TOPICS MASTERPROEF 2021-2022 / TOPICS MASTER’S PROJECT … · 2021. 6. 1. · mogelijke...

IW: Bouwkunde

TOPICS MASTERPROEF 2021-2022 / TOPICS MASTER’S PROJECT

IW: BOUWKUNDE / CONSTRUCTION ENGINEERING

Topics MAP IW: Bouwkunde2021-2022 | 1

Inhoud 1. Ageing of mixtures used at Nieuwe Westweg (Port of Antwerp) ________________________________ 3

2. Bepaling van de torsiestijfheid van geïsoleerde aluminiumprofielen _____________________________ 6

3. Chemo-rheological study for the effect of ageing on polymer modified bitumen _________________ 10

4. Creating a resource cadaster and material passports for pavements ___________________________ 13

5. De evolutie van luchtdichtheid na ingebruikname van woningen ______________________________ 17

6. Development and pilot testing of a practical methodology for assessing the adaptability and robustness of ventilation solutions in non-residential, change-oriented building applications ________________ 20

7. Development and pilot testing of a Python-based tool for preliminary modelling of combined BEM and AFN simulations using EnergyPlus _______________________________________________________ 23

8. Economic and environmental analysis of the tipping point of the theoretical design of an SMA asphalt mixture with recycling and a rejuvenator _________________________________________________ 26

9. Economische haalbaarheid van energieflexibiliteit in gebouwen _______________________________ 29

10. Establishing a balanced framework for benchmarking green façades against combined facade and greening solutions in the context of environmental impact analysis by means of LCA _____________ 33

11. Evaluation of TiO2 Potential for Degrading Gaseous Pollutants and Preventing Bitumen Aging ______ 36

12. Experimenteel onderzoek naar asfaltveroudering in het laboratorium en de vergelijking met in-situ veroudering ________________________________________________________________________ 39

13. Gebouwenautomatiserings- en controlesystemen (BACS): energie-efficiëntie vs. milieu-impact ______ 42

14. Gebouwenautomatiserings- en controlesystemen (BACS): energie-efficiëntie vs. Total Life Cycle Cost ______________________________________________________________________________ 44

15. Het gebruik van beeldanalyse met behulp van PTV/PIV voor het bepalen van stroming of bezinking van sedimentdeeltjes ____________________________________________________________________ 47

16. Het onderzoeken van de klimaatrobuustheid in de vallei van de Grote Nete tussen de watermolen te Meerhout en de samenvloeiing met de Molse Nete ________________________________________ 50

17. Implementatie van een Current Deflecting Wall in Telemac3D: toepassing Deurganckdok __________ 53

18. In-situ recycling of asphalt base layer with foamed bitumen technology ________________________ 58

19. Investigation on the effect of RAP cluster size and distribution on the strain field of recycled asphalt mixtures ___________________________________________________________________________ 62

20. Kathodische bescherming met opgedrukte stroom: ontwikkeling voorspellingmodel beschermstroom-verdeling ter beoordeling van de efficiëntie van het system __________________________________ 65

IW: Bouwkunde




21. Lang termijn morfologische ontwikkelingen Westerschelde: Onderzoek naar effecten van zeespiegelstijging en baggerstrategie aan de hand van een geïdealiseerd modelinstrumentarium ____ 69

22. Levenscyclusanalyse van een carbonatatie gerelateerde technologie voor de cement en betonsector _ 73

23. Life cycle cost analysis van groene gevels _________________________________________________ 76

24. Machine learning tools for pavement performance prediction and sustainability assessment _______ 79

25. Mechanical performance and environmental impact of crumb rubber modified asphalt ____________ 83

26. Methods to estimate the influence of climate change on flexible pavement design and performance coupled with a case study related to Belgium environmental conditions ________________________ 86

27. Modellering erosiekuilen (scour) onder invloed van getijstroming met behulp van Telemac _________ 89

28. Morphological indicators to improve the circular performance of pedestrian bridges ______________ 93

29. Niet-destructieve meettechnieken ter visualisatie van interne structuuropbouw en conditie van civiele constructies ________________________________________________________________________ 96

30. Opbouw van infrastructuurprofielen: opstellen beslissingsboom ______________________________ 99

31. Opslag van warmte in een woning _____________________________________________________ 103

32. Optimalisatie van de fietssnelweg F1 Antwerpen-Mechelen: onderzoek van verschillende scenario’s en mogelijke oplossingen voor knelpunten _________________________________________________ 106

33. Optimalisatie van een mini-flume voor het bepalen van het begin van beweging van sediment in het Schelde-estuarium __________________________________________________________________ 109

34. Possible improvements to the assessment of road traffic noise ______________________________ 111

35. Simulatie van geluidsreducerende maatregelen en voorspelling van de hinder voor omwonenden __ 115

36. Slimme thermostaten als alternatief voor een performantere gebouwschil bij renovaties _________ 119

37. Standardisation in the construction sector – The case of pedestrian bridges ____________________ 121

38. Stone Shape _______________________________________________________________________ 123

39. The impact of using a HEAL system on the long-term service life of the pavement _______________ 125

40. The service life of concrete components and the impact on circularity _________________________ 129

41. The service life of steel components and the impact on circularity ____________________________ 130

42. The service life of wooden components and the impact on circularity _________________________ 132

43. Ventilation’s role in terms of adaptability: developing a tool to assess the environmental impact (LCA) of adaptable ventilation systems _________________________________________________________ 134

44. Vertical greening systems mapped and explained for architecture and construction education. Identification of the occurrence, cost and market potential of façade greening in Belgium and Flanders and establishing the roots of an interactive educational package on VGS _______________________ 137

IW: Bouwkunde




Aging of mixtures used at Nieuwe Westweg (Port of Antwerp)

Onderzoeksdomein / Research domain: Road engineering

Contactpersoon / Contact

Contactpersoon / Contact (verplicht):

Contactpersoon / Contact: Karolien Couscheir E-mailadres / E-mail address: [email protected]

Begeleiding / Supervision

Promotor / Supervisor (verplicht):

Interne Promotor: Wim Van den bergh

E-mailadres / E-mail address: [email protected]

Externe promoter / External supervisor (indien van toepassing / if applicable):

Externe promotor / External supervisor: Naam externe promotor

E-mailadres / E-mail address: E-mailadres externe promotor

Copromotor(en) / Co-supervisor(s) (indien van toepassing / if applicable):

Copromotor(en) / Co-supervisor(s):

- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Karolien Couscheir - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Naam copromotor

E-mailadres / E-mail address:

- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: [email protected] - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Naam copromotor

IW: Bouwkunde




Profiel student / Profile student

De student heeft interesse in nieuwe technologieën in de wegenbouw, specifiek om de kwaliteit en de duurzaamheid te verhogen. Deze masterproef omvat hoofdzakelijk experimenteel labowerk, de student dient aldus graag in het labo te werken. Accuraat kunnen werken is een must en ligt in jouw lijn: je prefereert liever één meting met gekende parameters dan 10 metingen met telkens een onbekende factor.

Inrichting masterproef / Organization Master’s thesis

Taal / Language: Nederlands

Organisatie / Organisation:

☒ Intern / Internal: Universiteit Antwerpen

☐ Extern / External: Vermeld hier de naam van de inrichtende organisatie

Werkverdeling / Work division: Individueel - 1 student

Korte inhoud (Omschrijving proef) / Short content (Description thesis)

Zomer 2021 wordt er een proefvak aangelegd op de Nieuwe Westweg (haven van Antwerpen) in het kader van het project “duurzame asfaltverhardingen voor zwaarbelaste wegen in een havenomgeving”. Het proefvak bestaat uit 5 secties waarin 7 verschillende asfaltmengsels toegepast gaan worden. Van deze mengsel worden schepmonsters genomen waar in het labo proefstukken mee aangemaakt worden om proeven op uit te voeren. Om te simuleren hoe deze mengsel zich gaan gedragen in de toekomst (7 à 10 jaar) wordt er een masterproef ingelegd waarbij de studenten het asfalt in het labo gaat verouderen en deze testen gaat herhalen. De veroudering gebeurt volgens de procedure opgesteld door de onderzoeksgroep.

Stappenplan / Step-by-step plan

De student zal onmiddellijk met het proevenprogramma beginnen, de literatuurstudie verloopt simultaan. FASE 1 Basis proevenprogramma: De testen die de student zal uitvoeren op de verschillende mengsels zijn in blauw aangeduid

IW: Bouwkunde




FASE 2 Op basis van literatuurstudie bekijkt de student of voor bepaalde mengsels extra testen aangewezen zijn (spoorvorming?) FASE 3 De student kiest 2 mengsels waarop hij een alternatieve veroudering uitvoert en bepaalde testen herhaald. Deze alternatieve verouderingstechniek kan bv de techniek van de Universiteit Wenen zijn, de techniek van het OCW, of een verhouding van de verouderingstechniek EMIB (bv de helft).

