden met de schaal van

specifieke productketens.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 33 / 63

In het verlengde hiervan wordt meer concreet in het FP7-project E4Water onderzoek gedaan

naar het ontwikkelen en testen van nieuwe geïntegreerde benaderingen en methoden voor

cascadering van afvalwater en waterhergebruik tussen industriële en communale sectoren. In

2013 is daartoe voor twee casestudies onderzoek gedaan naar milde ontzouting van

proceswater en het verwijderen van oppervlak-actieve componenten door

membraandestillatie. Er is tevens pilotonderzoek uitgevoerd naar membraandestillatie van

koeltoren spuiwater. De resultaten hiervan worden gebruikt om een waterschema te kunnen

ontwikkelen waarbij de waterfootprint van industrielocaties met meer dan 50% verlaagd kan

worden en tevens de belasting op het milieu significant beperkt kan worden door

terugwinning van stoffen.

Metabolisme en stromen voor Amsterdam, uitgesplitst naar stad en regio

Om tot het ontwikkelen van opties voor klimaatneutrale en resource-efficiënte stedelijke

ontwikkeling te komen, wordt in Climate-KIC verband gewerkt aan modellen en

afwegingsinstrumenten. In 2013 is met een consortium van Europese partijen (onder andere

ETH, ESRI, ARIA-Technologies, Rotterdam, Birmingham en Valencia) gestart met het

ontwikkelen van web-based instrumenten voor het ondersteunen van stedelijke

besluitvorming rond het investeren en ontwikkelen van mitigatie-opties waarbij tevens

gekeken wordt naar resource flow en ketensluiting. Daarvoor zijn de eerste definities voor

de modelarchitectuur, mede op basis van het TNO-instrumentarium Urban Strategy,

vastgesteld. Dit sluit ook aan op het project EUrbanlabs, dat tevens in deze onderzoekslijn

wordt uitgevoerd en zich richt op het creëren van een Europees netwerk van stedelijke

innovatieve living labs (zoals Stadshavens in Rotterdam). Het netwerk moet de innovatieve

kracht van stedelijke living labs versterken en daarmee een belangrijke rol gaan spelen in

het vergroten van de markt voor innovaties die bijdragen tot besparing van fossiele

energiebronnen en grondstoffen en de ontwikkeling van klimaatbestendige steden. In 2013

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 34 / 63

leverde TNO in EUrbanlab de eerste versie van een “assessment tool” voor een

onafhankelijke evaluatie van innovatieve stedelijke projecten (low carbon, resource

efficient, resilient). Verder werd het aantal assessments uitgebreid en werden onder andere

assessments uitgevoerd voor De Kroeven, Bomenbuurt Ulft, Olympic Legacy, BEDzed en

Utrecht Science Park. De EUrbanlab library of Urban innovations werd ingericht en gevuld

met cases. Er werd een marktverkenning uitgevoerd door middel van “customer journeys”,

wat een aanscherping opleverde van de EUrbanlabs business case.

Naast de focus op stedelijk metabolisme wordt binnen de onderzoekslijn ingezet op

verkennen van opties van duurzame materialen in de gebouwde omgeving. Hierbij wordt

onder andere in het FP7-project BioBuild in een breed consortium van kennis- en industriële

partners aan de ontwikkeling van nieuwe bio-bouwmaterialen zoals hout en vezelversterkte

elementen. TNO ontwikkelt een assessmentinstrument voor de productontwikkeling waarbij

inzicht wordt gegeven in het effect op ‘embodied energy’, watergebruik en landgebruik bij

de keuze van de grondstoffen, conserveringstechnieken, productiemethodes en toepassingen.

In 2013 is een quickscan gereed gekomen over de duurzaamheidsconsequenties van

ontwikkel- en ontwerpkeuzes, waaronder de keuze voor het proces waarmee de natuurlijke

vezels behandeld zouden moeten worden om de eigenschappen te verbeteren ten aanzien

van vochtopname, brandwerendheid en levensduur. Hiervoor is de in 2012 opgeleverde

methode om bio-gerateerde impacts zoals waterschaarste, landgebruik en landtransformatie,

en bodemerosie en verandering in koolstof houdend bodemmateriaal over de levenscyclus te

kunnen berekenen doorontwikkeld en verder geoperationaliseerd. De methode en

uitkomsten van deze quickscan zijn gepubliceerd in een artikel en gepresenteerd op een

congres voor ‘Sustainable Industrial Manufacturing. Verder is in 2013 de

gezondheidsassessment afgerond. Hierin is een aanpak gehanteerd waarbij de

gezondheidsrisico’s van het BioBuild product over de hele levenscyclus in kaart zijn

gebracht.

2.3.2.2 Verloop van het overleg in kennisarena’s en met stakeholders of andere gremia.

In 2013 heeft is er met het ministerie van Infrastructuur een Milieu op meerdere momenten

afstemming geweest over invulling en uitvoering van het Deelprogramma ‘Duurzame stad’.

Met het ministerie van Infrastructuur en Milieu is er in maart en juli 2013 afstemming

geweest rond de Onderzoekslijnen ‘Klimaat en Luchtkwaliteit’ en ‘Emissiemanagement’.

Daarnaast is vanuit TNO bijgedragen aan een workshop ‘Meten van Duurzaamheid’ en

‘Circulaire Economie’, beide georganiseerd door het ministerie van Infrastructuur en Milieu

-KIS.

Om de resultaten uit het kennisprogramma aansluiting te doen laten vinden bij het ministerie

van Infrastructuur & Milieu wordt op voorspraak van TNO een lezingencyclus gestart

waarbij een toelichting op de verschillende projecten wordt gegeven. In augustus is zo het

FP7-project EnerGEO toegelicht dat zich richt op het in kaart brengen van de effecten van

energiegebruik op het milieu.

2.3.2.3 Overzicht van mate van participatie in (inter)nationale onderzoeksprogramma’s en

netwerken.

Om goed op de hoogte te blijven van de laatste ontwikkelingen in Europa is TNO actief in

diverse internationale gremia en neemt TNO deel aan internationale conferenties. In 2013 is

onder andere deelgenomen aan de TFEIP, TFMM, de Sjaltsobaden workshop over de

toekomst van het Europese luchtbeleid, de FAIRMODE bijeenkomst en het Urbino Air

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 35 / 63

Quality Symposium. Tevens is deelgenomen aan de ITM conferentie in Miami waar een

drietal papers is gepresenteerd en de GEIA conferentie.

Mede dankzij het hoogleraarschap van P. Builtjes aan de Freie Universität Berlin zijn er

uitwisselingen met M.Sc. en PhD. studenten die TNO bezoeken en hier een deel van hun

onderzoek verrichten. Hieruit zijn ook diverse artikelen gekomen waarin TNO medewerkers

als co-auteur hebben meegewerkt. Vanuit de FU Berlin wordt ook de samenwerking met

UBA deels onderhouden.

Vanuit het Deelprogramma Duurzame Stad wordt in een groot aantal nationale en

internationale programma’s en netwerken geparticipeerd. Met name op Europees niveau in

7th Framework Programme en KIC-Climate. TNO is mede-initiatiefnemer van KIC-

Climate.

Er is samenwerking, deels binnen projecten, deels in de vorm van het begeleiden van PhD’s,

met verschillende universiteiten waaronder de Wageningen Universiteit (op het gebied van

luchtkwaliteit en op het gebied van waterbehandeling), Universiteit Utrecht, TU-Delft, TU-

Eindhoven en met buitenlandse universiteiten zoals de Freie Universitat Berlin, waarmee

een intensief uitwisselingsprogramma voor onderzoek op het gebied van

luchtkwaliteitsmodellering is opgezet. Binnen de kennisinfrastructuur is er voorts een

actieve samenwerking met PBL, RIVM en KNMI op het gebied van emissiemonitoring en

luchtkwaliteitmodellering. RIVM, PBL, KNMI en TNO zijn gezamenlijk eigenaar van

luchtkwaliteitsmodel LOTOS-EUROS en hebben aan TNO de taak voor beheer en

ontwikkeling gedelegeerd.

Daarnaast wordt actief geparticipeerd in verschillende nationale en Europese netwerken. Op

het gebied van luchtkwaliteit en emissies wordt actief deelgenomen aan de EMEP/UNECE

Taskforces TFEIP (Task Force on Emission Inventories and Projections) en TFMM (Task

Force on Measurements and Modelling). Tevens wordt actief deelgenomen aan het

EEA/JRC-Forum for Air Quality Modeling in Europe, Euro-Delta-Intercomparison of

regional model responses to emission-reduction scenarios en het JRC/US-EPA-Air Quality

Modelling Evaluation International Initiative (AQMEII). De sterke betrokkenheid van TNO

bij lopende initiatieven op het gebied van emissies en luchtkwaliteitsmodellering heeft er toe

geleid dat TNO in mei 2012 de 32ste

ITM-conferentie op het gebied van Luchtkwaliteit kon

organiseren. Meer dan 150 deelnemers uit Europa, Japan, en Amerika hebben tijdens dit

congres de laatste ontwikkelingen op het gebied van het modelleren van atmosferische

chemie en luchtkwaliteit gepresenteerd. Vanuit het Deelprogramma Duurzame Stad wordt

tevens ondersteuning geboden en actief geparticipeerd in UNFCCC landen reviews ten

behoeve van de emissie rapportage. Het ligt in de rede dat wordt toegewerkt naar een meer

structurele samenwerking op Europees niveau met vaste partners. Naast de bestaande

intensieve samenwerking met AEA-Technology kan hierbij worden voortgebouwd op het

ENERO-netwerk met VTT, IVL, Ineris, FzK, NILU, ISSeP, Technalia, GIG.

2.3.2.4 Output: aantallen rapporten, artikelen in wetenschappelijke respectievelijk vaktijdschriften,

dag- en weekbladen, geïnviteerde voordrachten en dergelijke.

Het Deelprogramma ‘Duurzame Stad’ heeft in 2012 tot de volgende output geleid:

Meer dan 20 rapporten. Een belangrijk deel van de rapportages is tevens in het

kader van de uitvoering van samenwerkingsprojecten zoals EnerGEO, ECLAIR,

BioBuild, EUrbanlab, E4Water.

Meer dan 30 wetenschappelijke en vakpublicaties.

Meer dan 25 voordrachten en congresbijdragen.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 36 / 63

Lijst met publicaties:

Banzhaf, S., Schaap, M., Wichink Kruit, R. J., Denier van der Gon, H. A. C., Stern, R., and Builtjes, P.

J. H.: Impact of emission changes on secondary inorganic aerosol episodes across Germany, Atmos.

Chem. Phys., 13, 11675-11693, doi:10.5194/acp-13-11675-2013, 2013.

Builtjes P., Die Luftqualität von morgen, Ergebnisse aus Szenarienrechnungen, UBA Tagung zum

Jahr der Luft, 16-17 September 2013, Dessau-Roβlau, Germany

Builtjes P., Invited presentatie op de Tagung zum Jahr der Luft, UBA-Dessau, 17, 18 Sept. 2013 „Die

Luft Qualität von Morgen, Ergebnisse aus Szenarienrechnungen“.

Builtjes P., Invited presentatie op het Festkolloquium Prof. Adolf Ebel, Oct 17, 2013. “Is chemical

transport modeling mature?- from infancy to puberty to maturity”.

Denier van der Gon, Hugo A.C., Antoon Visschedijk, Christer Johansson, Zissis Samaras, Leonidas

Ntziachristos, Pauli Paasonen, Ultrafine particle emissions from residential combustion in Europe and

their dependence on fuel quality and appliance type, 4th EFCA Ultrafine Particles Symposium 2013,

Brussels, 16-17 May 2013.

Frost, Gregory J. Paulette Middleton, Leonor Tarrasón, Claire Granier, Alex Guenther, Beatriz

Cardenas, Hugo Denier van der Gon, Greet Janssens-Maenhout, Johannes W. Kaiser, Terry Keating,

Zbigniew Klimont, Jean-Francois Lamarque, Catherine Liousse, Slobodan Nickovic, Toshimasa

Ohara, Martin G. Schultz, Ute Skiba, John van Aardenne, Yuxuan Wang, New Directions: GEIA's

2020 vision for better air emissions information, Atmospheric Environment, Volume 81, December

2013, Pages 710-712

Genberg J., H. A. C. Denier van der Gon, D. Simpson, E. Swietlicki, H. Areskoug, D. Beddows, D.

Ceburnis, M. Fiebig, H. C. Hansson, R. M. Harrison, S. G. Jennings, S. Saarikoski, G. Spindler, A. J.

H. Visschedijk, A.Wiedensohler, K. E. Yttri, and R. Bergström (2013), Light-absorbing carbon in

Europe – measurement and modelling, with a focus on residential wood combustion emissions,

Atmospheric Chemistry and Physics, 13, 8719-8738.

Hendriks C., A. Nyiri, R. Kranenburg, M. Schulz, M. Schaap, Scale dependency of source receptor

matrices, EMEP-TFMM meeting, 6-8 May 2013, Zagreb, Croatia

Hendriks C., J. Kuenen, R. Kranenburg, J. Beltman, P. Builtjes, M. Schaap, Impact of timing of

anthropogenic and biogenic emissions on source receptor matrices for energy transition scenarios,

NATO-ITM conference, 26-30 August, 2013, Miami, USA

Hendriks C., Kuenen J., Kranenburg R., Scholz Y., Schaap M. (2013), A shift in emission time

profiles of fossil fuel combustion due to energy transitions impacts source receptor matrices for air

quality, submitted

Kuenen Jeroen, Antoon Visschedijk, Magdalena Jozwicka, Hugo Denier van der Gon,

TNO_MACC_II: An updated European spatially distributed emission inventory for the years 2003-

2009, ACCENT-Plus symposium 2013, Urbino, 17-20 September 2013.