Opmerkingen / Remarks

Er dient geen asfalt gemengd te worden aangezien het over gesampled materiaal gaat

Bijlage(n) / Attachment(s)

Geen bijlage

IW: Bouwkunde




Bepaling van de torsiestijfheid van geïsoleerde aluminiumprofielen

Onderzoeksdomein: Geef het onderzoeksdomein in

Contactpersoon

Contactpersoon (verplicht):

Contactpersoon: Danny Geysels E-mailadres: [email protected]

Begeleiding

Promotor (verplicht):

Interne Promotor: Johan Blom

E-mailadres: [email protected]

Externe promoter (indien van toepassing):

Externe promotor: Danny Geysels


Copromotor(en) (indien van toepassing):

Copromotor(en):

- Copromotor 1: Naam copromotor - Copromotor 2: Naam copromotor

E-mailadres:

- Copromotor 1: E-mailadres copromotor - Copromotor 2: E-mailadres copromotor

mailto:[email protected]

IW: Bouwkunde




Profiel student

Vermeld het gewenste profiel

Inrichting masterproef

Taal: Nederlands

Organisatie:

☐ Intern: Universiteit Antwerpen

☒ Extern: Reynaers Aluminium

Werkverdeling: Groep - 2 studenten

Korte inhoud (Omschrijving proef)

Ramen en deuren bestaande uit geïsoleerde aluminiumprofielen worden onderworpen aan windbelastingen. De winddruk die op de glasplaten komt wordt overgedragen op de profielen en zorgt ervoor dat de profielen vervormen (doorbuigen). Bij de klassieke berekening van de vereiste profieldoorsnedes wordt enkel rekening gehouden met de doorbuiging en eventuele buigspanning in de profieldoorsnedes en wordt als limiterende factor dikwijls een maximale vervorming (bv l/300) gebruikt. Hierbij zijn dan de inertie en weerstandsmoment belangrijke factoren. Wanneer we echter het gedrag van de vensters nauwkeuriger willen simuleren en bijvoorbeeld ook de invloed van de vervorming op de lucht- en waterdichtheid willen bekijken, moeten de profielen veel nauwkeuriger worden gemodelleerd. (door de vervorming zou het kunnen dat bepaalde dichtingen in de profielen niet goed meer aansluiten en daardoor lucht- en waterlekken veroorzaken) Uit proeven is gebleken dat het wegdraaien (torsie) van de profielen tijdens windbelasting een beïnvloedende factor kan zijn. Een mogelijkheid zou zijn om het volledige raam te simuleren in FEM, wat zeer snel gaat leiden tot modellen met zeer veel elementen en dus lange rekentijden, wat het berekenen van verschillende varianten bemoeilijkt. Bovendien maakt de combinatie van de dunwandigheid (en vele details) van de profielen gecombineerd met de relatief grote lengtes dit ook niet het meest geschikt voor een nauwkeurig 3D FEM model. Daarom wordt er geprobeerd om via een 3D balkmodel het gedrag van het volledige raam te simuleren. Vermits het glas op de profielen aan asymmetrische belasting geeft, zullen de profielen niet enkel op doorbuiging belast

IW: Bouwkunde




worden, maar ook op torsie. (zie onderstaande figuur) Onderstaande figuur geeft een vereenvoudigde voorstelling van een balkmodel van een venster.

Hierin zitten klassiek de profielstijfheden (inerties) verwerkt. Een belangrijke parameter is echter ook de torsiestijfheid van deze geïsoleerde aluminiumprofielen. Deze is echter in tegenstelling tot de inertie niet zo eenvoudig te bepalen, zeker niet voor profielen die bestaan uit verschillende materialen (aluminium + thermische isolator uit kunststof)

F Asymetrische belasting op het profiel

Steunpunt van het profiel (sluitpunt)

Mogelijke rotatie van het profiel

IW: Bouwkunde




Stappenplan

Uitwerken van een gevalideerd model voor de bepaling van de torsiestijfheid van geïsoleerde aluminiumprofielen welke dan kan gebruikt worden in een 3D balkmodel. Dit kan aan de hand van theoretische formules, aan de hand van proeven of via een complexer eindig elementen model waaruit de torsiestijfheid van een profieldoorsnede kan worden afgeleid

Opmerkingen

- Twee studenten - Interesse in berekeningen/simulaties - Proeven kunnen worden gaan op de Reynaers campus (Duffel) of op de universiteit - Reynaers beschikt over een zeer uitgebreid labo, waar allerlei proeven kunnen worden uitgevoerd: - Lucht, wind en waterdichtheidstesten - Mechanische testen (bv belasting met pneumatische of hydraulische cilinders, verplaatsingsopnemers,…) - Trekbank - …

Bijlage(n)

Vermeld hier of er al dan niet (een) bijlage(n) zijn

IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR

Chemo-rheological study for the effect of ageing on polymer modified bitumen

Onderzoeksdomein / Research domain: Road Engineering Research Section (RERS)



Contactpersoon / Contact: Georgios Pipintakos E-mailadres / E-mail address: [email protected]



Interne Promotor: Prof. Dr. Wim Van den bergh



Externe promotor / External supervisor:




- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Georgios Pipintakos - Copromotor 2 / Co-supervisor 2:


- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: [email protected]

IW: Bouwkunde




- Copromotor 2 / Co-supervisor 2:

IW: Bouwkunde





The student(s) should have successfully passed the courses : 2/3-Asfalttechnologie en Bouwmaterialen, 3-Statistiek, 3-Beproeven van bouwmaterialen, 4-Wetenschappelijk Project Bouwkunde, 6-Bachelorproef Bouwkunde met inbegrip van stage and should optionally follow the course: I-Wegbouwkunde: dimensionering en materiaalaspecten


Taal / Language: Engels



☐ Extern / External:

Werkverdeling / Work division: Groep - 2 studenten


The incorporation of polymer modified bitumen (PMB) in asphalt is a promising bitumen modification being introduced already some decades ago. However, the degree of the polymer activity is challenged during the service life in pavement as a consequence of thermo-oxidative ageing. As such the recycling of PMB has been limited mainly to sublayers in asphalt construction. Questions arise not only to the way in which PMB activity is affected by ageing but also how reversible this inactivity is by utilizing rejuvenators. Typically the performance of bitumen is assessed from a rheological and mechanical perspective whereas the polymer activity is evaluated with physicochemical analyses. Thus, this research aims to gain a deeper insight into the ageing process that evolves in PMB and the effect of rejuvenators. From an engineering point of view, this may serve, at the end of the day, as a tool to develop sustainable asphalt mixtures


During this thesis, two different commercially available PMB binders will be used, including styrene butadiene styrene (SBS) in two different percentages, namely a highly modified bitumen and one with low SBS percentage. The oxidative ageing is simulated by two different approaches after which the rheological and physicochemical properties of the aforementioned binders will be tested in a dynamic shear rheometer (DSR) and Fourier-Transform Infrared (FTIR) spectroscopy. In parallel, conventional properties, as described in Standarbestek 250, will be assessed such as the softening point and penetration. The ageing simulations summarized herein, are including the following ageing states: unaged, Rolling thin-film oven testing (RTFOT), Modified thin-film oven testing (M-TFOT) after RTFOT at different time intervals i.e. 2, 5, 10 days. DSR will be used in a wide range of temperatures (-30 to 70 oC) using 4-, 8- and 25-mm plate geometry. The basic tests that will be performed are frequency sweep tests

IW: Bouwkunde




from 0.1 to 10 Hz, after defining a suitable strain control level within the linear viscoelastic range. Master curves can be easily constructed with the rheological software package RHEA and the results will be post-processed for further analysis of the following rheological properties 1. Glover-Rowe parameter 2. Crossover modulus and temperature 3. Shape parameter R 4. Difference of critical temperatures ΔΤc Additionally, the polymer activity will be tested in all the ageing states by assessing the corresponding functional groups shown below, obtained by FTIR. 1. Carbonyl group 2. Sulfoxide group 3. Polybutadiene group 4. Polystyrene group Bituminous blends including rejuvenators will be tested in DSR and conventional tests after short-term ageing (RTFOT) and long-term ageing (RTFOT+M-TFOT) and will be analysed in FTIR.


The current thesis is associated with the project «Towards an enhanced understanding of the oxidative ageing mechanisms in bitumen», which aims to unravel the ageing mechanisms of bitumen and link them with their rheological performance. Necessary demonstration of the device(s) as well as continuous support will be provided during this thesis.


For more detailed information, please consult the contact person.

IW: Bouwkunde




Creating a resource cadaster and material passports for pavements

Onderzoeksdomein / Research domain: Road engineering and Sustainability Assessment



Contactpersoon / Contact: Prof. dr. Zhi Cao E-mailadres / E-mail address: [email protected]



Interne Promotor: Prof. dr. Zhi Cao







- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Naam copromotor - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Naam copromotor


- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: E-mailadres copromotor - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: E-mailadres copromotor

IW: Bouwkunde





Engels / English Enthusiasm for sustainability-oriented engineering and data science will be highly appreciated.








Road infrastructure is an integral building block of our society by provisioning essential services (e.g., movement of resources and access to jobs and markets) and stimulating socio-economic development of local communities. Materials accumulated in road infrastructure—usually termed as anthropogenic material stocks—could potentially serve as future resource providers. Due to its long service life, the development of road infrastructure pose temporal lock-ins on the volume of materials consumed in the construction and maintenance and rehabilitation (M&R) phases, the volume of wastes generated in the end-of-life (EOL) and M&R phases, and the associated resource use, energy use and GHG emissions. Material stocks and flows in pavements, however, are hitherto less characterized and poorly understood, therefore hindering comprehensive monitoring and improved utilization of resources accumulated in pavements. The overall objective of this thesis is to develop an exchangeable knowledge and data platform to inventory “material passports” of pavements, which will enable resource recycling and circular design in the pavement sector moving forward. The platform will be able to extract, consolidate, and house network-level details of pavements from established engineering knowledge (e.g., engineering guidelines) and emerging new data sources (e.g., crowdsourcing databases and digital imaging technologies). The platform development will be aided with automated tools for data acquiring, data processing, and data mining.

IW: Bouwkunde





The thesis will be designed into three thrusts. 1. Prototype database development. You will develop a conceptual data structure and a prototype database to warehouse “material passports” of pavements, including locational conditions (e.g., traffic, climate, and soil), pavement typology, layer geometry and thickness, material characteristics, and performance indicators. The applicability and compatibility of the data structure and prototype database will be vetted through exchanges with road and pavement engineers, contractors, material engineers, and data analysts. 2. Data collection, refining, and harmonization. You will select case cities to collect empirical data and integrate data scattered across various sources (e.g., engineering handbooks, laboratory records, transportation agency statistics, crowdsourced data, and digital images) into the “material passport” platform. To facilitate data collection, you will develop automated tools to streamline the laborious processes of data acquisition. 3. Material characteristics and performance evaluation using data mining. You will develop data visualization tools and data mining methods to discover key factors affecting material characteristics and pavement performance (e.g., roughness). In order to narrow down the list of possible factors, you will use several unsupervised or supervised data mining methods to identify which factors are able to portray a maximum projection of each indicator representing pavement performance and characteristics of materials used. The developed methods can also be leveraged for data gap filling and data enrichment, as well as for complementing existing back-calculation methods.


This thesis is carved out from an on-going project “CircularPave: Managing material flows and stocks for circular and sustainable pavements”. The thesis will be supported by a PhD project and the supervisor’s experience with creating “material passports” for circular built environment (https://www.researchgate.net/project/Creating-building-passports-for-circular-low-carbon-and-healthy-urban-development).

https://www.researchgate.net/project/Creating-building-passports-for-circular-low-carbon-and-healthy-urban-development

https://www.researchgate.net/project/Creating-building-passports-for-circular-low-carbon-and-healthy-urban-development

IW: Bouwkunde





IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR

De evolutie van luchtdichtheid na ingebruikname van woningen

Onderzoeksdomein: Energy and Materials in Infrastructure and Buildings (EMIB)

Contactpersoon


Contactpersoon: Stijn Verbeke E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: Stijn Verbeke



Externe promotor: Naam externe promotor

E-mailadres: E-mailadres externe promotor


Copromotor(en):


E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student

Je bent geïnteresseerd in energieprestatie van gebouwen. Je bent communicatief sterk om voldoende vrijwilligers te vinden die hun woning willen open stellen voor een meting, en punctueel in het vastleggen en opvolgen van de afspraken met de bewoners. Je bent bereid om metingen op verplaatsing uit te voeren. De studenten dienen over eigen vervoer te beschikken om de blowerdoor meetapparatuur naar de diverse woningen te kunnen vervoeren.


Taal: Nederlands

Organisatie:

☒ Intern: Universiteit Antwerpen

☐ Extern: Vermeld hier de naam van de inrichtende organisatie



De luchtdichtheid van de gebouwschil is een belangrijke parameter in de energieprestatie van een gebouw. In de EPB regelgeving kan op vrijwillige basis een blowerdoortest uitgevoerd worden. Inrekenen van de werkelijke luchtdichtheid kan tot 10 E-peil punten voordeel opleveren ten opzichte van de defaultwaarde. Voor passiefhuizen is er zelfs een strikte minimumeis aan de luchtdichtheid: deze mag maximaal 0,6 luchtwisselingen per uur bedragen bij een drukverschil van 50 Pa om een certificaat te kunnen verkrijgen. Het vermoeden bestaat dat de initiële luchtdichtheid in de loop der jaren kan degraderen: tapes of folies die gescheurd zijn, raamdichtingen die niet meer sluiten, extra doorvoeren bij plaatsing PV panelen, etc. In voorgaande masterproeven werd met een nieuwe blowerdoormeting onderzocht of de luchtdichtheid geëvolueerd is in woningen - veelal pioniers in passief- of lage energiebouw- die nu reeds enkele jaren in gebruik zijn. Het verschil liep op tot 200% van de initiële lekverliezen. Deze masterproef heeft als doel de steekproef uit vorig onderzoek verder uit te breiden, en deze resultaten verder te analyseren. Voor sommige woningen kan een derde meting ingepland worden, om zodoende te analyseren of de evolutie die in eerder onderzoek werd vastgesteld (doorgaans een degradatie van de luchtdichtheid) stabiel blijft of verder evolueert in de tijd. In deze masterproef gaan de studenten in het bijzonder ook op zoek naar de mogelijke oorzaken van afwijkingen, door het lokaliseren van de luchtlekken, en waar mogelijk kwantificeren van de bijdragen van individuele lekken. Op basis van de nieuwe meetresultaten wordt nagegaan in hoeverre de veranderde luchtdichtheid een invloed heeft op de energieprestatie van het gebouw en worden adviezen opgesteld.

Stappenplan

Literatuuronderzoek Training blowerdoormetingen Contacteren van diverse woningeigenaars Selectie van woningen en opstellen van meetplan

IW: Bouwkunde




Uitvoering blowerdoortest in +- 35 woningen Identificatie oorzaken van extra luchtlekken Analyse van impact op energieprestatie Opstellen advies: hoe evolutie luchtdichtheid voorspellen; welke uitvoeringstechnieken zijn aangewezen om luchtdichtheid niet te laten degraderen?

Opmerkingen

/

Bijlage(n)

/

IW: Bouwkunde




Development and pilot testing of a practical methodology for assessing the adaptability and robustness of ventilation solutions in non-residential, change-oriented building applications.

Onderzoeksdomein / Research domain: HVAC modelling and assessment



Contactpersoon / Contact: dr. ir. arch. Bert Belmans E-mailadres / E-mail address: [email protected]



Interne Promotor: dr. ir. arch. Bert Belmans



Externe promotor / External supervisor: /

E-mailadres / E-mail address: /



- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: ing. Oskar Seuntjens - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: /


- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: [email protected] - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: E-mailadres copromotor

IW: Bouwkunde





Engels-Nederlands / English-Dutch, The student should have an interest in ventilation systems, change-oriented building and performance assessment methodologies.


Taal / Language: Engels-Nederlands






Traditional ventilation systems with supply and/or extract ducts can be an obstacle in a change-oriented building practice. Therefore, our research group BEAST is investigating new change-oriented alternatives to traditional ventilation systems. However, in order to compare and benchmark these innovative systems, the increased adaptability they generate and their robustness towards different use cases need to be quantified and evaluated. Unfortunately, so far, there is no unambiguous standardised way to do this. To address this bottleneck, this master thesis will focus on developing and experimentally testing a practical methodology for assessing the adaptability and robustness of change-oriented ventilation solutions. The research will focus on a non-residential context.


- Literature study

- Data collection

- Drafting of scenarios

- Development of an assessment methodology

- Scenario analysis using the developed methodology

- Sensitivity analysis

- Interpretation of results and formulation of recommendations

IW: Bouwkunde





Possible collaboration with the ongoing research project Circul’Air.


/

IW: Bouwkunde




Development and pilot testing of a Python-based tool for preliminary modelling of combined BEM and AFN simulations using EnergyPlus

Onderzoeksdomein / Research domain: BEM and HVAC modelling













- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: ing. Charlotte Verhaeghe - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: /


- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: [email protected] - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: /

IW: Bouwkunde





Engels-Nederlands / English-Dutch, The student should have an interest in modelling of energy and air flows in buildings. Analytical thinking, a systematic workflow and an interest in programming are a must.






Werkverdeling / Work division: Kies een item uit de lijst - Kies een item uit de lijst


The design and evaluation of ventilation systems for health, comfort and energy efficiency necessitates the use of simulation tools that are capable of simultaneously considering building energy use, airflow and indoor air quality (IAQ). In order to take transient phenomena into account, dynamic simulations are required. Although dynamic calculation models are frequently used to estimate whole building energy use, simplified models and experience-based estimates prevail for accounting for natural and mechanical ventilation and infiltration. Nevertheless, these simplified approaches are inaccurate and unreliable to assess indoor air quality. More advanced modelling approaches such as airflow network modelling (AFN) are more appropriate, but they are rarely used outside of a research context. Practitioners consider them too complicated, error-prone and time-consuming. To make an AFN approach more appealing, this master's thesis will focus on developing a python based tool for preliminary modelling of combined BEM and AFN simulations using Energyplus. The .idf input file structure of Energyplus and the establishment of an AFN will be explored to enable the generation of integrated .idf files for multiple use cases via Python. Depending on progress, the possibilities of graphical input via cad geometry will also be explored.

IW: Bouwkunde





Hands-on introduction to Energyplus, the Integrated Airflownetwork module and the structure of the software. Literature review to acquiring the theoretical knowledge behind the underlying sub-models of E+. Depending on the student's background knowledge, hands on learning of programming in Python. Setting up a programme structure for input file generation with gradually increasing complexity adding modules step by step: Planning, Analysis, Design, Implementation, Testing and evaluation. Formulation of recommendations for further improvement/development/expansion. A case study will be used as a guide.


Meticulous work and perseverance are essential to succeed. If the task is successfully completed, the result will continue to be developed into a fully-fledged tool in the years ahead.



IW: Bouwkunde




Economic and environmental analysis of the tipping point of the theoretical design of an SMA asphalt mixture with recycling and a rejuvenator

Onderzoeksdomein / Research domain: Sustainability Assessment



Contactpersoon / Contact: Ben Moins E-mailadres / E-mail address: [email protected]



Interne Promotor: Prof.dr.ir. Amaryllis Audenaert







- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Ben Moins - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: /



IW: Bouwkunde





Engels-Nederlands / English-Dutch








In 2019-2020, 5 test tracks were constructed in Flanders where the recycling rates of reclaimed asphalt pavement (RAP) in new asphalt mixtures were increased in combination with rejuvenators. An economic and environmental analysis of the test sections showed that the greatest benefits were associated with recycling in SMA mixtures because of the use of modified bitumen. However, during the project, the different test sections were fixed in advance and the optimal recycling rate was not determined during the design phase. This means that there are potentially even greater economic and environmental profits to be made. The goal of this thesis is to first theoretically redesign the existing SMA mixture with various recycling and rejuvenator rates considering the current specifications within the Flemish road standard (except for the maximum allowed recycling rate). Secondly, the characteristics from the mixture design will be used to design a road structure aiming for similar failure rates. Afterwards, the thicknesses obtained will be used to determine the amount of asphalt required for 1m², so that an economic and environmental analysis can be carried out. Finally, the tipping point and the optimum will be determined on the basis of the comparison of the results.