Kuenen, Jeroen; Schaap, Martijn; Hendriks, Carlijn; Kranenburg, Richard; Blanc, Isabelle; Gschwind,

Benoit; Wyrwa, Artur. Estimating particulate matter health impact related to the combustion of

different fossil fuels, Environmental Informatics and Renewable Energies Conference, Hamburg, 2-4

September 2013.

Kuenen, Jeroen; Schaap, Martijn; Hendriks, Carlijn; Kranenburg, Richard; Blanc, Isabelle; Gschwind,

Benoit; Wyrwa, Artur, Estimating particulate matter health impact related to the combustion of

different fossil fuels, EnviroInfo conference, 2-4 September 2013, Hamburg.

Mensah, A. A., Holzinger, R., Otjes, R., Trimborn, A., Mentel, Th. F., ten Brink, H., Henzing, B., and

Kiendler-Scharr, A.: Aerosol chemical composition at Cabauw, The Netherlands as observed in two

intensive periods in May 2008 and March 2009, Atmos. Chem. Phys., 12, 4723-4742,

doi:10.5194/acp-12-4723-2012, 2012.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 37 / 63

Mues A., A. Manders, M. Schaap, L.H. van Ulft, E. van Meijgaard, P. Builtjes, Differences in

particulate matter concentrations between urban and rural regions under current and changing climate

conditions, Atmospheric Environment, Volume 80, December 2013, Pages 232-247.

Passaanen, P., A. Asmi, T. Petäjä, M.K. Kajos, M. Äijälä, H. Junninen, Thomas Holst, J. P. D. Abbatt,

A. Arneth,W. Birmili, H. Denier van der Gon, A. Hamed, et al., Observations of the organic aerosol -

climate feedback mechanism, Nature Geosciences, published online: 28 April 2013; DOI:

10.1038/NGEO1800, 2013

Quass U., J. Vercauteren, R. Hoogerbrugge, U. Pfeffer , M. Schaap, T.A.J. Kuhlbusch (2013), Multi-

site PM10 source apportionment by Positive Matrix Factorisation for three western European

countries, submitted to Atm. Env.

Rafaj, Peter; Cofala, Janusz; Kuenen, Jeroen; Wyrwa, Artur; Zysk, Janusz, Modeling impacts of

European renewable energy policies on the emissions of mercury. Environmental Informatics and

Renewable Energies Conference, Hamburg, 2-4 September 2013.

Rafaj, Peter; Cofala, Janusz; Kuenen, Jeroen; Wyrwa, Artur; Zysk, Janusz, Modeling impacts of

European renewable energy policies on the emissions of mercury, EnviroInfo conference, 2-4

September 2013, Hamburg.

Schaap M., C. Hendriks, R. Kranenburg, F. Amato, U. Quass, T. Kuhlbusch, J. Vercauteren,

Comparing source apportionment results by a chemistry transport model against PMF analyses and

tracer data, JRC workshop on source apportionment, 27-28 February 2013, JRC, Ispra, Italy.

Schaap M., EnerGEO project: Status, outlook and gaps, GEO project workshop (GEWP7), 15-17

April, 2013, Barcelona, Spain.

Schaap M., R. Kranenburg, L. Curier, M. Jozwicka, R. Timmermans, Exploring the Sensitivity of the

OMI‐NO2 Product to emission Changes Across Europe using a Chemistry Transport Model, ESA

Living Planet Symposium, 9-13 September 2013, Edinburgh, UK

Schaap M., S. Fuss, M. Schroedter-Homscheidt, B. Gschwind,M. Mittlboeck, P. Zeil, D. Heslinga, L.

van der Wal, Earth Observation for monitoring and assessment of the environmental impact of energy

use - the EU-FP7 'EnerGEO' project, 64th International Astronautical Congress, 9-13 September 2013,

Beijing, China

Schaap M., The impact of large scale biomass production on ozone air pollution in Europe & new

developments on wood combustion emissions, Seminar at Antwerp University, 27 September 2013,

Antwerp, Belgium

Timmermans R.M.A., H.A.C. Denier van der Gon, J.J.P. Kuenen, A.J. Segers, C. Honoré, O.

Perrussel, P.J.H. Builtjes and M. Schaap, Quantification of the urban air pollution increment and its

dependency on the use of down-scaled and bottom-up city emission inventories, Urban Climate,

Volume 6, December 2013, Pages 44-62.

Visschedijk, A. H. J., H. A. C. Denier van der Gon, J. H. J Hulskotte and U. Quass, Anthropogenic

Vanadium emissions to air and ambient air concentrations in North-West Europe, Proceedings of the

16th International Conference on Heavy Metals in the Environment, Volume 1, 2013, E3S Web of

Conferences 1, 03004 (2013), DOI http://dx.doi.org/10.1051/e3sconf/20130103004

Wichink Kruit R.J., D. Simpson, M. Schaap, R. Kranenburg, E. Dammers, C.A. Geels, C. Skjoth, M.

Engardt, A. Graff, R. Stern, B. Bessagnet, L. Rouil, J.M. Baldasano, M. Pay, D. Hauglustaine, A.

Nyiri, M.A. Sutton, S. Reis, P. Thunis and C. Cuvelier, ÉCLAIRE MODEL COMPARISON FOR

ATMOSPHERIC NITROGEN COMPONENTS OVER EUROPE, Paper in preparation.

Wichink Kruit R.J., D. Simpson, M. Schaap, R. Kranenburg, E. Dammers, C.A. Geels, C. Skjoth, M.

Engardt, A. Graff, R. Stern, B. Bessagnet, L. Rouil, J.M. Baldasano, M. Pay, D. Hauglustaine, A.

Nyiri, M.A. Sutton, S. Reis, P. Thunis and C. Cuvelier , ÉCLAIRE MODEL COMPARISON FOR

ATMOSPHERIC NITROGEN COMPONENTS OVER EUROPE, ACCENT-Plus symposium 2013,

Urbino, 17-20 September 2013.

Zhang, Q. J., Beekmann, M., Drewnick, F., Freutel, F., Schneider, J., Crippa, M., Prevot, A. S. H.,

Baltensperger, U., Poulain, L., Wiedensohler, A., Sciare, J., Gros, V., Borbon, A., Colomb, A.,

Michoud, V., Doussin, J.-F., Denier van der Gon, H. A. C., Haeffelin, M., Dupont, J.-C., Siour, G.,

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 38 / 63

Petetin, H., Bessagnet, B., Pandis, S. N., Hodzic, A., Sanchez, O., Honoré, C., and Perrussel, O.:

Formation of organic aerosol in the Paris region during the MEGAPOLI summer campaign: evaluation

of the volatility-basis-set approach within the CHIMERE model, Atmos. Chem. Phys., 13, 5767-5790,

doi:10.5194/acp-13-5767-2013, 2013.

Zhu T., M. Melamed, D. Parrish, M. Gauss, L. Gallardo Klenner, M. Lawrence, A. Konare, & C.

Liousse (Eds.) (2012), WMO/IGAC Impacts of Megacities on Air Pollution and Climate Change,

GAW Report 205, Geneva, Switzerland.

2.3.2.5 Beschrijving van het gebruik van behaalde resultaten: door wie en op welke wijze, sprake

van toepassing in opdrachten, zo ja welke.

De behaalde resultaten van onderzoek uit het Deelprogramma “Duurzame Stad” worden

gebruikt bij de doorontwikkeling van technologieën en applicaties voor het bedrijfsleven en

in studies voor derden, met name overheidsopdrachten en opdrachten van de Europese

Commissie.

Op het gebied van emissies worden de binnen het deelprogramma ontwikkelde

emissiedatabases gebruikt bij een groot aantal Europese studies en onderzoeksopdrachten op

het gebied van luchtkwaliteit en emissiemanagement en aan onderzoeksgroepen binnen

Europa. In 2012 betrof het o.a. MACC, EMEP, AQMEII, FAIRMODE. Hiermee wordt een

sterke positie opgebouwd rond standaardisatie en harmonisatie van emissie- en

luchtkwaliteitsonderzoek die ten goede komt aan de Nederlandse beleidsinspanningen op

het gebied van de Air Quality Directive en de National Emission Ceilings (NEC). Voorts

worden de resultaten uit verbeterde modellering van luchtkwaliteit gebruikt voor

scenariostudies naar het effect van beleidsmaatregelen.

2.4 Deelprogramma Maatschappelijke Innovatie en Economie (stad in transitie)

2.4.1 Inleiding deelprogramma

In dit deelprogramma wordt onderscheid gemaakt in drie onderzoekslijnen:

Innovatie – heel Nederland een topgebied

Ruimte – enabling deltalife

Economie van regio’s

2.4.2 Uitvoering in 2013

Onderzoekslijn 1: Innovatie – heel Nederland een Topgebied

Nederland en Europa ontwikkelen zich in een mondiale context die drastisch verandert

onder invloed van een aantal systeemtrends. Bevolkingsgroei, de opkomst van nieuwe

economieën in Azië en Latijns-Amerika, globalisering én lokalisering van handelsstromen,

klimaatverandering, grondstoffenschaarste en demografische ontwikkelingen als vergrijzing

zijn bepalend voor de toekomst waarbinnen Nederland en Europa zich ontwikkelen. Deze

trends zijn onderling verweven en zullen de wereld het komende decennium radicaal

veranderen (Montalvo et al, 2006).

Innovatiekracht is een essentiële factor voor Nederland en de andere Europese lidstaten om

hun positie in de snel veranderende wereld te kunnen versterken. Die innovatiekracht lijkt

onder druk te staan. Terwijl de financiële crisis overheden tot bezuinigen dwingt, blijven

ook de private R&D-uitgaven achter. En wanneer hoogwaardig onderzoek leidt tot

kennisdoorbraken, blijkt deze kennis moeizaam zijn weg naar marktgerichte toepassingen te

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 39 / 63

vinden. Innovatieve ondernemers zien zich nog te vaak geconfronteerd met belemmeringen

vanuit bestaande marktverhoudingen, structuren en regelgeving (Montalvo en Giessen,

2011).

Recent innovatieonderzoek wijst uit dat het succes van innovaties wordt bepaald door de

interactie kenmerken tussen ondernemers, kennisinstellingen, overheden en

maatschappelijke organisaties binnen het zogeheten innovatiesysteem. Dit geldt in het

bijzonder bij innovatieprocessen waarbij het niet alleen gaat om nieuwe technologie of

nieuwe markten maar ook over nieuwe infrastructuren (denk aan elektrische oplaadpalen),

nieuwe organisatievormen (integratie industriële waardeketens), nieuwe regelgeving (fiscale

aanpassingen), nieuwe politiek (verschuiving van belangen) en nieuw gedrag (andere

gewoonten / betrokkenheid burger) (Suurs et al,; Klein Woolthuis et al,; Diaz-Lopez;

Montalvo).

De volgende activiteiten zijn in deze lijn uitgevoerd:

Uitvoering. Deze onderzoekslijn heeft als doelstelling het ontwikkelen en door-

ontwikkelen van nieuwe methoden en technieken op het gebied van innovatie-

systeemanalyse, reflectieve monitoring, toekomstverkenningen en visie-

ontwikkeling, en aanpakken om deze innovatieve benaderingen te implementeren.

Dit ter ondersteuning van overheidsbeleid (nationaal, Europees) gericht op

versterking van duurzaamheid en concurrentiekracht in (segmenten van )

economische sectoren.

Interactie met de kennisarena en bedrijven. Door de grote EU-

onderzoeksprojecten die binnen deze onderzoekslijn vallen (EMInInn, CRISP en

POLFREE, alle FP7), is er zeer sterke interactie met de internationale kennisarena

op het gebied van maatschappelijke innovaties. Om een beter inzicht te krijgen in

innovatiesystemen wordt met kennispartners al enkele jaren samengewerkt aan de

ontwikkeling en toetsing van concepten en analysemethodieken voor de structuur

en dynamiek van innovatiesystemen. Binnen deze onderzoekslijn wordt met de

huidige projecten hieraan in samenhang bijdragen.

Participatie in internationale programma’s. De genoemde kernprojecten binnen

deze onderzoekslijn vallen onder het EU 7e kaderprogramma voor onderzoek. Het

vergaren van nieuwe kennis en kunde binnen dit internationale programma, geeft

ons de positie om technologische en sociale innovatie in een breder perspectief te

plaatsen en zo bij te kunnen dragen aan de duurzaamheidsvraagstukken van de

toekomst waar het gaat om; energie in de gebouwde omgeving, resource

efficiency, bio-based economy, bouwinnovatie en veerkrachtige steden.

Overig. Dr. Klein Woolthuis is betrokken bij de projecten die onder deze

onderzoekslijn vallen en is tevens deeltijds verbonden aan de Vrije Universiteit

Amsterdam, wat een vruchtbare kruisbestuiving oplevert.

Projectnummer naam PL Realisatie 2013

034.22480 Foresight sustainable

paths in Europe

Emmert S.B 22.180

054.01705 EU EMInInn Chen T.M. 121.453

054.01720 POLFREE Ivanova O. 88.894

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 40 / 63

Onderzoekslijn 2: Ruimte – Enabling Delta Life

De tweede onderzoekslijn richt zich op het doen bloeien van een veilige, dichtstedelijke

economische delta waarin wonen en werken optimaal is gecombineerd. We zien hier twee

essentiële kennisvragen. Traditionele sturing werkt onvoldoende want blijkt te rigide binnen

de snel veranderende werkelijkheid. Ten tweede is een slimme ruimtelijke inrichting

geboden die aansluit bij het natuurlijk systeem.