1. Perform a literature review on sustainability assessment and recycling in SMA mixtures 2. List the current limit values for the specifications of SMA mixtures based on the current standard 3. Redesign the SMA mixture with various recycling and rejuvenator rates (Pradoweb) 4. Perform a structural design to determine the layer thickness for a fixed failure rate (Qualidim) 5. Perform an economic and environmental analysis based on the required mix quantity for 1m² 6. Compare and discuss the results

IW: Bouwkunde





NA


The original report of the economic and environmental analysis of the test tracks is available.

IW: Bouwkunde




Economische haalbaarheid van energieflexibiliteit in gebouwen


Contactpersoon


Contactpersoon: Charlotte Verhaeghe E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: Jasmine Meysman






Copromotor(en):

- Copromotor 1: Charlotte Verhaeghe - Copromotor 2: Naam copromotor

E-mailadres:

- Copromotor 1: [email protected] - Copromotor 2: E-mailadres copromotor

IW: Bouwkunde




Profiel student

Je bent geïnteresseerd in energieprestatie van gebouwen. Je bent bereid en gedreven om je steentje bij te dragen aan het zoeken naar verantwoorde manieren om onze gebouwen te ontplooien tot hoog-performante gebouwen met een minimale milieu impact. Concreet zal je in deze masterproef aan de slag gaan met softwarepakketten voor dynamische energiesimulaties en zelf complexe spreadsheets uitwerken. De student dient probleemoplossend te denken en in staat te zijn complexe scenario’s en grote hoeveelheden data efficiënt te verwerken.


Taal: Nederlands

Organisatie:



Werkverdeling: Individueel - 1 tot 2 studenten


Energiezuinige nieuwbouw is vandaag een evidentie. Er zijn in Vlaanderen voorbeelden van woningen met E-peil 0, of zelfs een negatief E-peil. In de praktijk zijn deze woningen echter nog steeds aan een energienet gekoppeld en wordt het net als virtuele buffer gebruikt waarbij het gros van de energie wordt opgewerkt in zomermaanden en verbruikt in de wintermaanden. Daarnaast is er ook de korte termijndiscrepantie tussen lokale energieopwekking en verbruik die overbrugt moet worden. Het implementeren van hernieuwbare energie in de gebouwde omgeving, zoals warmtepompen en warmwaterboilers, brengt daardoor heel wat uitdagingen met zich mee (e.g. efficiënt inzetten van opslagsystemen zoals elektrische wagens). In deze masterproef wordt onderzocht of dergelijke maatregelen economisch haalbaar kunnen zijn met het oog op de toekomst. De context waarin deze gebouwen opereren kan ontzettend verschillen in de komende 10 tot 20 jaar. In deze analyse zal dan ook aan de hand van scenario-analyse getest worden wat het effect is van deze toekomstige onzekerheden (vb. veranderingen van technologie- en energieprijzen) op deze financiële haalbaarheid van energieflexibiliteit.

IW: Bouwkunde




Stappenplan

Een set van technische pakketten (warmtepomp, PV, batterijen, enz. …) die gebruikt worden voor het verhogen van de energieflexibiliteit van de gebouwde omgeving worden verzameld en op basis van de voorziene eindverbruik -en opwekkingspatronen, wordt een methodologie opgezet om hun financiële haalbaarheid op een efficiënte manier te analyseren in een context van economische onzekerheid. Stappenplan: (1) Literatuurstudie van verschillende methodologiën (2) Keuze van Methodologie uit literatuur (3) Methodologie uitwerken in praktische Tool (4) Tool uitwerken in Excel en (5) Toepassen in een Casestudy.

Opmerkingen

/

Bijlage(n)

/

IW: Bouwkunde




Establishing a balanced framework for benchmarking green façades against combined facade and greening solutions in the context of environmental impact analysis by means of LCA.

Onderzoeksdomein / Research domain: Green façades and Life Cycle Analysis



Contactpersoon / Contact: dr. ir. arch. Bert Belmans & ir. Timothy Rowe E-mailadres / E-mail address: [email protected] & [email protected]










- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: ir. Timothy Rowe - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: /




IW: Bouwkunde





Engels-Nederlands/English-Dutch. The student should have an interest in nature-based building solutions and LCA (methodology).








The implementation of vertical greening systems in urban areas is a relatively new strategy to battle some of the prevalent challenges that are associated with urban living, such as higher heat stress, high air pollution, low biodiversity etc. Two main questions that remain unanswered for these systems is whether they are environmentally and economically sustainable. To assess the environmental sustainability a Life Cycle Analysis (LCA) is used. Here the difficulty lies in integrating the benefits delivered by the vertical greening system into the LCA framework, as the benefits are often far more complex than the environmental costs. This results in studies not including the benefits, leading to an unjustified negative image of the sustainability of these systems. Furthermore this limits the potential to compare the vertical greening systems to ‘standard’ façade. As vertical greening system are often much more complex and use more (different) materials than a standard façade cladding, a direct comparison of the environmental impact of these two will generally favor the ‘standard’ cladding. The goal of this masters’ thesis is to create a framework that allows for a more balanced/nuanced comparison of vertical greening systems with ‘standard’ façade cladding techniques, also including a separate greening solution. The latter needs to be added to the ‘standard’ cladding situation to have similar benefits to the surroundings from both systems.


Literature review. Familiarization with LCA methodology. Identification of green facades and their delivered benefits. Development of framework to benchmark green facades with common façade cladding + separate greening solution. Critical reflection of the framework. Recommendations for future research.

IW: Bouwkunde





Possibility of collaboration with research project ‘WonderWalls’ along with multiple stakeholders in the construction and greening sector. We invite you to take a look at gevelgroen.be to familiarize yourself with the topic.


/

IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR

Evaluation of TiO2 Potential for Degrading Gaseous Pollutants and Preventing Bitumen Aging




Contactpersoon / Contact: Seyed Reza Omranian E-mailadres / E-mail address: [email protected]



Interne Promotor: Seyed Reza Omranian







- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Cedric Vuye - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Sammy Verbruggen


- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: [email protected] - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: [email protected]

IW: Bouwkunde





The student should be interested in new technologies to reduce the negative impacts of vehicles on the air quality and enhance pavement durability.








Exposure to several gaseous pollutants, soot and volatile organic compounds (VOC) can result in severe cardiovascular and respiratory diseases as well as damage to structures. Titanium Dioxide (TiO2) is widely known as a stable and economically interesting photocatalytic semiconductor. It has already proven its capability of converting solar energy into chemical energy and thus its capacity of degrading certain pollutants. Adding TiO2 to asphalt pavements can lead to degradation of up to 70% of pollutants. It can potentially reduce negative impacts of bitumen aging on pavement durability as well.


In order to evaluate the potential of TiO2 to degrade pollutants and determine its optimum amount, TiO2 particles will first be applied on the cut surface of asphalt specimens at different rates. The specimens will then be placed in an ISO-reactor chamber (in DuEL research lab at building CGB.V) exposed to different amount of gas pollutants (e.g. NOx). The changes in the rate of gas degradation will be then analyzed based on variation in the gas concentrations. It should be mentioned that all mixtures will be exposed to UV light to activate the photocatalysts. The next step will be evaluation of aging impacts on the modified binder by different amounts and/or types of (doped) TiO2. The produced specimens will be subjected to short and long term aging in RTFOT and RCAT (if applicable otherwise long term aging will be simulated by extending time in RTFOT) devices, respectively. DSR and FTIR tests will be then carried out to understand TiO2 effects on binder performance.


Vermeld hier eventuele opmerkingen

IW: Bouwkunde






IW: Bouwkunde




Experimenteel onderzoek naar asfaltveroudering in het laboratorium en de vergelijking met in-situ veroudering

Onderzoeksdomein: Wegenbouwkunde

Contactpersoon


Contactpersoon: Wim Van den bergh E-mailadres: [email protected]

Begeleiding








Copromotor(en):

- Copromotor 1: Geert Jacobs - Copromotor 2: Naam copromotor

E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student

- Interesse in labowerk - Nauwkeurig


Taal: Nederlands

Organisatie:





Asphalt ageing is an important phenomenon influencing the properties of an asphalt mixture. The asphalt becomes stiffer and more brittle, possibly leading to cracking and raveling. In order to predict the long-term performance (after ageing) of an asphalt mixture, various procedures are developed to age asphalt in the laboratory. However, questions arise about how representative these ageing procedures are for the ageing on the road. Both the duration and temperature in the lab, as in-situ, have a significant influence on the representativity. This master thesis aims to assess the ageing progress of asphalt mixtures, both in situ as in the lab, and compare them with each other. In order to do so, a laboratory ageing procedure will be selected based on the vast amount of literature available. The procedure will be selected with the Belgian climatic conditions in mind. A selection of asphalt mixtures from the REjuveBIT-project will be provided to perform the laboratory study. These mixtures will be aged for different durations according to the ageing protocol, in order to investigate the ageing progress. After ageing, asphalt tests will be performed (including stiffness and ITS) and the bituminous binder from these samples will be extracted and recovered. A binder study will be performed on these binders in order to assess the changes in bitumen characteristics (penetration, softening point, complex modulus, FTIR spectroscopy). The results from the tests above will be compared with results of the test sections of the REjuveBIT-project, where cores will be drilled to perform similar lab-tests. With the results, the different stages of the lab-ageing protocol can be compared with in-situ ageing.