Centraal staan het verstedelijkingsvraagstuk, het klimaatvraagstuk en het gebruik van het

natuurlijke systeem. De issue-georiënteerde benadering die tot nu toe is gehanteerd, geeft

niet voldoende uiting aan de complexiteit van deze vraagstukken. Deze ongestructureerde

problemen kunnen niet anders dan in hun complexe omvang beschouwd worden. Een

systeembenadering biedt daarvoor de handvatten. Centraal staat de representatie van de

kennis over hoe het systeem eruit ziet. Vanuit deze representatie komen betrokkenen

gezamenlijk in gesprek en ontwikkelen een gezamenlijke taal om het systeem te beschrijven.

Zij kunnen bepalen welke interventies gepleegd kunnen en gaan worden. De aanvliegroute

wordt bepaald door het vraagstuk dat centraal staat; per aanvliegroute is een andere aanpak

en uitvoeringsvorm nodig voor een systeembenadering, en zijn ook andere (typen)

interventies en dus andere vormen van systeemsturing nodig.

Wij ontwikkelen een systeembenadering en aanpak hoe je dit systeem moet sturen (met

inachtneming van alle vormen van onzekerheid). Dit leidt tot concepten en competenties om

relaties binnen ruimtelijke systemen zichtbaar te maken hetgeen een belangrijke rol moet

spelen in de governance van het ruimtelijke systeem. Daarmee levert het een bijdrage aan

het realiserend vermogen.

De volgende activiteiten zijn in deze lijn uitgevoerd:

Uitvoering. De onderzoekslijn is sterk ingebed in (internationale) programma’s

met verschillende projecten gecofinancierd door de gemeente Almere, Stichting

Kennisontwikkeling Bodem (SKB), het programma Gebieden Energie Neutraal

(GEN) en EU FP7. Daarnaast bevat deze onderzoekslijn een 100%

kennisontwikkelingsproject over ‘Resilient regions’, dat zich richt op duurzame,

klimaatrobuuste en hoogwaardige stedelijke ontwikkeling. In 2013 heeft dit zich

met name gericht op de rol van zelforganisatie binnen de ruimtelijke ontwikkeling.

In 2013 werd het eindcongres GEN gehouden en zijn de producten aan het

ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties conform planning

opgeleverd.

Interactie met de kennisarena en bedrijven. In relatie tot het grote aantal

cofinancieringsprojecten kent deze een zeer sterke interactie met de kennisarena en

bedrijven. Zo richt GEN zich op het realiseren van doorbraken ten aanzien van

energie-neutraliteit in nieuwbouw, bestaande bouw en renovatie, en wordt

gedragen door circa 10 koplopersbedrijven, case-gemeenten, en de

kennisinfrastructuur, met een leidende rol voor TNO. TNO verricht verder het

programmamanagement voor het SKB programma Duurzame Ontwikkeling van de

Ondergrond en is betrokken bij het programmaoverstijgende project rondom

governance van de Ondergrond. Daarbij staat interactie met publieke en private

partijen centraal. Vanuit de FP7 projecten is er een sterke koppeling met de

Europese kennisarena (universiteiten, kennisinstellingen) en wordt in cases met

overheden (op alle schaalniveaus) en maatschappelijke organisaties samengewerkt.

Participatie in internationale programma’s. Deze onderzoekslijn kent een groot

aantal projecten verankerd in (inter)nationale programma’s. Het belangrijkste

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 41 / 63

internationale project is “Architecture and roadmap to manage multiple pressures

on lagoons (ARCH)”. In essentie gaat het om het ontwikkelen van een aanpak voor

adaptief management van de ruimtelijke inrichting in Delta’s, daarbij het hoofd

biedend aan diverse problemen als klimaatverandering, urbanisatie en

industrialisatie. Diverse Europese deltagebieden waaronder Nederland dienen als

casus.

Overig. Daarnaast promoveert in het kader van het Kennis voor Klimaat project

een TNO medewerker bij de Universiteit Utrecht op het onderwerp ‘zelforganisatie

in ruimtelijke inrichting’. In dat kader zijn adviezen in Almere in het kader van

smart society gegeven en wordt bijgedragen aan het AESOP2014 congres (Mobile

Track Selforganization).

Hieronder volgt een samenvattend overzicht van de projecten die binnen deze

onderzoekslijn hebben gelopen in 2013:

Project Inhoudelijke focus

Monitoring en evaluation SMA (FP7)

Ontwikkeling van geïntegreerde managementinstrumenten (concepten,

modellen en handreikingen) voor monitoring, evaluatie en

implementatie voor Ruimtelijke Mariene Planning.

Brainpool (FP7)

Ontwikkelen van handelingsperspectief om indicatoren die het brede

welvaartsbegrip vertegenwoordigen (alternatieve indicatoren, naast

BNP) vaker toegepast worden binnen beleidsomgevingen. Daarbij door

middel van ‘knowledge brokering’ de interactie stimuleren tussen

ontwikkelaars van indicatoren en eindgebruikers van de indicatoren.

ARCH (FP7)

Ontwikkeling van participatieve methoden voor het omgaan met

meervoudige uitdagingen in de Europese delta’s. Gericht op het

ontwikkelen van roadmaps om hiermee handelingsperspectief te bieden

in gebiedsprocessen.

Gebieden Energie Neutraal Kennisontwikkelingstraject voor energieneutrale gebiedsontwikkeling.

Focus op de integrale aanpak: oplossingen op gebouwniveau en op

gebiedsniveau binnen de (ruimtelijke) context van een gebied worden

gecombineerd met een haalbare businesscase met financiering voor de

betrokken partijen.

SKB Duurzame Ontwikkeling

Ondergrond

Programmamanagement Ondergrondse Ordening voor stad en land:

verbinden van het netwerk van ruimtelijke ontwikkeling en ondergrond

om daarmee duurzame ontwikkeling van de ondergrond tot stand te

brengen, in relatie tot de ontwikkeling van de bovengrond, de stedelijke

omgeving.

Governance dwarslijn: stelt een aanpak voor om beter met de

praktijkdilemma’s om te gaan die te maken hebben met besluitvorming

over het gebruik van de ondergrond

Gem Almere - Advies Zelforganisatie /

PO

Kennis opbouwen over planologisch instrumentarium en werkwijzen

die bij organische gebiedsontwikkeling passen, waarbij expliciet

aandacht is voor de trend rondom zelf-organiserend gedrag. De

praktijksituatie in Almere heeft hiervoor als case gediend.

Resilient Regions

Samenbrengen van beleid, maatschappij en wetenschap om samen te

reflecteren op de ruimtelijke ontwikkeling van de toekomst en rol van

de verschillende partijen daarin (voorbereidend op het AESOP 2014

congres), met de focus op ruimtelijke ontwikkeling en zelforganisatie.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 42 / 63

In 2013 zijn naast oplevering van rapportages voor de verschillende projecten de volgende

publicaties gerealiseerd: ▬ Interview Beitske Boonstra (2013) voor: Bewoner blijft informele stakeholder – Hoe organiseer je burgerschap

voor de lange termijn? In: Vitale Stad, Jaargang 16, nr. 01-2013, p. 26-29 ▬ Boonstra, B (2013), Ondernemerscollectieven als ruimtelijke planners - Een update van de Business

Improvement Districts in Engeland en Nederland. In: S&RO 2013(3)

▬ Rauws, W. en Boonstra, B. (2013), Zelforganisatie in de strak geplande polder – Over de (on)mogelijkheden van een organische ontwikkelstrategie. In: Tussen Tijd / Gebruik van ruimte in transitie. Podium voor

Architectuur Haarlemmermeer, August 2013

▬ Boontstra, B., G. Bouma, L. Boelens, W. Sanders, W. Vandaele en S. van Rossum, Technologische Ontwikkelingen in ICT, Mobiliteit, Energie, Landbouw en Industrie: kans of uitdaging voor de Vlaamse ruimte

en de Vlaamse planoloog?, In: PlanDag, Planning is niet waarde-n-loos, Planologische Discussiedagen 2013,

Delft, ISBN/EAN: 9789081921701, p.265-276 ▬ Boonstra, B. and Specht, M. (2014), The Appropriated City - Self-organized civic initiatives as rehearsal

spaces for co-evolutionary urban planning. In: De Roo, G. and Boelens, L., Spatial Planning in a Complex

Unpredictable World of Change – towards a proactive co-evolutionary planning. Ashgate, in review. ▬ Boonstra, B. (2014), Mapping the Trajectories of Self-organization – Four Types of Behavior and two Danish

Eco-Villages. In: Town Planning Review, Special Issue on Self-organization, in review.

▬ Bouma, G.M., S. Reniers, F. Filius, E. Vanempten, C. Uittenbroek (red.) (2013) PlanDag, Planning is niet waarde-n-loos, Planologische Discussiedagen 2013, Delft, ISBN/EAN: 9789081921701

▬ Dietmar Mueller-Grabherr, Marie Valentin Florin, Bob Harris, Damian Crilly, Goran Gugic, Joop Vegter,

Adriaan Slob, Ilke Borowski, Jos Brils, Integrated River Basin Management and Risk Governance, in: 01/2014; DOI:DOI 10.1007/978-3-642-38598-8 ISBN: ISBN 978-3-642-38597-1 In book: Risk-Informed

Management of European River Basins, Edition: The Handbook of Environmental Chemistry 29, Publisher:

Springer, Editors: Jos Brils, Werner Brack, Dietmar Mueller Grabherr, Philippe Negrel, Jan E. Vermaat, pp.241-265

▬ Geiske Bouma and Adriaan Slob, How Spatial Planning Can Connect to River Basin Management, in:

01/2014; DOI:DOI 10.1007/978-3-642-38598-8 ISBN: ISBN 978-3-642-38597-1 In book: Risk-Informed Management of European River Basins, Edition: The Handbook of Environmental Chemistry 29, Publisher:

Springer, Editors: Jos Brils, Werner Brack, Dietmar Mueller-Grabherr, Philippe Negrel, Ja E. Vermaat, pp.321-

345 ▬ Adriaan Slob and Michael Duijn, Improving the Connection Between Science and Policy for River Basin

Management, in: 01/2014; DOI:DOI 10.1007/978-3-642-38598-8 ISBN: ISBN 978-3-642-38597-1 In book:

Risk-Informed Management of European River Basins, Edition: The Handbook of Environmental Chemistry 29, Publisher: Springer, Editors: Jos Brils, Werner Brack, Dietmar Mueller-Grabherr, Philippe Negrel, Ja E.

Vermaat, pp.347-364

▬ Jos Brils, Bob Harris, Damia Barcelo, Winfried Blum, Werner Brack, Dietmar Mueller-Grabherr, Philippe

Negrel, Vala Ragnarsdottir, Wim Salomons, Adriaan Slob, Thomas Track, Joop Vegter, Jan E. Vermaat,

Synthesis and Recommendations Towards Risk-Informed River Basin Management, in: 01/2014; DOI:DOI

10.1007/978-3-642-38598-8 ISBN: ISBN 978-3-642-38597-1 In book: Risk-Informed Management of European River Basins, Edition: The Handbook of Environmental Chemistry 29, Publisher: Springer, Editors:

Jos Brils, Werner Brack, Dietmar Mueller-Grabherr, Philippe Negrel, Ja E. Vermaat, pp.367-391

Highlight: Gebieden Energie Neutraal

Lagere energiekosten, comfortabel én duurzaam. Daar gaan de koploperbedrijven van Gebieden

Energieneutraal voor. GEN is een initiatief van veertien koplopers, waaronder: kennisinstellingen,

bouw- en installatiebedrijven, energie- en netwerkbedrijven, banken, advocaten en notarissen, diverse

adviesbureaus.

Samen gaan deze partijen bewijzen dat het nu al haalbaar is om energieneutrale gebieden te realiseren.

Zij bundelen al hun kennis, ervaring en creativiteit om de trendbreuk die hiervoor nodig is te forceren

GEN levert een kant-en-klare aanpak om energieneutraliteit te bereiken, inclusief praktische

oplossingen. GEN doet dit voor gebieden met nieuwbouw en bestaande bouw. Maar ook voor

gebieden met vervangende nieuwbouw, ook wel ‘herontwikkeling’ of ‘herstructurering’ genoemd.

Deze aanpak en de bijbehorende oplossingen zijn in vergelijkbare gebieden uitstekend toepasbaar dan

wel kopieerbaar.

TNO speelde een sleutelrol in GEN via een aantal werkpakketten. Het werkpakket Kennismanagement

coördineert en geeft mede uitvoering aan de door GEN extern te publiceren resultaten (een

proceshandboek, voorbeeldboeken over de cases en een beleidsnotitie). TNO draagt zorg voor de

kwaliteit en bewaking van de kennisontwikkeling. Het werkpakket Omgevingsmanagement zorgt

ervoor dat naast de financiële, technische en contractuele zaken de mogelijke oplossingsrichtingen ook

ruimtelijk en bestuurlijk inpasbaar zijn. Hiertoe worden door TNO producten ontwikkeld als een

knooppuntenmatrix (tussen energie en ruimte), een bijdrage geleverd aan de stakeholderstrategie en

een inclusieve ontwikkelstrategie. In 2013 is dit programma afgerond.

Meer informatie: http://www.gebiedenenergieneutraal.nl/

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 43 / 63

In de discussie rond de topgebieden wordt veelvuldig de ‘Gouden driehoek’ tussen

kenniswereld, beleid en bedrijven opgevoerd. De maatschappij is vol van dergelijke

driehoeken. Sommige zijn succesvol en vormen problemen en uitdagingen om tot creatieve

en innovatieve oplossingen. Andere niet en verzanden in verstarring. Dit leidt tot de vraag:

hoe maak je van elke driehoek een Gouden Driehoek? Connectiviteit, de juiste

sturingsfilosofie en inzetten op een continue verbeterde en doelgerichtere uitvoering (‘leren

tijdens het doen’) vormen hierbij de sleutels en staan centraal bij de projecten in deze

onderzoekslijn.

Onderzoekslijn 3: Economie – de slimste regio qua mensen, kapitaal en

grondstofgebruik

De derde onderzoekslijn analyseert hoe regionale economieën als Nederland hun

concurrentiekracht kunnen vergroten door slimme inzet van ‘factor inputs’: kennis, mensen,

kapitaal en grondstoffen. Dit vergt bouw en onderhoud van databases die meten hoe het met

deze ‘factor inputs’ is gesteld, hoe die samenhangen met concurrentiekracht en toegevoegde

waarde, en bouw van modellen die de effecten van ontwikkelingen en beleidsopties

voorspellen.

Uitvoering. Deze onderzoekslijn is zeer kwantitatief ingestoken en richt zich op de

ontwikkeling van de kennisinfrastructuur voor het sluiten van kringlopen en de

ontwikkeling van een circulaire economie. Hij richt zich op het opbouwen van

grote, gedetailleerde globale/sectorale en regionale milieu-economische databases,

in combinatie met economische modellen. De databases worden opgebouwd via

grote EU projecten (internationaal) of via eigen investering (nationaal). In de

afgelopen jaren is een forse stap gezet door het koppelen van een geavanceerd

economisch model met multi-regionale input output databases. In samenwerking

met universiteiten en kennisinstituten wordt dit modelinstrumentarium in Europese

projecten verder ontwikkeld. De toepassing in het project RE-Europe laat zien dat

deze modellen succesvol toegepast kunnen worden in impact assessment studies. In

2013 is naast het toepassen veel werk verricht in het valideren en testen van dit

model, en het verbeteren van de onderliggende database. Een ander deel van dit

deelproject was gericht op het updaten van TNO’s regionaal economische

databases voor Nederland (NUTS drie regio’s) en Europa (NUTS twee regio’s). In

de gecofinancierde Europese projecten is voor de komende jaren EU-financiering

beschikbaar, waarmee a) de globale database wordt uitgebreid met globale fysieke

energiestromen tussen alle industriële sectoren en landen (iets geheel unieks) en b)

het economisch model verder wordt uitgebreid tot een ‘integrated assessment’

model.

Interactie met de kennisarena en bedrijven. Dankzij de grote Europese projecten

is er zeer sterke interactie met de internationale kennisarena op dit gebied. TNO

wordt wereldwijd gevraagd haar werk te presenteren. Voorbeelden zijn de UN

Commission on Environmental and Economic Accounting, World Resource forum,

de EU-Japan-US High level meetings on critical materials, etc..

Participatie in internationale programma’s. Zoals al aangegeven wordt een

belangrijk deel van het werk gedaan in het kader van internationale programma’s.

TNO heeft zich hierbij een rol verworven als dominante partij in het Europese

resource efficiency debat en een sturende partij in het organiseren van

internationale consortia voor grote tenders.

Overig. Tot 2010 financierde deze onderzoekslijn een AIO bij de Universiteit

Utrecht. Die AIO is na zijn promotie bij TNO in dienst gekomen. Verder bestaan

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 44 / 63

directe relaties met de vakgroep regionale economie van de Vrije Universiteit

(prof. Rietveld), een van de meest vooraanstaande in Nederland.

Highlight: Het EXIOMOD model - PROGNOSES VOOR 129 sectoren

Welke effecten hebben maatregelen, gericht op een schoon leefmilieu, op werkgelegenheid en

concurrentiepositie? Welke invloed heeft een toenemende grondstoffenprijs op de economische groei

op lange termijn? Wat merken specifieke bevolkingsgroepen van emissie- en brandstofheffingen voor

hun welvaartsniveau?

EXIOMOD kan het antwoord op dergelijke vragen geven. Dat is een geavanceerd, wereldwijd milieu-

economisch model waarmee beleidsmakers onderbouwde, strategische beslissingen kunnen nemen

over belangrijke kwesties, zoals duurzame ontwikkeling, klimaatverandering, grondstoffenschaarste en

economische groei.

Het door TNO ontwikkelde EXIOMOD maakt langetermijnvoorspellingen en impact assessment van

beleid mogelijk op lands- en Europees niveau. Het is wereldwijd het eerste model dat het economische

systeem met al z’n beperkende factoren zo gedetailleerd in kaart brengt. De onderliggende database is

ontwikkeld in het door TNO geleide project EXIOPOL. De database bevat gegevens over 129 sectoren

en goederen, en is wereldwijd het meest gedetailleerde bestand van materialen en economische

informatie.

EXIOMOD wordt dit jaar getest en gevalideerd. In 2013 is het model toegepast in een project voor het

Resource Efficiency Flagship van de ‘EU 2020’-strategie scenario’s produceren over een efficiënt

gebruik van de Europese voorraden en hulpbronnen tot 2050. De gebouwde omgeving is het centrale

aandachtsgebied.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 45 / 63

3 Vraaggestuurd Programma Duurzaam bouwen

3.1 Inleiding

De vraag aan de bouw verandert door de volgende maatschappelijke ontwikkelingen:

1. Het nieuw bouwen van woningen en infrastructuur neemt af en in plaats daarvan

wordt herbestemming, renovatie en onderhoud steeds belangrijker.

2. De oudere bevolking moet een omgeving geboden worden waarin zelfstandigheid

en mobiliteit gefaciliteerd worden.

3. Specificatie van het op te leveren resultaat wordt vervangen door een verlangde

prestatie over een langere tijd, beschreven in termen van diensten en kwaliteiten

voor de gebruikers (met garanties op het totale product).

4. De klant verlangt meer duidelijkheid over wat hij krijgt, meer gemak doordat een

totaaloplossing via één partij verkregen wordt en betere kwaliteit tegen

gegarandeerde prijs.

Ook de noodzakelijke energie-, materiaal-, en klimaattransities veranderen de bouw:

5. Lokale duurzame opwekking van energie, distributie en intelligente regeling,

opslag en veel efficiënter gebruik vergen ingrijpende veranderingen van de

gebouwde omgeving.

6. Een herbezinning op de enorme hoeveelheden gebruikte materialen met als doel

gesloten, zo lokaal mogelijke kringlopen van geringere volumes is dringend nodig.

7. Daarnaast zal onze omgeving aangepast moeten worden aan de gevolgen van

klimaatverandering met als een belangrijke opgave het combineren van voldoende

waterveiligheid met een aangename leefomgeving waarin de economische

ontwikkeling voort kan.

TNO Duurzaam bouwen ambieert een grote inbreng te hebben bij hierboven aangeduide

ontwikkelingen 1, 5, 6 en 7. Daarbij is het een belangrijke doelstelling om innovatieve

bedrijvigheid die bijdraagt aan de gewenste maatschappelijke veranderingen te genereren en

te versterken. Omdat het om majeure omslagen gaat, is het nodig om vanuit nationale en

Europese context met andere partijen hierin te opereren.

Dit hoofdstuk bevat het verslag over de werkzaamheden in 2013 van drie deelprogramma’s

die samen het vraaggestuurde programma Duurzaam bouwen vormen.

Deelprogramma’s

Woning- en utiliteitsbouw

Infrastructuur

Energie in de gebouwde omgeving

Veel onderzoekslijnen waarvoor de werkzaamheden hierna worden beschreven, zijn

gekoppeld aan bovenstaande ontwikkelingen 1, 5 en 6. Deze koppeling is als volgt:

Bij 1:

Woning- en utiliteitsbouw, Onderzoekslijn 3: Prestatiegericht bouwen.

Woning- en utiliteitsbouw Onderzoekslijn 4: Grensoverschrijdende innovaties (BIM ten

behoeve van data voor asset management).

Infrastructuur, Onderzoekslijn 1: Beoordelen (bestaande) constructies;

Infrastructuur, Onderzoekslijn 2: Nieuwe (weg)concepten (voor langere levensduur);

Infrastructuur, Onderzoekslijn 5: Virtueel bouwen (informatiemanagement) (ten behoeve

van data asset management).

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 46 / 63

Bij 3:

Woning- en utiliteitsbouw, Onderzoekslijn 2: Grensverleggende constructies

Infrastructuur, Onderzoekslijn 1: Beoordelen (bestaande) constructies

(levensduurbeschouwing en KPIs bij beoordeling en monitoring);

Infrastructuur, Onderzoekslijn 3:Duurzaamheid (Ecolabel).

Bij 5:

Infrastructuur, Onderzoekslijn 2: Nieuwe (weg)concepten (voor energieopwekking met

infrastructuur);

Energie in gebouwde omgeving: Hele deelprogramma.

Bij 6:

Woning- en utiliteitsbouw, Onderzoekslijn 1: Materialen in gebouwen

Infrastructuur, Onderzoekslijn 3: Duurzaamheid.

Bij 7:

Infrastructuur, Onderzoekslijn 6: Klimaatadaptatie (in dit programma in 2013 geen

activiteiten).

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 47 / 63

3.2 Deelprogramma Woning- en utiliteitsbouw

3.2.1 Inleiding

Doel van het deelprogramma Woning- en utiliteitsbouw is materiaalgebruik 80% lager,

reductie van beheers- en onderhoudskosten met 20%, en beperken van woonlasten. 80%

minder primair materiaalgebruik vereist een grote innovatieslag gericht op verlenging van

levensduur, hergebruik van materialen, lichter construeren en gebruik reststoffen uit andere

ketens. Aandrijver is de Europese resource efficiency en het Nederlandse afvalbeleid

(kosten storten).

De transitie van ‘gewoonte’ asset management (waarde van de woningen in Nederland: 990

miljard Euro, bedrijfsgebouwen 390 miljard Euro) naar science based asset management

vereist ontwikkelingen in monitoring, modellering en simulatie. De reductie van de kosten

door science based asset management is direct van belang voor gebouweigenaren en

-beheerders (onder andere Rijksgebouwendienst en woningcorporaties), maar ook voor het

beperken van de woonlasten.

Het deelprogramma Woning- en utiliteitsbouw kent vijf onderzoekslijnen:

1. Materialen in gebouwen met een langere levensduur, meer functionaliteit en lagere

milieu-impact. Deze lijn heeft een sterke link met het Topgebied High Tech Materials en

Systems, alsook met het ETP Materialen.

2. Grensverleggende constructies met hoogwaardige constructies, betere kwaliteit,

toegepast onder zwaardere omstandigheden, en met minder schades tot gevolg en met

behoud of zelfs verbetering van het comfort.

3. Prestatiegericht bouwen met gereedschappen voor ontwerp, realisatie en toetsing

waardoor overheid, opdrachtgevers, gebouweigenaren en bouwbedrijven objectieve en

toetsbare besluiten kunnen nemen.

4. Bouwinnovatie waardoor de bouwwereld sneller werkt, meer kwaliteit levert en

gebouwen levensloopbestendig zijn.

5. Systeemintegratie Glastuinbouw met een directe link met het Topgebied Glastuinbouw.

Vanaf 2012 uitgevoerd als onderdeel van het zelfstandige Vraaggestuurde Programma

Glastuinbouw.

3.2.2 Uitvoering in 2013

Materialen in gebouwen

Naar aanleiding van de strategische heroriëntatie is de scope van Materialen in gebouwen

iets aangepast in 2013: het onderdeel houtmodificatie is gestopt. De overige onderwerpen

binnen de onderzoekslijn Materialen in gebouwen zijn gecontinueerd en verdiept:

responsieve coatings, modificatie van binders (voor beton) en steenachtige materialen. De

trend die zich daarbij steeds duidelijker aftekent, is de samenwerking met industriële

partijen, waarbij niet meer wordt ingestoken op een uniforme materiaalkundige oplossing

alleen. De noodzakelijke materiaalkundige veranderingen worden aangegrepen om te vragen

voor welke toepassing het materiaal gebruikt wordt, zodat productspecifieke oplossingen

kunnen worden aangeboden. Over de gehele lijn wordt dit met marktpartijen uitgewerkt in

op IP gestoelde model- en productontwikkelingstrajecten.

Grensverleggend construeren

Om beter grip te krijgen op het effect van ontwerp en realisatie op trillingsniveaus in

gebouwen is in 2013 een model uitgewerkt om de effecten van laagfrequente trillingen vast

te stellen. Dit speelt met name bij lichtere bouwconstructies die in toenemende mate worden

gerealiseerd.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 48 / 63

Prestatiegericht bouwen

De onderzoekslijn Prestatiegericht bouwen concentreert zich op de voorspelling van

levensduur en een probabilistische methodiek voor het omgaan met onzekerheden. De

ontwikkelde instrumenten zijn nu gevalideerd op operationeel niveau (gebouwschil), alsook

verder ontwikkeld voor een integrale beoordeling op tactisch niveau (woningen, kantoren,

zorgbouw). In samenwerking met VABI is in 2012 het Platform Renovatie en Onderhoud

(PRO) opgericht dat zich richt op een 60-tal woningcorporaties. Daarnaast zijn met de sector

diverse trajecten in gang gezet waarmee de prestaties, in de toepassing in de tijd, door de

keten heen worden geüniformeerd.