IW: Bouwkunde




Stappenplan

Literature study: The literature study will focus on ageing protocols and the Belgian climatic conditions and pavement temperatures. Position in the pavement layer (depth) is an important factor to incorporate. Methodology: Based on the literature study, an ageing protocol and the different durations are selected. A selection of mixtures is made from the REjuveBIT-project to have a representative and diverse set of mixtures. Experimental procedure: The experimental procedure focusses on the ageing progress in the lab, based on both mixture and binder scale tests. A comparison is made with results from cores from the test sections. Data processing, conclusions and recommendations: The test data are processed and interpreted. These are bundled together with conclusions in a thesis. In addition, recommendations are also formulated for further research

Opmerkingen

/

Bijlage(n)

/

IW: Bouwkunde




Gebouwenautomatiserings- en controlesystemen (BACS): energie-efficiëntie vs. milieu-impact

Onderzoeksdomein: Sustainability assessment

Contactpersoon


Contactpersoon: Matti Buyle E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: Matti Buyle






Copromotor(en):

- Copromotor 1: Stijn Verbeke - Copromotor 2: Naam copromotor

E-mailadres:



IW: Bouwkunde




Profiel student

Nederlands / Dutch


Taal: Nederlands

Organisatie:



Werkverdeling: Individueel - 1 student


Het verbeteren van de energieprestatie van gebouwen is een belangrijk aandachtspunt van nationale en internationale beleidsinspanningen om de wereldwijde klimaatdoelstellingen voor 2050 te bereiken. Traditioneel is het beleid inzake energieprestatie van gebouwen gericht op de verbetering van de thermische schil van een gebouw en het verhogen van de rendementen van verwarmings- en koelinstallaties. Sinds kort ziet men ook meer en meer het belang in van de bijkomende effecten die digitale en slimme technologieën kunnen hebben op de optimalisatie van de energieprestatie van gebouwen en het verbeterde comfort en welzijn van de bewoners. Dit wordt ook ondersteund door de bijgewerkte Europese richtlijn betreffende de energieprestatie van gebouwen, die het gebruik van gebouwenautomatiserings- en controlesystemen (BACS) bevordert. Wat echter niet uit het oog verloren mag worden, is dat elke actie om het energieverbruik te reduceren gepaard gaat met extra materiaalgebruik. De gebouwschil isoleren zorgt voor een reductie in transmissieverliezen, maar isolatie heeft ook een impact. Hetzelfde geldt voor BACS: automatisatie en controle vereist sensoren, bekabeling, voeding en baterijen, … De implementatie van BACS, en het streven naar energie efficiëntie in het algemeen, is echter een middel om de duurzaamheid van een gebouw te verhogen en geen doel op zich. Daarom dat dit onderzoek zich richt op de identificatie van het kantelpunt, waarbij bijkomende automatisatie niet meer leidt tot een reductie van de milieu-impact. Het doel is om een rekening te houden met energieverbruik en/of -winsten, materiaalstromen, onderhoud, impact van verwerking na afdanking en recyclage, en dit op basis van een levenscyclusanalyse (LCA). Dit is een kwantitatieve methode om de milieu-impact van producten, processen of diensten over de volledige levensduur te bepalen.

IW: Bouwkunde




Stappenplan

- literatuurstudie (evt. gezamenlijk met andere studenten die rond BACS werken) - dataverzameling BACS - opstellen scenario’s op gebouwniveau met een variërend niveau van automatisatie - LCA analyse - gevoeligheidsanalyses - interpretatie resultaten en formuleren aanbevelingen

Opmerkingen

Het algemene opzet is dat er meerdere studenten kunnen werken rond BACS (energie simulaties, levenscyclusanalyse (LCA) en levenscycluskostanalyse (LCC)) en ook informatie uitwisselen. Dit is uiteraard onder voorwaarde dat de onderwerpen ingevuld geraken. Er is ook de mogelijk om delen gemeenschappelijk uit te voeren (bv. de literatuurstudie of dataverzameling)

Bijlage(n)


IW: Bouwkunde




Gebouwenautomatiserings- en controlesystemen (BACS): energie-efficiëntie vs. Total Life Cycle Cost

Onderzoeksdomein / Research domain: Sustainability Assessment



Contactpersoon / Contact: dr. Jasmine Meysman E-mailadres / E-mail address: [email protected]



Interne Promotor: dr. Jasmine Meysman



Externe promotor / External supervisor: n.v.t /n.a.

E-mailadres / E-mail address: n.v.t /n.a.



- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: dr. Ir. Stijn Verbeke - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Prof. Dr. Ir. Amaryllis Audenaert



IW: Bouwkunde










☐ Extern / External: n.v.t /n.a.



Het verbeteren van de energieprestatie van gebouwen is een belangrijk aandachtspunt van nationale en internationale beleidsinspanningen om de wereldwijde klimaatdoelstellingen voor 2050 te bereiken. Traditioneel is het beleid inzake energieprestatie van gebouwen gericht op de verbetering van de thermische schil van een gebouw en het verhogen van de rendementen van verwarmings- en koelinstallaties. Sinds kort ziet men ook meer en meer het belang in van de bijkomende effecten die digitale en slimme technologieën kunnen hebben op de optimalisatie van de energieprestatie van gebouwen en het verbeterde comfort en welzijn van de bewoners. Dit wordt ook ondersteund door de bijgewerkte Europese richtlijn betreffende de energieprestatie van gebouwen, die het gebruik van gebouwenautomatiserings- en controlesystemen (BACS) bevordert. De implementatie van deze BACS brengen echter ook extra kosten met zich mee. Niet alleen de initiële investering voor de aankoop en installatie van de slimme sensoren, maar ook abonnementskosten, bijkomend onderhoud en stroomverbruik zijn belangrijke kostencomponenten. De implementatie van BACS als middel om duurzamere gebouwen te creëren, zal door bouwheren sneller aangenomen worden als kan aangetoond worden dat de investering op korte en/of lange termijn ook effectief (economische) winsten oplevert. De meest voor de hand liggende opbrengsten van BACS zijn besparingen op energieverbruik, maar ook vermeden kosten kunnen hier in acht genomen worden. In deze masterproef wordt nagegaan waar het kantelpunt zit, waarbij bijkomende automatisatie meer begint te kosten dan het oplevert door het berekenen van de total lifecycle cost. Hiervoor zal de Life Cycle Cost Analysis (LCCA) methodologie gebruikt worden.

IW: Bouwkunde





- literatuurstudie (evt. gezamenlijk met andere studenten die rond BACS werken) - dataverzameling BACS (evt. gezamenlijk met andere studenten die rond BACS werken) - opstellen scenario’s op gebouwniveau met een variërend niveau van automatisatie - LCCA analyse - gevoeligheidsanalyses - interpretatie resultaten en formuleren aanbevelingen


Het algemene opzet is dat er meerdere studenten kunnen werken rond BACS (energie simulaties, levenscyclusanalyse (LCA) en levenscycluskostanalyse (LCC)) en ook informatie uitwisselen. Dit is uiteraard onder voorwaarde dat de onderwerpen ingevuld geraken. Er is ook de mogelijk om delen gemeenschappelijk uit te voeren (bv. de literatuurstudie of dataverzameling)



IW: Bouwkunde




Het gebruik van beeldanalyse met behulp van PTV/PIV voor het bepalen van stroming of bezinking van sedimentdeeltjes

Onderzoeksdomein: Waterbouw, hydraulica

Contactpersoon


Contactpersoon: Yves Plancke E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: Yves Plancke






Copromotor(en):


E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student

De student heeft een gezonde interesse in het uitvoeren en de analyse van metingen, het programmeren (Matlab, Octave, R) voor de verwerking van gegevens en heeft kennis van water- en sedimentbeweging in rivieren en estuaria. De student is in staat zelfstandig te werken.


Taal: Engels-Nederlands

Organisatie:


☒ Extern: Waterbouwkundig Laboratorium

Werkverdeling: Individueel - 1 of 2 student


In het Schelde-estuarium zorgen de getijstromingen voor verschillende uitdagingen: enerzijds zijn er complexe stroompatronen die risico’s meebrengen voor de scheepvaart, anderzijds transporteren de stromingen ook sedimenten die dan weer aanleiding kunnen geven tot o.a. onderhoudsbaggerwerken of effecten op de ecologie. In projecten moeten dan ook potentiële effecten in beeld gebracht worden waarbij gebruik gemaakt wordt van numerieke modellen. Deze modellen reproduceren de reële processen, waarbij bepaalde parameters moeten ingesteld worden. Om de keuze van deze parameters te optimaliseren is het van belang de reële waarden te kennen. Binnen dit onderzoeksvoorstel zal worden ingegaan op de bezinking van sedimentdeeltjes. In een labo-omgeving zal behulp van camera’s de bezinking van deeltjes gefilmd worden, waaruit met behulp van specifieke software (via PTV) de sedimenteigenschappen kunnen worden bepaald. Daarnaast bestaat de optie dat binnen deze masterproef (afhankelijk van geldende maatregelen) ook de stroming bepaald wordt met behulp van LSPIV.

Stappenplan

Literatuurstudie rond valsnelheid van sediment en PTV of PIV beeldanalyse Uitvoeren van metingen in labo of/en terrein Verwerking en analyse van metingen met specifieke software (ter beschikking gesteld door WL) Rapportering

Opmerkingen


IW: Bouwkunde




Bijlage(n)


IW: Bouwkunde




Het onderzoeken van de klimaatrobuustheid in de vallei van de Grote Nete tussen de watermolen te Meerhout en de samenvloeiing met de Molse Nete

Onderzoeksdomein: Waterlopen - hydraulica

Contactpersoon


Contactpersoon: Troy Vanderlinden E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: Naam promotor Belangrijk: De promotor dient verbonden te zijn aan UAntwerpen

E-mailadres: E-mailadres promotor


Externe promotor: Pascale De Paep



Copromotor(en):

- Copromotor 1: Troy Vanderlinden - Copromotor 2: Naam copromotor

E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student

Nederlands / Dutch


Taal: Nederlands

Organisatie:


☒ Extern: Sweco Belgium bv



Het traject (>6 km) aftoetsen aan verschillende scenario’s voor verbetering beekstructuur met een toenemende mate van inrichting: verruwing bedding, afschuinen oevers, meanderende zomerbedding binnen winterbedding (accoladeprofiel), hermeandering zonder verdroging van het natuurgebied Maelsbroek. Hierbij rekening houdend met voor- en nadelen (eigendom, kosten-baten, recreatieve meerwaarde,….) Onderzoek naar reductie impact landbouw op waterlopen: Welke pistes zijn er om impact landgebruik landbouw te reduceren naar waterloop bv. via bufferzones, contersloot, reductie afstroom, erfsappen, helofytenfilters op zijlopen/afwateringsgrachten, infiltratie bevorderen. Verbeteren contact waterloop en vlakte (verbeteren laterale connectiviteit): verbeteren sponswerking, verbeteren infiltratie, grachtensysteem aanpassen, aanpak oeverwallen

Stappenplan

1)Literatuurstudie 2)bepalen randvoorwaarden zoals natuurwaarden en IHD (zoekzones), eigendomssituaties, landgebruik, gewestplan, onderhoud, waterkwaliteit, historische bedding, irrigatie 3) analyse van beschikbare dwg en GIS bestanden waaronder dwarsprofielen, lengteprofielen, grondplannen, kunstwerken + analyse van debieten en waterhoogten 4) doorrekenen van toekomstige profielen in de aan te takken meanders rekening houden met toekomstige vernatting 5) op basis van stap 2, 3 en 4 bepalen welk tracé mogelijk kan gerealiseerd worden, welke tracé het meest meerwaarde biedt om toekomstige klimaatproblematiek zoals verdroging en overstroming tegen te gaan m.a.w. welke tracé is realiseerbaar (vanuit de randvoorwaarden zoals eigendomstructuren ed.) en biedt daarnaast het meest perspectief op vernatting in de zomer en buffering in de winter.