Naar aanleiding van de uitgave van het boek “Roadmap voor resultaat – Brandveiligheid

2.0” in 2012, waarin betrokken stakeholders hebben aangegeven dat het gebruik van de

risicobenadering essentieel is voor toekomstige regelgeving, is een aanzet gegeven voor de

principes van de risicobenadering. Ook internationaal is belangstelling getoond voor deze

principes en een aanzet is gegeven om dit ook internationaal te gaan aanpakken om een

breed draagvlak te creëren.

Bouwinnovatie

De in 2012 opgezette Innovation Support Tool (IST) is in 2013 verder doorontwikkeld.

Deze toetst innovatiepotentie van een ‘idee’ voor bouwproduct of dienst met een focus op

de technologische haalbaarheid en de implementeerbaarheid in de markt.

3.2.3 Onderzoekprogramma’s en netwerken

De onderzoekslijnen zijn een essentieel onderdeel van een portfolio die in samenspraak met

bedrijven, overheden en branches wordt ontwikkeld. Materiaalonderzoek wordt in

belangrijke mate uitgevoerd in Europese (FP7) projecten en is gekoppeld aan de agenda van

Nederlandse bedrijven (bijvoorbeeld AKZO, Inashco, MKB). Ook worden de

levensduurprojecten in samenspraak met branches en ondernemers opgesteld. Een nadeel

van deze aanpak is dat korte termijndoelen de overhand kunnen nemen. Dit wordt versterkt

door een markt in grote crisis. Door een marktaanpak van ‘clusters van clusters van

koplopers’ wordt bevorderd dat het onderzoek niet alleen tot innovaties leidt bij enkele

spelers, maar tot keteninnovatie.

De ambities voor het deelprogramma op materiaalgebied sluiten goed aan bij Grand

Challenges van de Europese Unie op dit punt; met name de roadmaps resource efficiency,

E2B en Spire. Ook belangrijk voor de ontwikkeling van Europese samenwerking is dat de

enorme renovatieopgave onderkend wordt - zie het initiatief Renovate Europe.

Samenwerking is verder op deelterreinen in ontwikkeling binnen topsectoren. Er zijn

relaties met TKI Energie gebouwde omgeving (verbetering energieprestatie is voor

belangrijk deel gekoppeld aan renovatie), HTSM (materialen), Creatieve industrie (BIM,

Cultureel erfgoed). De aansluiting met de per 2014 te starten Bouwcampus is goed.

3.2.4 Resultaten

Materialen in gebouwen

Responsieve coatings en films: In 2011 zijn business cases gemaakt voor de

toepassingsmogelijkheden van de fundamentele kennis rondom coatings binnen TNO.

Hieruit zijn twee potentieel interessante richtingen gekomen: 1) De ontwikkeling van

demontabele tegellijmen; deze is in 2012 verder verkend en heeft geleid tot een

octrooiaanvraag in combinatie met een Nederlandse marktpartij. 2)Vochtsignalerende

coatings. Dit onderwerp is met een verffabrikant verder uitgewerkt in een 10% EZ-co

traject, wat inmiddels vervolg heeft gekregen in een 25% EZ-co traject.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 49 / 63

Resource efficiency wordt bediend door het zoeken naar waardevermeerdering van

bijproducten, met name in de richting van alternatieve bindmiddelen. Besloten is om

deze IP niet in een patent maar in ‘protected knowledge’ te beschermen. Op basis van

deze kennis er zijn twee nieuwe trajecten in ontwikkeling en is een Europees voorstel

(Adaptiwall) gehonoreerd.

Behouden en conserveren: er zijn twee nieuwe methoden ontwikkeld voor het versnelde

kristallisatie testen van reparatiemortels. Deze zijn opgenomen in het Europees traject

Nanomatch. Daarnaast is in 2013 gewerkt aan de ontwikkeling van software

ondersteuning bij de inzet van onderhoudsbudgetten in de monumentenzorg. Een

tweetal instanties hebben interesse getoond. Commercialisatie is in de huidige markt

echter lastig.

Grensverleggend construeren

Trillingen en geluid: de in 2010 ontwikkelde methodiek UIL is in 2011 omgevormd tot

een robuuste kern en instrumentarium voor de berekening van trillingen en geluid. In

2013 is een onderliggend model nader uitgewerkt.

Boven normatieve beoordelingen: in 2013 is een position paper gepresenteerd over het

beoordelen van het gedrag van beton onder brandomstandigheden op basis van een

simpel maar wel wetenschappelijk verantwoord model, waarbij rekening is gehouden

met het sterke stochastische gedrag van beton.

Prestatiegericht bouwen

Levensduurvoorspelling: In 2011 is reeds de keuze gemaakt om de levensduurmodellen

op operationeel vlak te koppelen aan de besluitvorming rondom onderhoud op tactisch

vlak voor met name woningcorporaties. Specifiek is daarmee gewerkt aan een

levensduurmodel op tactisch (woning-)niveau. Deze is in 2013 gekoppeld met de asset

modellen van de TNO spin-off VABI, als onderdeel van een platform voor renovatie en

onderhoud voor woningcorporaties (PRO).

Het is commercieel niet mogelijk gebleken om de webapplicatie Kozijnbrein in 2014

aan de markt aan te bieden. Een nieuw businessmodel is uitgewerkt en in 2014 zal de

applicatie beschikbaar komen om toegepast te worden in de praktijk.

Brandveiligheid: de principes van een risicobenadering zijn vastgesteld en met

internationale experts nader bediscussieerd. Door het ministerie van Volksgezondheid,

Welzijn en Sport is belangstelling getoond om deze aanpak verder uit te werken en te

implementeren voor zorggebouwen. Deze uitwerking zal naar verwachting in 2014

aanvangen.

Bouwinnovatie

Innovatie Support Tool, IST: voor de beoordeling van de kansen en realiseerbaarheid

van innovaties in de bouw is in 2012 een methodiek ontwikkeld. In 2013 is deze

methodiek nader uitgewerkt en gevalideerd en in samenspraak met de markt gebruikt

om innovaties te ondersteunen en te ontwikkelen. In 2014 zal dit instrument breder

worden uitgerold bij door TNO ondersteunde innovaties.

Patenten

Er is een viertal patenten in aanvraag op het vlak van biofilmfermentatie, betonbinder-

ontwikkeling, ontwateringsplaten en tegellijmen. Daarnaast liggen er vijf

samenwerkingsovereenkomsten voor de marktintroductie van de ontwikkelde

levensduurmodellen. In samenwerking met Delft Patents wordt de mogelijkheid verkend

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 50 / 63

voor het oprichten van een kennis-BV rondom Houtverlijmingstechnieken en

Houtmodificatie.

Samenwerking

De resultaten binnen het vraaggestuurde programma zijn binnen TNO veelal behaald in

nauwe samenwerking tussen de verschillende expertisegebieden en programma’s

(bijvoorbeeld het ETP Materialen en Modellen, het vraaggestuurde programma

Infrastructuur en MKB). Daarnaast is een aantal projecten in samenwerkingsverbanden

uitgevoerd (waaronder TNO cofinancieringsprojecten en diverse Europese projecten) met

andere (nationale en/of internationale) kennisinstituten en marktpartijen.

Op de onderwerpen BIM en brandveiligheid is in 2012/2013 verdergaande samenwerking

met het Franse CSTB verkend.

Kennisoverdracht

Kennisoverdracht is in de meeste gevallen in de projecten verankerd. Zo zijn in een aantal

projecten workshops opgenomen voor de kennisoverdracht en is een aantal publicaties

verschenen (zie ‘output’).

Publicaties

Het Deelprogramma heeft een veelheid aan resultaten opgeleverd in de vorm van onder

andere rapporten, publicaties, presentaties en interviews. Een aantal van de publicaties zijn

peer reviewed.

Een overzicht van de globaal gerealiseerde aantallen (2013):

4 rapporten

4 wetenschappelijke bijdragen

1 conferentiebijdragen

4 populair wetenschappelijke bijdragen

3 workshops (organisatie/bijdragen)

1 instrument en software

3.3 Deelprogramma Infrastructuur

3.3.1 Inleiding

Infrastructuur is een voorwaarde voor het functioneren van economie en samenleving. Goed

functionerende infrastructuur lijkt een vanzelfsprekendheid. Pas als de infrastructuur niet

goed werkt, valt het op en komt die in het nieuws. De economische waarde van de civiele

infrastructuur in Nederland wordt door het CBS geraamd op ruim 340 miljard Euro. Om

deze ‘assets’ in goede staat te houden geven alle beheerders samen jaarlijks ongeveer 6

miljard Euro uit. De term ‘vermogensbeheer’ is met recht van toepassing op beheer en

onderhoud van infrastructuur.

Verschillende ontwikkelingen samen maken innovaties in infrastructuur hard nodig. De

belangrijkste trends hierbij zijn:

Veel civiele kunstwerken naderen het einde van de ontwerplevensduur. Er zijn geen

financiële reserves opgebouwd voor de eventuele vervanging. Uitdaging is een veilige

verlenging van de levensduur mogelijk te maken.

De intensiteit van het gebruik van de transportnetwerken is de afgelopen decennia sterk

toegenomen, waardoor verstoringen door onderhoudswerkzaamheden tot een minimum

beperkt moeten blijven. De beschikbaarheid moet dicht bij de 100% liggen.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 51 / 63

Door de voortgaande stedelijke verdichting is meervoudig ruimtegebruik nodig.

Tunnels en multifunctionele waterkeringen die minder ruimte innemen bieden hiervoor

soelaas.

Vermindering van de milieubelasting is nodig. Bij infrastructuur gaat het vooral om

vermindering van de CO2-uitstoot, het gebruik van bouwgrondstoffen, afvalstromen en

transportafstanden.

Overheidsbudgetten waaruit infrastructuur wordt betaald, zullen de komende jaren

verder afnemen. Dit geldt voor de rijksoverheid (Rijkswaterstaat, Prorail) en ook voor

provincies en gemeenten.

Binnen het hierboven genoemde kader worden voor het deelprogramma Infrastructuur

innovaties nagestreefd met de volgende drie doelen:

1) Lagere Life Cycle kosten van infrastructuur.

2) Minder verkeershinder en een maximale beschikbaarheid.

3) Minder milieubelasting en omgevingshinder door aanleg en onderhoud.

TNO meet haar impact af aan de bijdrage aan deze drie doelen, waarbij de veiligheid en de

functionele eigenschappen van infrastructuur gewaarborgd blijven.

3.3.2 Uitvoering in 2013

Het Vraaggestuurde Programma Infrastructuur is uitgevoerd aan de hand van ongeveer 25

projecten die alle bijdragen aan de volgend ontwikkelingslijnen1

1 Beoordelen bestaande constructies

2 Nieuwe (weg)concepten

3 Duurzaamheid

4 Hindervrij bouwen

5 Virtueel bouwen

6 Klimaatadaptatie

Aansluitend is per ontwikkelingslijn een overzicht gegeven van de belangrijkste resultaten.

Beoordelen bestaande constructies

Het overgrote deel van de Nederlandse (en Europese) constructies is ouder dan 40 à 50 jaar

en om technische (veiligheids)redenen, mogelijk toe aan vervanging of versterking. Reden

dat beheer- en onderhoud in de infrastructuur voor een belangrijk deel dus ook op dit deel

van het areaal is gericht. De projecten binnen de ontwikkelingslijn kunnen grofweg worden

onderverdeeld in de volgende drie subonderdelen:

Structural assessment: het (rekenkundig en modelmatig) vaststellen van de

(rest)levensduur.

Condition monitoring: het verkleinen van onzekerheden over de (rest)levensduur

door het uitvoeren van metingen gedurende het gebruik.

Repair: het uitstellen van vervanging door repareren

Structural Assessment

Omdat het vervangen of versterken van oude constructies in veel gevallen duurder is dan

deze (ongewijzigd) te handhaven, loont het om het inzicht te vergroten in hun werkelijke

1 De genoemde ontwikkelingslijnen zijn omschreven in TNO-rapport DIR-2010-R165-SO

(MeerJarenProgramma 2011-2014 Thema Gebouwde Omgeving, d.d. 27 september 2010).

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 52 / 63

restlevensduur. Daartoe is een oordeel over de sterkte van deze constructies en de werkelijke

belasting waaraan deze onderhevig zijn essentieel, in het bijzonder omdat bekend is dat met

betrekking tot beide aspecten de constructies zijn ontworpen op basis van conservatieve

uitgangspunten. Een deel van de projecten binnen het Vraaggestuurde Programma

Infrastructuur is dan ook juist gericht op beoordelen van bestaande constructies en

aanwezige belastingen. Binnen dit kader is onder andere in Europees verband gewerkt aan

het ontwikkelen van een eenduidige methodiek hiervoor. Het is de verwachting dat deze

methodiek in 2014 uitkristalliseert tot een geaccepteerd instrument voor de beoordeling van

bestaande constructies. Vanuit Nederland wordt hierbij aangesloten op de projecten die

binnen het samenwerkingverband van InfraQuest worden uitgevoerd (RBK-Beton en RBK-

Staal) en voornamelijk een relatie hebben met het hoofdwegennet. De ontwerpfilosofie is

hierbij geënt op een (semi)probabilistische, risico-gebaseerde kostenafweging, wat tevens

mogelijkheden biedt voor een economisch verantwoorde veiligheidsbeschouwing van

bestaande constructies.

Voor het onderliggende wegennet (lagere overheden, provincies en gemeenten) is in 2013

gewerkt aan speciale instrumenten die het asset management voor deze groepen beter

mogelijk maken. Zo is binnen het project "inzage in Assets” een verkennend onderzoek

gedaan naar een quick scan voor kunstwerken en is nagegaan welke mogelijkheden

proefbelasten geeft voor kunstwerken met kleine overspanningen. De resultaten duiden erop

dat voor lagere overheden andere bedreigingen gelden dan voor rijkswegen, maar ook dat er

nieuwe kansen zijn (proefbelasten, lagere verwachte belastingen, etc.). Voor de komende

jaren is het de uitdaging om hiervoor nieuwe (belastingmodellen)modellen en

(proef)belastingprocedures (inclusief de bijbehorende criteria) te ontwikkelen en op te

stellen.

Condition monitoring

Monitoren wordt gezien als een van de ontwikkelingen om onzekerheden rondom verwachte

beheers- en onderhoudsinspanningen te minimaliseren: door gericht te meten kunnen

risico’s worden verkleind. In 2013 is, in samenwerking met de Enabling Technology

Programma’s (ETP’s) Modellen en AMSN van TNO een grootschalig demonstratieproject

aan de Van Brienenoordbrug gestart. Binnen dit project wordt de benodigde kennis

ontwikkeld ten behoeve van het asset management van stalen bruggen met orthotrope

rijdekken. Door het combineren van globale (AE) en lokale (scheur-)metingen met

(probabilistische) voorspellingen wordt een betrouwbaar inzicht verkregen in de effecten

(degradatie, reparaties, kosten) bij de verschillende onderhoudsscenario’s. In 2013 is

voornamelijk de modelkant belicht door deze te valideren op proeven in het laboratorium en

op de Van Brienenoordbrug. Daarnaast is een eerste aanzet gegeven tot de ontwikkeling van

een “asset management decision support tool”. Het project wordt in 2014 voortgezet en

afgerond.

Verder is een inventarisatiestudie gedaan naar het gebruik van satellietbeelden voor het

monitoren van de staat van de verschillende assets (constructies, maar ook van wegen).

Deze ontwikkelingen sluiten aan op de werkzaamheden binnen het Europese Project

TRIMM, waarin aandacht wordt besteed aan nieuwe, geavanceerde meettechnieken voor het

ondersteunen van effectief onderhoud. De resultaten in 2013 hebben vooral geleid tot een

beter inzicht in het modelleren van kosten en baten van beheer en onderhoud van wegen en

bruggen en het optimaliseren van onderhoud in de infrastructuur met behulp van

betrouwbaarheidsanalyses. De satellietmetingen en de INSAR technologie bieden goede

vooruitzichten en worden in 2014 nader belicht.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 53 / 63

Nieuwe (weg)concepten

Ontwikkeling van nieuwe materialen of het toepassen van bestaande materialen binnen

nieuwe toepassingen vragen om een afweging waarbij verstandig met de daarbij behorende

risico’s wordt omgegeaan. Dit komt vooral tot uitdrukking in het werkveld van wegenbouw-

materialen en –constructies. Ten einde de levensduur van asfalt te verlengen is in de

afgelopen jaren kennis ontwikkeld voor het modelleren van het gedrag van asfalt (FCAM,

Fysisch Chemische Asfalt Modellering). In 2013 is onder andere de

temperatuursafhankelijkheid van de microstructuur van bitumen verder onderzocht en in

kaart gebracht met behulp van AFM en DSC metingen. Ook is de interactie van bitumen en

minerale vulstofdeeltjes onderzocht en de effecten daarvan op de microstructuur. Het model

biedt daardoor meerwaarde en kansen voor andere projecten zoals het eind 2013 gestarte

project (CQ-PMB, Charterization & Qualification of Polymer Modified Bitumina), waarin

polymeergemodificeerde bindmiddelen worden onderzocht en waarvan getracht wordt de

bindmiddelen te karakteriseren en een voorspelling te doen van hun mechanische prestaties

in asfalt. Tevens is in 2013 gestart met een promotieonderzoek op het gebied van het self-

healing potentieel van asfalt. Het onderzoek sluit aan bij het onderzoek van FCAM, maar

biedt daarnaast een experimentele onderbouwing van het ontwikkelde materiaalmodel.

Een van de zaken binnen de GWW is de doorlooptijd van innovaties waarbij nieuwe

concepten binnen korte tijd en een acceptabel risico worden geïntroduceerd in de praktijk.

Hiertoe zijn in 2013 binnen het project APAS (Accelerated Pavement Assessment) twee

belangrijke pijlers geïdentificeerd voor het versneld kunnen beproeven van open asfalt

deklagen: 1) het kunnen opleggen van representatieve en systematische veroudering en 2)

het kunnen opleggen van representatieve deformaties/belastingen. Het blijkt namelijk uit

recente studies dat dit specifieke deformaties zijn die samen de meeste schade aan de

deklaag tot gevolg hebben wanneer de mechanische eigenschappen van de deklaag zodanig

zijn door veroudering dat opgebouwde spanningen niet meer kunnen worden opgevangen.

Verder is op het gebied van nieuwe materialen voor de wegenbouw de tweede fase van een

TNO cofinancieringsproject op het gebied van vezelversterkt asfalt uitgevoerd. De vezels in

dit materiaal kunnen ervoor zorgen dat de levensduur van het asfalt wordt verlengd en dat de

problematiek rondom de korte levensduur van asfaltmengels in het algemeen en ZOAB in

het bijzonder wordt aangepakt.

Tenslotte is een deelonderzoek uitgevoerd voor de door TNO geïnitieerde en getrokken

innovatie SolaRoad (zonne-energie uit wegen). In dit project (TopPrestatie) wordt samen

met marktpartijen onderzoek gedaan naar de toplaag van dergelijke infrastructurele

elementen, ten behoeve van een optimale afweging op de drie kernwaarden van deze

bijzondere toplaag, zijnde: (1) veiligheid (stroefheid), (2) hechting en (3) transparantie. Het

project richt zich hierbij in het bijzonder op de ontwikkeling van geschikte

beoordelingsmethoden. Ten aanzien van nieuw te ontwikkelen materialen om toegepast te

worden als toplaag is inzicht ontstaan in de maatgevende belastingen. Hierdoor kan relatief

snel beoordeeld worden of het betreffende materiaal in staat zal zijn om het gewenste

veiligheidsniveau tijdens de levensduur te vervullen.

Duurzaamheid

Duurzaamheid is een van de EMVI criteria waarlangs aanbestedingen steeds vaker worden

uitgevraagd. Voor de beoordeling van de duurzaamheid van conventionele oplossingen

(materialen, concepten) zijn op de markt gangbaar geaccepteerde methoden beschikbaar.

Echter, voor de beoordeling van de duurzaamheid van materialen en oplossingen buiten de

gebaande paden bestaan geen handvatten, wat de introductie belemmerd. Binnen het project

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 54 / 63

Duurzaamheidskompas is in de afgelopen drie jaar een instrument ontwikkeld waarmee deze

aspecten wel kunnen worden beoordeeld. De vervolgfase voor verdere ontwikkeling is nog

niet gestart, maar staat nog steeds op de planning voor 2014.

Parallel is in 2013 het driejarige Europese KP7 project ECOLABEL gehonoreerd en gestart

(oktober 2013). Het doel van dit project is om op een Europese “Ecolabelling” methode te

ontwikkelen voor wegmaterialen. Uiteindelijk moet dit leiden tot een set van aanbevelingen

om vooruitgang te boeken in het gebruik van meer verantwoorde ecologische en

economische oplossingen bij wegconstructies en onderhoudsprojecten.

Hindervrij bouwen

In termen van kosten en baten bij de aanleg en onderhoud van infrastructurele werken, is

hinder een van de belangrijkste parameters. Behalve hinder voor de gebruiker zijn ook de

omwonenden belanghebbend. Om de hinder in tijd voor omwonenden te verkorten, wordt

vooral ingestoken op het optimaliseren van de logistieke keten. In 2013 zijn geen projecten

uitgevoerd met hindervrij bouwen als expliciet ontwikkelelement (met uitzondering van

CargoVibes, zie hieronder). Veel van de projecten binnen de overige ontwikkelingslijnen

kennen hun motivatie echter wel bij hindervrij bouwen. Zo staat een langere levensduur van

wegen en constructies immers ook garant voor minder bouwhinder.

Binnen het in 2013 (vrijwel) afgeronde Europese project CargoVibes staat omgevingshinder

door treintrillingen wel centraal. In dit project is nagegaan welke maatregelen effectief zijn

en op welke wijze dit betrouwbaar kan worden gemodelleerd. De hiervoor ontwikkelde

modellen zijn binnen het project CargoVibes experimenteel gevalideerd. Dit heeft

uiteindelijk geleid tot het beschikbaar krijgen van een gevalideerde beoordelingsmethodiek

voor het beoordelen van trillingen door treinen.

Virtueel bouwen

Een kenmerk van de bouwwereld is het grote aantal spelers en of betrokkenen. Uit ervaring

is bekend dat deze versnippering leidt tot bouwfouten. Automatiseringen in het ontwerp- en

bouwproces kunnen een bijdrage leveren in het terugdringen van bouwfouten en -kosten.

Binnen de gebouwde omgeving is het concept van BIM tot op heden vooral gericht op

gebouwen. Infrastructuur wordt gekenmerkt door trajecten (een brug is onderdeel van een

netwerk waarin zich ook wegen bevinden). Verschillende objecten bevinden zich op

verschillende schaalniveaus en vragen om verschillende karakteristieken in een nog te

ontwikkelen objectenbibliotheek. Om hier meer inzicht in te verwerven is in 2012 een

Europees project gestart waarin samen met Rijkswaterstaat wordt geparticipeerd. Het project

Virtual Construction for Roads (V-Con) heeft als uiteindelijk doel om data uitwisseling in

de GWW optimaal te benutten. Het ontwikkelen van een standaard voor data-uitwisseling

heeft hierbij prioriteit.

In 2013 is binnen V-Con een aanpak ontwikkeld die in de sector veel gebruikte informatie-

modelleringsstandaarden zoals IFC (voor het modelleren van kunstwerken), GIS (voor het

modelleren van gebieden) en COINS (voor het modelleren van Systems Engineering) met

elkaar verbindt en gebruik maakt van toekomstbestendige ICT methodieken volgens het

Linked Open Data principe. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de semantic web

technologie van het OWL. Deze hybride aanpak bevindt zich op het raakvlak tussen

verschillende andere aanpakken in en maakt een geleidelijke overgang naar nieuwe

methodieken mogelijk. In het project wordt behalve met Rijkswaterstaat ook samengewerkt

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 55 / 63

met onze strategische partner CSTB en de nationale wegbeheerders uit Zweden

(Trafikverket).

Klimaatadaptatie

De verandering van het klimaat kan in de komende decennia leiden tot grotere

weersextremen, zoals hevige neerslag, grote droogte, zware stormen. Dit heeft onder andere

veranderingen in de waterafvoer van rivieren tot gevolg (andere hoog- en laagwaterstanden)

en stelt extra eisen aan de robuustheid van bouwwerken. Daarnaast kunnen infrastructurele

werken een bijdrage leveren aan de klimaatrobuustheid van de samenleving.

Er zijn in 2013 geen projecten uitgevoerd die zich specifiek richtten op de problematiek van

klimaatveranderingen. Overigens is de kennisinvestering op het gebied van waterveiligheid

en natte kunstwerken wel een aandachtspunt. Dit is opgenomen in de programmering van

2014. De problematiek van deze projecten kan echter ook worden geschaard onder de

ontwikkelingslijn Beoordelen Bestaande Constructies.

3.3.3 Samenwerking

Een deel van de projecten is in meer of mindere mate medegefinancierd door bedrijven,

overheden of de EU. De meeste contra gefinancierde projecten betreffen onderzoeken die

onderdeel uitmaken van een groter nationaal of internationaal onderzoeksprogramma.

Daarnaast is, onder andere in TNO-cofinancieringsprogramma’s, samengewerkt met

brancheverenigingen en/of individuele bedrijven (MKB).

Binnen het Vraaggestuurde programma is deelgenomen aan de volgende internationale

projecten: CargoVibes, TRIMM, ECOLABEL, V-CON en Leonardo da Vinci. Deze

projecten, en ook de projecten in minder formele internationale samenwerkingsverbanden

(zoals fib, JCCS, ESSC, RILEM, etc.) kenmerken zich door internationale samenwerking

met bouwbedrijven, onderzoeksinstellingen en producenten, voornamelijk op de gebieden

constructieve veiligheid van stalen, aluminium en betonnen constructies, risicoanalyse en

probabilistische methoden.

De uitgevoerde TNO-cofinancieringsprojecten betroffen: Duurzaamheidskompas, CQ-PMB,

TopPrestatie en Vezelversterkt Asfalt. Al deze projecten worden in 2014 vervolgd (met

uitzondering van Duurzaamheidskompas, dat gaat een nieuwe fase in).