IW: Bouwkunde




Opmerkingen

Er is een zekere vrijheid in de aanpak en invulling van dit onderwerp. Zo kan literatuuronderzoek ook aangevuld worden met bijvoorbeeld plaatsbezoeken en het verzamelen van informatie over praktijkvoorbeelden.

Bijlage(n)


IW: Bouwkunde




Implementatie van een Current Deflecting Wall in Telemac3D: toepassing Deurganckdok

Onderzoeksdomein: Hydraulica en sediment

Contactpersoon


Contactpersoon: Bart De Maerschalck E-mailadres: [email protected]

Begeleiding








Copromotor(en):

- Copromotor 1: Bart De Maerschalck - Copromotor 2: Naam copromotor

E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student




Organisatie:





Een current deflecting wall (CDW) is een kunstwerk dat stroming lokaal manipuleert met de bedoeling de sediment import in een getijdendok zoals het Deurganckdok te reduceren. Enerzijds probeert het tijdens de getijvulling vooral het oppervlakte water, met een lagere sediment concentratie, naar het dok te stuwen en anderzijds wordt door de drempel onderaan de CDW het water met de hoogste concentraties net boven de bodem van het dok weggestuwd. Tegelijk heeft de CDW ook tot doel om de neervorming te onderdrukken om zo de extra water-uitwisseling te reduceren. Echter, de bijzondere complexiteit van de CDW maakt dat de implementatie hiervan in een shallow water solver niet triviaal is. In het bijzonder de combinatie van een drempel en een niet gesloten damwand maken dat het tot op heden niet mogelijk was om de CDW te implementeren in de huidige modellen. De opdracht bestaat uit het implementeren van het kunstwerk in de Telemac-Mascaret model software en toe te passen op het Deurgankdok. Voor meer info zie bijlage

Stappenplan

* Literatuustudie bestaand numerieke technieken om compexe constructies te implementeren * Implementeren in het softwarepakket * Toepassen in bestaande Scheldemodellen voor het Derganckdok * Rapportage

Opmerkingen

Rapportage mag in het Engels of Nederlands Kennis programmeren is een pluspunt (Fortran)

IW: Bouwkunde




Bijlage(n)

2021_Telemacmodellering_CDW.docx (zie hieronder)

Master proef: Implementatie van een Current Deflecting Wall in Telemac3D: toepassing Deurganckdok Het Deurganckdok te Antwerpen werd gedeeltelijk geopend in 2005 en werd volledig operationeel in 2009. Het Deurganckdok is een getijdendok. Onder invloed van het getij is het dok onderhevig aan sterke sedimentatie van slib. Drie mechanismen dragen bij tot de sedimentatie:

• Getijvulling: tweemaal per dag stroom bij vloed sedimentrijk water het dok binnen. In het dok kan het sediment uitzakken waarna bij eb sedimentarm water het dok verlaat.

• Dit effect wordt nog versterkt door de neervorming aan de ingang van het dok, vooral bij vloed, die voor extra wateruitwisseling zorgt.

• Een derde mechanisme is uitwisseling door densiteitgedreven stroming als gevolg van het na-ijlen van de zoutconcentratie in het dok ten opzichte van de Schelde. Geschat wordt dat de densiteitsstromingen voor 55 tot 65% bijdraagt aan de totale sediment import.

De current deflecting wall (CDW) is een kunstwerk dat stroming lokaal manipuleert met de bedoeling de sediment import te reduceren. Enerzijds probeert het tijdens de getijvulling vooral het oppervlakte water, met een lagere sediment concentratie, naar het dok te stuwen en anderzijds wordt door de drempel onderaan de CDW het water met de hoogste concentraties net boven de bodem van het dok weggestuwd. Tegelijk heeft de CDW ook tot doel om de neervorming te onderdrukken om zo de extra water-uitwisseling te reduceren, Figuur 1.

Om de sediment import in de het Deurganckdok te reduceren werd in 2011 een CDW gebouwd, Figuur 2. Op basis van de wateruitwisseling aan de hand van fysische modelproeven werd aanvankelijk een reductie van 36 tot 59% geschat (Vanlede et al., 2019). Dit werd later aan de hand van numerieke studies bijgesteld tot 18% (Van Maren et al., 2011). In praktijk is het effect echter moeilijk meetbaar. De neervorming werd zowel voor als na de bouw van de CDW waargenomen (Stark et al. 2021). Bovendien werd in de periode van de bouw van de CDW ook andere ingrepen uitgevoerd zoals het wegbaggeren van de drempel te hoogte van de toegang tot het dok, wat maakt dat op basis de vergelijking de van baggergegevens maar moeilijk een uitspraak kan gedaan worden over het netto-effect van de CDW op de sediment uitwisseling.

Op het Waterbouwkundig worden verschillende modellen gebruikt om de getijstroming en sediment transport in het Scheldeestuarion te modelleren. De laatst jaren is veel ervaring opgedaan in het gebruik van het Telemac-Mascaret model instrumentarium. Telemac maakt gebruik van eindige elementen methoden (Finite Element Methods, FEM) om de ondiepwatervergelijkingen (shallow water equations) op te lossen op een ongestructureerd triangulair rekenrooster. Triangulaire roosters hebben het grote voordeel dat zij lokaal verfijnd kunnen worden in het interessegebied om zo complexe geometrieën en scherpe bodemgradiënten nauwkeurig te representeren. Echter de bijzondere complexiteit van de CDW maakt dat de implementatie hiervan in een shallow water solver niet triviaal is. In het bijzonder de combinatie van een drempel en een niet gesloten damwand (zie Figuur 2) maken dat het tot op heden niet mogelijk was om de CDW te implementeren in de huidige modellen.

IW: Bouwkunde




Recent werd de Telemac modelinsoftware uitgebreid met extra numerieke technieken zoals de immersed boundary method (Yin, 2017) die het mogelijk maken om het effecten van complexe structuren zoals de CDW te modelleren. De master proef bestaat uit het implementeren en testen van deze technieken in de huidige modellen en de effecten van de CDW op de stroming en het sediment transport te begroten.

Plancke, Y.; Stark, J.; De Maerschalck, B.; Mostaert, F. (2020). AvdT – Sedimenttransport op verschillende tijdschalen: Deelrapport 20 – Wateruitwisselingsprocessen ter hoogte van de ingang van het Deurganckdok. Versie 0.2. WL Rapporten, 17_088_20. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen

Van Maren, D.S.; Winterwerp, J.C.; Decrop, B.; Wang, Z.B.; Vanlede, J. (2011). Predicting the effect of a Current Deflecting Wall on harbour siltation, in: (2011). Proceedings of the 9th International Conference on Nearshore and Estuarine Cohesive Sediment Transport Processes (INTERCOH ’07), Brest, France, September 25-28, 2007. Continental Shelf Research, 31. Elsevier. pp.S182–S198. Available at: dx.doi.org/10.1016/j.csr.2010.12.005

Vanlede, J.; Schramkowski, G.; Mostaert, F. (2019). Sedimentatie Rechteroever Nieuwpoort: deelrapport 1. Desktop studie. Versie 2.0. WL Rapporten, 19_019_1. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen. Available at: http://documentatiecentrum.watlab.be/owa/imis.php?module=ref&refid=325115

Yin, Y. (2017). Turbulence model and Immersed Boundary method development in TELEMAC-3D for offshore structure modelling. University of Liverpool. 130 pp.

Figuur 1: Werkingsprincipe CDW

IW: Bouwkunde




Figuur 2: ontwerpschets CDW Deurganckdok

IW: Bouwkunde




In-situ recycling of asphalt base layer with foamed bitumen technology

Onderzoeksdomein / Research domain: Road Engineering Research Section (RERS)



Contactpersoon / Contact: Ecem Nur Barisoglu E-mailadres / E-mail address: [email protected]



Interne Promotor: Prof. Dr. Wim Van den bergh







- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Ecem Nur Barisoglu - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Naam copromotor



IW: Bouwkunde





The student(s) should have successfully passed the courses: 2-Asphalt Technology and Building Materials, 5-Geotechnics, 6-Bachelor's Project Construction including Internship. The student(s) should be interested in the topics: laboratory mix design, recycling technologies and bitumen stabilisation.


Taal / Language: English






In recent years, cold recycling of existing pavements using either bitumen emulsion or foamed bitumen has grown as one of the cost-effective and environmentally friendly technology over conventional road rehabilitation alternatives. As compared to other recycled road materials improvement methods such as asphalt emulsion and Portland cement stabilization, foamed asphalt treatment has shown significantly better performance as reported by researchers. Recently there has been significant interest in the in-situ method of construction, and hence the need for a standard mix design procedure has now become essential. Thus, this research aims to find the suitable laboratory mixture design for foamed asphalt to produce the high strength and long performance of this type of mixture. This research is part of FOAM project in RERS research group. https://www.uantwerpen.be/en/research-groups/emib/rers/projects/highlighted/foam/


The intention of mix design is to formulate a composite product with necessary quality for a specific purpose or application. The mix design procedure involves several steps starts with testing of materials to be stabilized and establishing a suitable granular composition (reclaimed asphalt ) and selecting bituminous binder to be used. The key parameter in foamed bitumen mix design is Optimum Moisture Content (OMC) will be obtained by the modified Proctor test that gives the optimum range of mixing water content. Thus, optimum mechanical properties for foamed bitumen stabilized materials can be achieved. Various foamed bitumen content ranging between 1.8% and 3% will be used in this research.

https://www.uantwerpen.be/en/research-groups/emib/rers/projects/highlighted/foam/

https://www.uantwerpen.be/en/research-groups/emib/rers/projects/highlighted/foam/

IW: Bouwkunde




Additionally, replacing cement with geopolymers will be considered in this research. The Indirect Tensile Strength (ITS) test under soaked and unsoaked conditions will be used to measure tensile strength and flexibility of the BSM. The shear parameters, cohesion and internal friction angle, of the BSM provide critical performance properties and need to be evaluated with cyclic triaxial testing for a reliable mix design.





IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR

Investigation on the effect of RAP cluster size and distribution on the strain field of recycled asphalt mixtures

Onderzoeksdomein / Research domain: Road Engineering



Contactpersoon / Contact: David Hernando E-mailadres / E-mail address: [email protected]










- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Navid Hasheminejad - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: David Hernando




IW: Bouwkunde





This master’s thesis requires interest in the use of optical methods for surface characterization, in particular digital mage correlation (DIC) for strain measurements. Prior experience in the use of DIC is highly valued.


Taal / Language: English




Werkverdeling / Work division: Individual/Group - 1 student/2 students


When asphalt mixtures reach the end of their service life, they are removed by milling and the resulting crushed material is called reclaimed asphalt pavement (RAP). RAP mostly consists of chunks of aggregate particles held together by aged bitumen (i.e., clusters). Large RAP clusters consisting of multiple aggregates prevent homogenization of asphalt mixtures. Large clusters hinder mixing of RAP with virgin bitumen and aggregates, which may result in a nonuniform aggregate distribution within the mixture. In fact, prior research at Empa (Rinaldini et al., 2014) provided evidence of the existence of RAP clusters after asphalt mixture production. Rinaldini et al. (2014) also found that these clusters showed a deficient adhesion to the surrounding bitumen and aggregate, which introduces a potential source of crack initiation and material failure (see below).

IW: Bouwkunde




The objective of this research is to identify the acceptable cluster size and the most important factors that contribute to blending of RAP and virgin materials for the production of homogeneous recycled asphalt mixtures. For this purpose, ‘engineered’ mixtures will be prepared, where the presence of RAP in the fine or coarse portion of the mixture is artificially controlled. This will allow to focus the efforts on understanding the mechanism of where and how clustering occurs, what the impact is on particle distribution, and what the effects are on the resulting mechanical response of recycled asphalt mixtures with aged bitumen. DIC will be used to monitor the strain distribution of samples subjected to repeated load in an attempt to capture localized points of strain concentration indicative of a nonuniform distribution of mixture components or presence of RAP clusters


1. Literature review on effect of RAP size and presence of clusters on particle distribution and material response. 2. Preparation of experimental plan (RAP source, RAP size, need for RAP fractionation, methods) 3. Asphalt mixture preparation 4. Preliminary DIC analysis 5. Investigating the strain field of RAP mixtures with different RAP cluster size and RAP distribution under repeated load 6. Additional surface characterization by microscopy (if necessary) 7. Results and conclusions 8. Recommendations for preparation of high-quality RAP mixtures


DIC is an image analysis method based on the gray value of digital images that allows the determination of full-field displacement and strain on the surface of an object. Specimen preparation consists in making a random gray intensity distribution (a speckle pattern) on the surface. References: Rinaldini, E., Schuetz, P., Partl, M.N., Tebaldi, G., Poulikakos, L.D. (2014). Investigating the Blending of Reclaimed Asphalt with Virgin Materials using Rheology, Electron Microscopy and Computer tomography. Composites Part B: Engineering, 67: 579–587. DOI: 10.1016/j.compositesb.2014.07.025.



IW: Bouwkunde




Kathodische bescherming met opgedrukte stroom: ontwikkeling voorspellingmodel beschermstroom-verdeling ter beoordeling van de efficiëntie van het systeem

Onderzoeksdomein: EMIB onderzoeksgroep

Contactpersoon


Contactpersoon: Prof. dr. ir. Bart Craeye E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: Prof. dr. ir. Bart Craeye



Externe promotor: dr. ir. Bjorn Van Belleghem



Copromotor(en):

- Copromotor 1: Prof. Siegfried Denys - Copromotor 2: [email protected]

E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student




Organisatie:


☒ Extern: Studiebureau Sanacon – DuEL onderzoeksgroep UAntwerpen



Meer dan 25% van de Europese omzet in de bouwsector wordt gebruikt voor reparatie en onderhoud van bestaande structuren, waaronder een groot deel gewapende betonconstructies. Het meest voorkomende duurzaamheidsprobleem bij betonconstructies is corrosie van de staalwapening die voornamelijk wordt veroorzaakt door het binnendringen van agressieve stoffen zoals koolstofdioxide (CO2) of chloriden in de betonmatrix. Propagatie van wapeningscorrosie kan leiden tot scheurvorming in het beton of het loskomen van betonbrokstukken. Wanneer wapeningscorrosie veroorzaakt wordt door aanwezigheid van chloriden in de betonmatrix, is het bekomen van een duurzaam betonherstel op de ‘traditionele wijze’, met name verwijderen van gecontamineerd beton en aanbrengen van een herstelmortel, in de meeste gevallen moeilijk. Onderzoek heeft aangetoond dat slechts de helft van de uitgevoerde betonherstellingen effectief duurzaam is. Bovendien is een ‘traditioneel betonherstel’ voor grote constructies zeer arbeidsintensief. Problemen met corrosie van gewapende betonconstructies kunnen echter in vele gevallen meer duurzaam aangepakt worden met behulp van kathodische bescherming. Aangezien corrosie van staal een elektrochemisch proces is in beton, heeft kathodische bescherming met opgedrukte stroom (ICCP) bewezen een effectieve en betrouwbare techniek te zijn voor corrosiebeheersing en is het een erkende techniek om chloride-geïnduceerde corrosie in gewapend beton te stoppen. Er kunnen verschillende soorten systemen en materialen/methoden worden gekozen om een betonconstructie kathodisch te beschermen. De focus binnen deze studie ligt op ICCP: hierbij wordt een inerte anode aangebracht op of in het beton. Vervolgens wordt een stroom aangelegd tussen de aangebrachte anode en het wapeningsstaal d.m.v. een spanningsbron. Deze stroom zorgt ervoor dat de wapening fungeert als kathode, waardoor het corrosieproces van het staal stopt. Bij een KB systeem is de spreiding van de beschermstroom naar de wapening van groot belang. De spreiding bepaalt de hoeveelheid anodes die geplaatst moeten worden en hangt onder andere af van de wapeningsdensiteit (hoeveelheid staal per m² beton), de elektrische weerstand van het beton, (afhankelijk van het gebruikte cementtype en de vochtigheidsgraad) en de corrosiegraad van de staalwapening. De spreiding van de beschermstroom van de anode naar de wapening is dus een belangrijke onderzoeksvraag voor het economisch en efficiënt ontwerpen van een KB systeem.

IW: Bouwkunde




De stroomverdeling van dit systeem bepaalt de effectiviteit van de bescherming en is sterk afhankelijk van verschillende invloedsparameters. Daarom zijn de belangrijkste onderzoeksdoelen binnen dit eindwerk: (i) identificatie van de meest gebruikte ICCP systemen waarbij het van belang is om een beslissingsinstrument te creëren dat de gebruiker helpt bij het selecteren van het juiste KB systeem voor het juiste doel, afhankelijk van het element, de locatie, de omgeving, het budget en de gewenste levensduurverlenging; (ii) identificatie van de belangrijkste factoren die van invloed zijn op de stroomverdeling binnen het element, en als gevolg daarvan de effectiviteit/efficiëntie van het systeem, en bijhorende parametrische sensitiviteitsanalyse; (iii) numerieke COMSOL simulatie van de stroomverdeling van het ICCP systeem met bijhorende experimentele validatie op labo-schaal met behulp van een serie kleinschalige demo-proefstukken die volledig gemonitord (via referentie-electroden, via potentiaalmetingen, via corrosie-snelheidsmetingen, enz.) en onderzocht worden. De doelstelling van dit onderzoek is het bepalen van de stroomverdeling en graad van bescherming van het wapeningsstaal rondom verschillende types van courant aangeboden anodes voor een kathodische bescherming met opgedrukte stroom (ICCP). Dit onderzoek loopt in samenwerking met Odisee Hogeschool (onderzoekskern DUBiT), met studiebureau Sanacon voor advies en begeleiding bij uitwerking van het experimenteel validatieprogramma, en met onderzoeksgroep DuEL (UAntwerpen) voor advies en begeleiding bij de numerieke modellering (COMSOL-Multiphysics).