Voor de afstemming van de onderzoekswerkzaamheden is overleg geweest met het

ministerie van Infrastructuur en Milieu en InfraQuest. Het expertisecentrum InfraQuest is

een samenwerkingsverband van Rijkswaterstaat, de Technische Universiteit Delft en TNO

waarbij specialisten op het gebied van wegenbouw en civieltechnische constructies

gezamenlijk werken aan kennisontwikkeling en vernieuwende, toekomstgerichte

oplossingen. Gezien het strategisch belang van het expertisecentrum InfraQuest is een

belangrijk deel van de kennisinvesteringen van de propositie Infrastructuur gericht op de

kennisontwikkeling zoals InfraQuest die voorstaat. Deze ideeën zijn vastgelegd in de

Masterplannen van InfraQuest.

Verder hebben TNO en ProRail op 3 juni 2013 een samenwerkingsovereenkomst getekend.

Het doel van deze alliantie is om gezamenlijk bij te dragen aan een verbetering van het

spoorsysteem in haar omgeving door innovaties te ontwikkelen en te realiseren. Daarbij

staat de bundeling van de kennis van TNO over toekomstige mogelijkheden van nieuwe

technologieën en toepassing van technologie uit andere sectoren met de kennis van ProRail

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 56 / 63

over de spoorweginfrastructuur en omgeving centraal. Een deel van de op te pakken

vraagstukken is momenteel niet eenvoudig oplosbaar met 'in de markt' verkrijgbare kennis

en vragen om pre-concurrentiële kennis en innovatie. Waar mogelijk en relevant wordt

getracht gebruik te maken van overheidsprogramma's en (Europese) subsidies.

De problematiek van ProRail sluit voor een deel aan op de prioriteiten zoals die ook binnen

InfraQuest zijn vastgelegd (voornamelijk bestaande constructies). Daarnaast kent ProRail

ook haar eigen specifieke kennisontwikkelingspunten (deelsystemen):

Doorsnijden (overwegen, preventie koperdiefstal, suïcidepreventie en tunnelveilig-

heid).

Dragen en Geleiden (monitoring van railinfrastructuur en kunstwerken, verwerken

informatie, geluid en trillingen en levensduurverlenging van kunstwerken).

Voeden (exploratief thema gericht op hybride voedingssystemen voor regionale lijnen).

Communicatie (exploratief thema gericht op toekomstige technologie en

mogelijkheden en beperkingen voor spoorsysteem, onder meer interferentie UMTS).

Binnen de samenwerking wordt daarnaast vorm aan de volgende twee onderwerpen gegeven

die een dwarsdoorsnede vormen van de deelsystemen uit de techniekvisie: (1) informatie en

gedragsbeïnvloeding en (2) monitoring en assetmanagement. Met name het deelsysteem

‘Doorsnijden’ en de laatstgenoemde dwarsdoorsnede is in dit opzicht relevant voor het

onderhavige vraaggestuurde programma.

3.3.4 Resultaten

Bereikte resultaten en octrooien

De resultaten van de verschillende projecten (zie voorgaande paragraaf) hebben geleid tot

een verbeterd inzicht in de gestelde doelen en de wijze waarop deze positief kunnen worden

beïnvloed. Vooral op het gebied van levensduurverlenging en monitoring zijn grote stappen

gemaakt, die in 2014 zullen leiden tot het eerste ‘full scale bridge monitorsysteem’ in

Nederland (mogelijk Europa of de wereld). De ontwikkelde kennis op het gebied van

beoordelingsmodellen voor bestaande constructies wordt op Europees niveau

geïmplementeerd in daartoe geëigende richtlijnen. Alvorens deze richtlijnen zullen leiden tot

Europese (en dus Nederlandse) normen, dienen deze verder te worden ontwikkeld en

wettelijk te worden geformaliseerd. Normaliter zijn dit trajecten van vele jaren. Het is de

verwachting dat de Eurocode normen voor bestaande constructies omstreeks 2018 van

kracht zullen worden verklaard.

De ontplooide initiatieven hebben in 2012 in een aantal gevallen geleid tot octrooien of

aanzetten daartoe. Op het gebied van reparaties van (beton)constructies is in 2012/2013 een

onderzoek uitgevoerd om de levensduur van conventionele reparaties te verbeteren met

behulp van elektrochemische reacties (electro-shock). Op basis van nieuwe resultaten in

2012 is de ‘feasibilty’ voor het principe van de methode geleverd. In 2013 is een octrooi-

aanvraag ingediend voor deze verbeterde methode voor betonreparatie met langere

levensduur (ElectroActive Repair, EAR) samen met NTNU Trondheim (prof. M. Geiker).

Deze is inmiddels positief bevonden door de European Patent Office. Verder is in 2013

nagegaan of een nieuwe controlemethode voor de dichtheid (chloridediffusie) van beton bij

oplevering van nieuwbouw kon worden uitgewerkt tot een octrooi. De controlemethode is

vermoedelijk echter niet octrooieerbaar doordat hier al teveel door anderen over is

gepubliceerd.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 57 / 63

In 2012 is een octrooiprocedure gestart voor de klikvoeg. Dit concept behelst het monteren

van een gestandaardiseerde ‘cradle’ op een kunstwerk waarop verschillende types

voegovergangen snel gemonteerd kunnen worden door ze te voorzien van een op de cradle

passende ‘cassette’. Sneller monteren betekent minder voertuig-verliesuren bij onderhoud

aan bruggen en viaducten omdat voegvervanging hierbij op het kritieke tijdspad zitten. In

2013 is een patentaanvraag ingediend en is het idee binnen het interprovinciaal overleg

(IPO) positief besproken. De gesprekken over aanbesteden zijn nog lopende.

Samenwerking

De resultaten binnen het vraaggestuurde programma zijn veelal behaald in nauwe

samenwerking tussen de verschillende expertisegebieden, thema’s en programma’s (zoals de

ETP’s Materialen, Modellen en AMSN). Daarnaast is een aantal projecten in

overkoepelende programma’s uitgevoerd (waar onder TNO-cofinancieringsregeling en

diverse Europese projecten). In de meeste gevallen zijn dergelijke onderzoeken uitgevoerd

met andere (nationale en/of internationale) kennisinstituten en marktpartijen (zie ook

paragraaf Samenwerking).

Kennisoverdracht

Kennisoverdracht is in de meeste gevallen in de projecten verankerd. Zo kent een aantal

projecten expliciete workshops voor de kennisoverdracht en is een groot aantal publicaties

verschenen (zie ‘output’).

Behalve kennisoverdracht binnen de projecten was er kennisoverdracht in individuele

besprekingen met klanten (via expertise of themalijn) en zijn er gedurende het jaar diverse

presentaties gegeven, onder andere samen met de Technische Universiteit (maandelijkse

colloquia met het MicroLab) en door middel van diverse (wederzijdse) lunchlezingen met

de InfraQuest partners (Rijkswaterstaat/Technische Universiteit Delft).

Output

Het Vraaggestuurde Programma heeft een veelheid aan resultaten opgeleverd in de vorm

van onder andere rapporten, publicaties, presentaties en interviews. Een aantal van de

publicaties is peer reviewed. Een gedetailleerd overzicht is gegeven in de verschillende KIP-

verslagen met betrekking tot de propositie Infrastructuur. In totaal zijn ongeveer 25

rapporten geproduceerd, 20 wetenschappelijke bijdragen (waarvan ca. 10 peer-reviewed), en

meer dan 35 conferentiebijdragen, populair (wetenschappelijke) publicaties en bijdragen aan

workshops.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 58 / 63

3.4 Deelprogramma: Energie in de Gebouwde Omgeving

3.4.1 Highlight

In 2013 heeft TNO opdracht gekregen om de volgende generatie energieprestatiemodellen te

ontwikkelen voor de CEN (Comité Européen de Normalisation). Deze modellen zullen als

basis gebruikt gaan worden om de verschillende normen beter op elkaar te laten aansluiten.

Het is de bedoeling dat deze modellen de basis gaan vormen voor het toekomstige Europese

en nationale energieprestatie beleid. TNO is coördinator van het TC89 (Thermal

performance of buildings and building components) consortium en lid van het overall

Energy Performance of Buildings coördinatieteam.

3.4.2 Inleiding

Om de mondiale trends van toenemende schaarste van conventioneel winbare fossiele

brandstoffen en de effecten van de voorspelde klimaatverandering te kunnen doorbreken,

speelt de gebouwde omgeving een cruciale rol. 35% van het primaire energiegebruik vindt

plaats in de gebouwde omgeving en 30% van de CO₂ uitstoot. 80% van onze tijd brengen

we door in gebouwen. Uit de prognoses van onder andere International Energy Agency

(IEA) blijkt dat niet alleen de verstedelijking toeneemt, maar ook het aandeel van het

energiegebruik dat toe valt te schrijven aan de gebouwde omgeving. Een kentering is op

mondiaal niveau nog niet zichtbaar. Het economisch belang van de bouwsector blijkt uit een

aandeel van circa 7% in de Nederlandse werkgelegenheid en circa 4,5% in het bruto

nationaal product.

Doelstelling

Het energiegebruik zal vergaand gereduceerd moeten worden in zowel de bestaande

(renovatie) als de nieuwbouw, in zowel de woningbouw als de utiliteitsbouw. Uit onderzoek

is gebleken dat door energiebesparende technologieën en maatregelen de primaire

energievraag met ca. 50-70% teruggebracht kan worden. Dit betekent dat de resterende

energievraag op duurzame wijze ingevuld moet worden om een energie neutrale of zelfs een

energie producerende gebouwde omgeving mogelijk te maken. Het gebruik van duurzame

energiebronnen en decentrale opwekking is noodzakelijk. Een sterke reductie van de

energievraag is alleen duurzaam te realiseren door verstandige inzet van energie door

gebruikers (gedrag) en goed functioneren van installaties gedurende de gebruiksfase. De

behoeften van de eindgebruikers mogen daarbij niet uit het oog worden verloren. De

hiervoor benodigde technologie en ondersteunende methodieken worden ontwikkeld in drie

onderzoekslijnen.

a. Verbetering energieprestatie en integratie duurzame energie. De doelstelling is de

ontwikkeling van nieuwe technologieën en systemen om de energieprestatie of de

energie-efficiëntie te verbeteren en duurzame energiebronnen zo effectief mogelijk

te integreren in de bestaande en de nieuwbouw. De nadruk ligt op de ontwikkeling

van compacte thermische energie opslag, de volgende generatie warmtepompen en

een klimaat adaptieve gevel. (Deze onderzoekslijn wordt vanaf 2013 grotendeels

vorm gegeven in het Vraaggestuurde Programma EnerGO.)

b. Verbetering binnenmilieukwaliteit. De doelstelling is de kwaliteit van het

binnenmilieu beter te kunnen bepalen en te verbeteren door het ontwikkelen van

innovatieve technologieën zoals geïntegreerde multifunctionele ventilatiesystemen.

c. Prestatieborging tijdens de gebruiksfase. De doelstelling is de ontwikkeling van

effectieve methodieken en modellen om te helpen waarborgen dat de potentiële

energieprestaties van installaties/gebouwen/wijken ook daadwerkelijk gedurende

de gehele levensduur worden behaald.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 59 / 63

3.4.3 Uitvoering in 2013

Uitvoering programma

De economische crisis is ook nog in 2013 van invloed geweest op het Deelprogramma

‘Energie in de Gebouwde Omgeving’. De bouwsector (en de toeleveranciers) zijn

belangrijke stakeholders voor dit programma. De sector is in 2013 nog niet hersteld en zeker

nog niet terug op het niveau van voor de crisis.

Cofinancieringsprojecten en B2B projecten worden nog steeds traag opgestart. De co-

financiers hadden duidelijk meer tijd nodig om een investeringsbeslissing te nemen. Dit

heeft tot vertraging geleid van de technologieontwikkeling.

Vraagsturing

Naast de reguliere overleggen met stakeholders en partners in diverse projectgebonden

samenwerkingsverbanden, klankbordgroepen en frequente bilaterale contacten met

brancheverenigingen en overheid, participeert TNO in belangrijke samenwerkingsverbanden

als KIC InnoEnergy, PPP EeB en EERA Smart Cities.

KIC InnoEnergy

De Knowledge Innovation Community InnoEnergy is eind 2009 door het EIT toegekend. De

colocatie Benelux richt zich op energie in de gebouwde omgeving. In deze KIC werken

kennisinstellingen en industriële partijen samen om de innovation triangle (onderwijs,

onderzoek, business) op het gebied van duurzame energie te versterken. TNO is partner

binnen de KIC InnoEnergy en thematic leader van het thema ‘Intelligent Energy Efficient

Buildings and Cities’.

PPP EeB: Public Private Partnership Energy Efficiency in Buildings

Het Europese PPP EeB is door Bouygues, Arup, Saint Gobain, Philips, Stiebel Eltron, EDF,

Mostostal, D’Appolonia en Acciona opgericht om het energiebeleid en industriebeleid hand

in hand met elkaar te laten gaan, zodat terugdringen van het energiegebruik in de gebouwde

omgeving samengaat met versterking van het bedrijfsleven. Versterking van het thema

energie in de gebouwde omgeving kan er voor zorgen dat binnen de waardeketens in deze

sector een aanzienlijke versterking van de economische toegevoegde waarde kan ontstaan

voor het bedrijfsleven. Deze aanpak is ondersteunend aan de overheidsambities.

Samenvatting samenwerkingsverbanden

1. Kennisinfrastructuur

a. KIC InnoEnergy (binnen de co-locatie Benelux: TNO, Technische Universiteit

Eindhoven, Katholieke Universiteit Leuven, Vito, Laborelec en Eandis)

b. Internationale samenwerking met VTT, Sintef, Vito, Tecnalia, CEA

c. ENBRI: European Building Research Network

d. EERA Smart Cities (vrijwel alle Europese kennisinstituten op het gebied van

energie in de gebouwde omgeving, programmaleiders: AIT, TNO, Sintef, ENEA)

e. Diverse IEA samenwerkingsverbanden (onder andere Annex 5, 47 en 53)

2. Publiek en privaat

a. EeB-Association (Bouygues, Arup, Saint Gobain, Philips, Stiebel Eltron, EDF,

Mostostal, D’Appolonia en Acciona).

b. INIVE: Europese samenwerking HVAC industrie

c. EeB-NLP (circa 50 Nederlandse industriële partners)

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 60 / 63

d. TKI-EnerGO: nationale publiek-private samenwerking op het gebied van energie in

de gebouwde omgeving.

e. SEAC: samenwerking tussen Holland Solar, TNO en ECN op het gebied van

toepassing van zonne-energie.

3.4.4 Resultaten

Begin 2012 is besloten om het deelprogramma ‘Energie Gebouwde Omgeving’ op te

splitsen in twee programma’s: een deelprogramma ‘Energie gebouwde omgeving’ binnen

het Vraaggestuurd Programma Duurzaam bouwen, en een nieuw Vraaggestuurd Programma

Energie Gebouwde Omgeving in lijn met de TKI EnerGO binnen de topsector Energie. De

technologie ontwikkeling wordt nu grotendeels uitgevoerd binnen het Vraaggestuurde

Programma EnerGO (gekoppeld met de TKI EnerGO). De methodiekontwikkeling, de

ontwikkeling van analyse-instrumenten en rekenmodellen zullen vooral gebeuren in het

Vraaggestuurde Programma Duurzaam Bouwen, deelprogramma Energie in de Gebouwde

Omgeving. Uiteraard is er een grote samenhang en interactie tussen de twee

deelprogramma’s.

De belangrijkste resultaten zijn:

a. Verbetering energieprestatie en integratie duurzame energie

Deze onderzoekslijn is in 2013 grotendeels uitgevoerd binnen het Vraaggestuurd

Programma EnerGO en zal daar ook gerapporteerd worden.

b. Verbetering kwaliteit binnenmilieu

Beoordeling kwaliteit binnenlucht:

In 2013 is dit deelonderzoek niet gecontinueerd. De ontwikkeling van de biosensing-

systemen (Cultex gecombineerd met Ames) waarmee een directe relatie gelegd kan worden

tussen binnen luchtkwaliteit en gezondheid, vereist nog veel fundamenteel onderzoek. Er

wordt gewacht tot het fundamentele onderzoek binnen de andere programma’s van TNO

verder gevorderd is, voordat overgegaan kan worden tot effectieve toepassing binnen de

gebouwde omgeving. De initiële resultaten zijn hoopgevend en zullen in 2014 opnieuw kort

worden gereviewd om te bepalen wanneer de ontwikkeling van biosensing technieken voor

het binnenmilieu weer opgepakt kunnen worden.

Gebouw en installatie gerelateerde indicatoren voor de binnenluchtkwaliteit:

Vele epidemiologische studies hebben laten zien hoe ingewikkeld relaties tussen

gebouwcondities (thermisch comfort, verlichting, vocht, schimmel, lawaai,

bouwmateriaalemissies, et cetera) en welbevinden kunnen zijn. Ook al hebben meerdere

studies associaties tussen comfort, gezondheid, binnenmilieubeheersing en productiviteit in

een kantoorgebouw laten zien, relevante relaties tussen chemische en fysische binnenmilieu

metingen en zelf gerapporteerde symptomen en klachten zijn nog altijd moeilijk te leggen.

Om de complexiteit beheersbaar te maken, wordt gebruik gemaakt van vereenvoudigde

benaderingen (vb). In deze vb’s worden gebouweigenschappen (zoals het aanwezig zijn van

een airconditioningsysteem) of genomen maatregelen (zoals het hebben van een onderhoud

of schoonmaakschema) direct gerelateerd aan comfort en/of gezondheidsklachten van

kantoormedewerkers.

Om dergelijke vereenvoudigde benaderingen te kunnen herleiden en onderbouwen is het

nodig om een uitgebreide database op te zetten bestaande uit monitorings- en

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 61 / 63

inspectiegegevens over energiegebruik en binnenmilieukwaliteit, gebouwkarakteristieken en

zelf gerapporteerde symptomen en klachten. In het EU project OfficAir is een dergelijke

database gedefinieerd, opgezet en gevuld met gegevens uit veldexperimenten in circa 165

kantoren in Europa. In alle gebouwen zijn indicatieve metingen uitgevoerd om de kwaliteit

van het binnenmilieu te bepalen in relatie tot het energiegebruik. Voor een beperkte set van

deze gebouwen is ook een aanvullende detailstudie uitgevoerd waarbij een uitgebreide

digitale vragenlijst ingevuld is door de gebruikers, fysische en chemische metingen zijn

uitgevoerd en bovendien een dagboek gedurende langere tijd door de gebruikers werd

bijgehouden. De zomermetingen zijn afgerond in 2012, de wintermetingen in 2013. Op basis

van deze gegevens heeft TNO een indicatieve testprocedure ontwikkeld voor de identificatie

van potentiële, gebouw gerelateerde oorzaken voor gezondheidsklachten. In 2014 zal de

database verder geanalyseerd worden.

Verbetering binnenmilieukwaliteit door ventilatie:

De nieuwe generatie woningen is vergaand geïsoleerd en luchtdicht. Vanuit beheersing en

borging van een goede luchtkwaliteit vereisen dergelijke woningen nieuwe

ventilatiesystemen. Systemen die qua prestaties hoog betrouwbaar, ‘fail-save’ en

gebruiksvriendelijk zijn. De huidige ventilatiesystemen, maar ook de filtersystemen voldoen

daar nog niet aan.

Doelstelling is om door de ontwikkeling van ventilatie- en filtersystemen de binnenlucht-

kwaliteit te verbeteren, het comfortniveau te verbeteren en energie te besparen.

In 2013 is een begin gemaakt met de vernieuwing van de numerieke modellen waarin vooral

de koppeling wordt gemaakt tussen binnenmilieukwaliteit en energieprestatie. De modellen

worden geschikt gemaakt om ook multi-zone ventilatie en verschillende vormen van

vraagsturing (RV, multigas, et cetera) te kunnen doorrekenen. In 2013 is vooral aandacht

besteed aan het onderhoud van het specialistische ventilatiewarmtemodel COMIS. In 2014

zal de nadruk weer op het ontwikkelen van bovenstaande nieuwe modules komen te liggen

om nieuwe ventilatie- en filtratieconcepten goed te kunnen doorrekenen op onder andere

energieprestatie en kwaliteit van het binnenmilieu.

In het kader van het verbeteren van ventilatiesystemen is in 2012 een AIO gestart in

samenwerking met de Universiteit Twente om stabielere anti-geluidalgoritmen te

ontwikkelen, die toegepast kunnen worden in ventilatiesystemen. De potentie van de huidige

anti-geluidalgoritmen is experimenteel bepaald voor een decentraal en een centraal

ventilatiesysteem. In het centrale ventilatiesysteem is het anti-geluidsysteem geïnstalleerd

bij het toevoerventiel. Het anti-geluidsysteem in de experimentele opstelling functioneert in

eerste instantie goed: een geluidreductie van 3 dBA op de laagste stand tot 5.6 dBA op de

hoogste stand met vooral reductie tussen de 200 en 800 Hz. Echter, het systeem blijkt na

verloop van tijd slechter te gaan presteren. In 2013 is de laagfrequente speakerresponsie en

het regelalgoritme aangepast om de prestaties van het anti-geluid te verbeteren. Bij de

verdere ontwikkeling in 2014 zal de nadruk liggen op toepassing in decentrale WTW units

waarin, door de compacte bouwwijze, ook de afstraling een rol speelt.

c. Prestatieborging tijdens de gebruiksfase (instrument en modelontwikkeling)

Ontwikkeling nieuw platform voor de ontwikkeling van complexe gebouwmodellen:

De afgelopen jaren zijn complexe modellen ontwikkeld die gebruikt worden voor de

ontwikkeling van de EPG en CEN standaarden. De eerste modellen zijn al in de jaren ’90

van de vorige eeuw ontwikkeld. Door de jaren heen zijn de modellen steeds verder

uitgebouwd, doorontwikkeld en complexer geworden. Dit bemoeilijkt de ontwikkeling van

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 62 / 63

bijvoorbeeld nieuwe modellen voor de EPG en CEN standaarden. In 2012 is een nieuw

platform gedefinieerd waarmee het eenvoudiger en overzichtelijker wordt om nieuwe

modellen voor dergelijke toepassingen te ontwikkelen, aan te passen of uit te breiden. In

2013 is het platform geïmplementeerd en is nu beschikbaar om getest te worden door de

beoogde gebruikers.

Energiebesparende technieken in de gebruiksfase:

In het verleden zijn veel energiebesparende technieken ontwikkeld, toch worden ze nog

maar beperkt toegepast. Vaak zijn de integrale prestaties ook minder dan verwacht.

Belangrijke oorzaken liggen in het onvoldoende op elkaar afgestemd zijn van de technieken,

slechte integratie in de bestaande bouw en onbekendheid bij de installateurs, bouwers en

gebruikers. De doelstelling en aanpak van het Europese HERB project is om een aantal

gestandaardiseerde renovatiepakketten te definiëren met een energiebesparingspotentie tot

80%, te simuleren en zo nodig nieuwe modellen te ontwikkelen, verbeterde control-

algoritmen te ontwikkelen voor een betere en eenvoudigere integratie, en uiteindelijk de

integrale energieprestatie en comfortbeleving te monitoren in een aantal praktijk-

experimenten. Bij de uitvoering van het HERB project wordt samengewerkt met

energiesprong/platform 31.

In 2013 is een gestandaardiseerde methodiek ontwikkeld om het energiegebruik en het

comfortniveau van woningen vóór en na renovatie te berekenen. Bovendien is begonnen met

het ontwikkelen van verbeterde control-algoritmen om de ventilatie, verwarming, koeling en

zonwering integraal aan te sturen. Het HERB project loopt van 2013 tot eind 2015.

Figuur 1: Voorbeeld van de wederzijdse beïnvloeding van energiebesparende maatregelen

in woningen. De kans op oververhitting in de zomer neemt bijvoorbeeld toe, als uitsluitend

wordt geïsoleerd en lage temperatuur verwarming wordt toegepast.

Energie-optimalisatie op wijkniveau

Om de doelstelling van een energie neutrale gebouwde omgeving te realiseren is

optimalisatie op wijkniveau noodzakelijk. Als de nieuwbouw energie producerend wordt en

de bestaande bouw nog effectief energiegebruiker is, dan zal er dus energie uitgewisseld

moeten worden, worden opgeslagen of gebufferd om totaal energie neutraal te kunnen

worden.

TNO-rapport | TNO 2014 R10402 63 / 63

Een bijkomende reden voor energie-optimalisatie op wijkniveau zijn de problemen die

ontstaan bij grootschalige inzet van decentrale duurzame energiebronnen. De eerste

problemen bij grootschalige inzet van PV, warmtepompen of windenergie hebben zich al

voorgedaan. Gelijktijdige inschakeling van de warmtepompen hebben geleid tot een

overbelasting van het elektriciteitsnet, niet alle PV panelen kunnen de volledige capaciteit

terug leveren op piekmomenten en windmolens worden vaak uitgeschakeld om soortgelijke

problemen te voorkomen.

Naast hardware oplossingen zoals compacte manieren van opslag is er ook dringend

behoefte aan intelligente software instrumenten, modellen en databases waarmee op

gebiedsniveau ontworpen, gepland, geoptimaliseerd of gestuurd kan worden. Dit zijn

meestal meer integrale instrumenten waar diverse modellen aan elkaar gekoppeld moeten

kunnen worden. De huidige beschikbare instrumenten zijn daartoe slechts zeer beperkt in

staat. Het zijn veelal gesloten instrumenten. Een platform gebaseerd op open-source en

open-standards zou koppeling van verschillende modellen sterk vereenvoudigen en een

beter integraal ontwerp, planning en optimalisatie (over verschillende nodes in de wijk heen)

mogelijk maken. De ontwikkeling en demonstratie van een dergelijk platform is de

doelstelling van het Europese project Odysseus. Hierin worden de specificaties gedefinieerd

waaraan de (modellen) communicatie binnen het platform moet voldoen, wordt het platform

ontwikkeld en gedemonstreerd in twee steden. Het Odysseus platform zal vooral gebruikt

gaan worden in de operationele fase en dus zeer geschikt zijn voor dynamische toepassingen

(koppeling met, en gebruik van monitoringsdata). Het Odysseus project loopt van 2013 tot

eind 2015.

Patenten

Nieuwe patenten in aanvraag of pending zijn:

Verbetering energieprestatie en integratie duurzame energie: twee op het gebied

van compacte opslag, een op het gebied van efficiënte energieconversie.

Verbetering kwaliteit binnenmilieu: een op het gebied van filtering.

Prestatieborging tijdens de gebruiksfase: een op het gebied van intelligente

regelalgoritmen.

Kennisoverdracht naar doelgroep

Kennisoverdracht naar de doelgroep is op verschillende manieren gebeurd. Diverse artikelen

en enkele interviews zijn in vakbladen gepubliceerd. Daarnaast zijn enkele MKB

technologieclusters en branche-innovatiecontracten opgestart en uitgevoerd met een brede

deelname vanuit de toeleveranciers.