Stappenplan

Een eerste, niet te onderschatten, luik van dit onderzoek bevat een gerichte literatuurstudie naar kathodische bescherming met opgedrukte stroom waarbij voorgaande studies, analyses en normen dienen opgezocht, vergeleken en samengevat te worden en waarbij de principes (normering, proefprocedure, apparatuurbenodigdheden) van de uit te voeren proefmethodes bestudeerd worden. Vervolgens dient de student het numeriek modellering COMSOL MultiPhysics te ontdekken. Met behulp van dit commercieel pakket zal de stroomverdeling in een met ICCP beschermd gewapend betonelement gesimuleerd worden en wordt de parameterstudie en sensitiviteitsanalyse uitgevoerd. Vervolgens worden een aantal labo-proefstukken vervaardigd waarop stroom- en potentiaalmetingen worden uitgevoerd ter validering van de simulaties. Tot slot: analyse van de resultaten en leggen van verbanden tussen de bekomen resultaten (correlaties), aantonen van de statistische significantie en interpretatie van de bekomen resultaten, inclusief de definiëring van een logische besluitvorming en suggesties naar vervolgonderzoek.

IW: Bouwkunde




Opmerkingen

De student beschikt over een uitgebreide kennis en een gezonde interesse omtrent betontechnologie, eigenschappen en duurzaamheid van bestaande betonconstructies, labovaardigheden en meettechnieken; De student is uitermate gemotiveerd en is in staat om op zelfstandige basis te werken; interesse in metingen, in simulaties en in labowerk is een pluspunt en een vereiste; De student gaat zorgvuldig te werk en gaat nauwkeurig om met de bekomen meetresultaten, en beschikt over een kritische ingesteldheid bij de verwerking en de analyse van de resultaten; De student heeft een goede kennis van MS Excel en heeft bij voorkeur al een eerste kennismaking met COMSOL achter de rug; De student is correct in overleg en in communicatie met de promotoren en samenwerkende bedrijven en kan een correcte planning opmaken en opvolgen; De student is bekwaam om buitenlandse studies en handleidingen te begrijpen, te beheersen en te interpreteren. Hiertoe moet hij/zij voornamelijk Engelstalige nota’s en papers doornemen; De student beschikt bij voorkeur over een rijbewijs, type B, beschikt over eigen vervoer en legt contacten met aannemers, studieburelen en laboratoria en leveranciers van grondstoffen en meetapparatuur.

Bijlage(n)


IW: Bouwkunde




Lang termijn morfologische ontwikkelingen Westerschelde: Onderzoek naar effecten van zeespiegelstijging en baggerstrategie aan de hand van een geïdealiseerd modelinstrumentarium

Onderzoeksdomein: Hydraulica en morfologie

Contactpersoon



Begeleiding








Copromotor(en):


E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student




Organisatie:





Modelstudie op basis van conceptuele numerieke modellen naar langer termijn effecten van Zeespiegel stijging en baggerwerken op de ontwikkeling va de geulen en platen in de Westerschelde (zie bijlage)

Stappenplan

1 Uitbreiding van het bestaande model met een bagger en stort module. 2) Scenario analyses zeespiegelstijging en baggerstrategie. 3) Rapportage

Opmerkingen

Rapportage mag in het Engels of Nederlands

Bijlage(n)

2021_GeïdealiseerdModellerenMorfologieWesterschelde.docx (zie hieronder)

IW: Bouwkunde




Masterproef: Lang termijn morfologische ontwikkelingen Westerschelde: Onderzoek naar effecten van zeespiegelstijging en baggerstrategie aan de hand van een geïdealiseerd modelinstrumentarium Desondanks de moderne ontwikkelingen in de wereld van de numerieke modellen en computerinfrastructuur van de laatste decennia, blijft de modellering van de morfologische evolutie van de kust en estuarium een hele uitdaging. Zowel op de korte, maar des te meer op de lange termijn. De redenen hiervoor zijn velerlei: Hoewel we het getij over het algemeen behoorlijk tot goed kunnen voorspellen, waterstanden en stroomsnelheden, toch slagen we er met de huidige technologie maar in beperkte mate in het transport van sediment in de waterkolom, slib, en over de bodem, zand, te modelleren. Het transport wordt bepaald door complexe processen en een veelvoud aan parameters die vaak variëren in tijd en ruimte: lithologische samenstelling van het sediment, variabele korrelgrootte, vlokvorming, interactie met biologische factoren en saliniteit, consolidatieprocessen, lokale turbulentie, harde lagen, et cetera. Al deze factoren hebben op de één of andere manier een effect op het transport, sedimenteren en de resuspensie van het sediment. Bovendien is het meten van het sediment transport complex en duur, waardoor in tegenstelling tot waterstandsmetingen de beschikbare data voor validatie relatief beperkt is in ruimte en tijd.

De morfologie van het estuarium wordt gedreven door de ruimtelijke en temporele variaties in het transport van zand en slib, dewelke op hun beurt gedreven worden door getij en golfwerking. Kleine of lokale fouten in de berekende stroming, leiden tot grotere fouten in het transport en bodemveranderingen. De totale morfologische fout is zo de accumulatie van al deze fouten doorheen de gemodelleerde tijd. Ook wanneer een model lokale de sedimentatie en erosiepatronen goed blijkt te reproduceren, dan nog geeft dit geen garantie dat het model betrouwbare resultaten levert voor het hele estuarium, net omwille van de variabiliteit van al deze hierboven genoemde parameters en processen.

Om hieraan tegemoet te komen werd door het waterbouwkundig laboratorium er een nieuw soort modellering voor het estuarium en de voordelta ontwikkeld (Nnafie et al., 2016, 2017b; a). In een geïdealiseerd model wordt het estuarium meer conceptueel benaderd. Het is niet zozeer de bedoeling om de evolutie van elke bocht, geul of plaat in detail te reproduceren, maar wel om de belangrijkste drijvende mechanismen, zowel natuurlijke als menselijke, die geleid hebben tot de typische karakteristieken van de Schelde zoals we ze nu kennen te leren kennen en begrijpen. Om vertrouwen te krijgen in het model starten we niet met de complexe bathymetrie zoals deze vandaag gekend is, maar met een min of meer vlakke bodem die afgeleid is op basis van het middelen van de werkelijke bodem over de breedte. Als forcering wordt een vereenvoudigd getij en een gereduceerd golfklimaat gebruikt. Onder invloed van deze forcering ontwikkelt het model een patroon van geulen en platen die dezelfde grootschalige bodem kenmerken vertoont als het Schelde estuarium. Vervolgens kan dit model ingezet worden om lange termijn, i.e. decennia tot eeuwen, effecten van grootschalige ingrepen te onderzoeken.

Het model werd door het Waterbouwkundig Laboratorium reeds succesvol ingezet om het effect van de aanleg van een nieuwe toegangsgeul op lang termijn te onderzoeken (De Maerschalck et al., 2017), maar ook om de effecten van historische inpolderingen op de morfologische ontwikkeling van het estuarium en de huidige ligging van de platen en geulen te bestuderen (Nnafie et al., 2018b, 2019). Ook voor onderzoek naar de lange termijn effecten van (versnelde) zeespiegelstijging werd het modelinstrumentarium reeds ingezet (Nnafie et al., 2018a).

IW: Bouwkunde




De opdracht van de masterproef bestaat erin om het modelinstrumentarium uit te breiden voor bagger en stort-activiteiten. Doel van de uitbreiding is om op conceptuele wijze te onderzoeken wat de macro morfologische effecten van de historische onderhouds- en aanlegbaggerweken zijn geweest op de ontwikkeling van de geulen en platen en hoe deze zich verhouden ten opzichte van de ontwikkelingen gedreven door historische inpolderingen en zeespiegelstijging. Ook zal onderzocht worden hoe (versnelde) zeespiegelstijging een effect zal hebben op de onderhoudsbaggerwerken en welke morfologische effecten te verwachten zijn als gevolg van verschillende stortstrategieën.

De Maerschalck, B.; Dijkstra, J.; Nnafie, A.; Vroom, J.; van Oyen, T.; Röbke, B.R.; van der Werf, J.; Van der Wegen, M.; van Maren, B.; Taal, M.; Vanlede, J.; Verwaest, T.; Mostaert, F. (2017). Modellering Belgische kustzone en Scheldemonding: deelrapport 3. Modellering van de morfologische effecten na aanleg nieuwe Geul van de Walvischstaart. Versie 3.0. WL Rapporten, 15_068_3. Deltares: Antwerpen

Nnafie, A.; De Maerschalck, B.; Vanlede, J.; Schramkowski, G.; Mostaert, F. (2018a). Morphodynamic modeling of the Scheldt estuary and its mouth: Effects of sea level rise. Version 2.. FHR reports, 14_094_8. Flanders Hydraulics Research: Antwerp

Nnafie, A.; De Maerschalck, B.; Vanlede, J.; Schramkowski, G.; Verwaest, T.; Mostaert, F. (2017a). Morphodynamic modelling of the Scheldt mouth: effects of extreme wave and wind events. Version 2.. FHR reports, 14_094_7. Flanders Hydraulics Research: Antwerp

Nnafie, A.; de Swart, H.; De Maerschalck, B.; Van Oyen, T.; van der Vegt, M.; van der Wegen, M. (2019). Closure of secondary basins causes channel deepening in estuaries with moderate to high friction. Geophys. Res. Lett. 46. Available at: https://hdl.handle.net/10.1029/2019gl084444

Nnafie, A.; van Oyen, T.; De Maerschalck, B.; Plancke, Y.; Mostaert, F. (2017b). Morphodynamic modelling of the Scheldt mouth: effects of waves. Version 3.. FHR reports, 14_094_6. Flanders Hydraulics Research: Antwerp

Nnafie, A.; van Oyen, T.; De Maerschalck, B.; Plancke, Y.; Verwaest, T.; Mostaert, F. (2016). Modeling effects of geometry, initial bathymetry and sediment availability on the morphodynamic evolution of the Scheldt mouth area. version 4. FHR reports, 14_094_4. Flanders Hydraulics Research: Antwerp. IV, 37 pp.

Nnafie, A.; Van Oyen, T.; De Maerschalck, B.; van der Vegt, M.; Van der Wegen, M. (2018b). Estuarine channel evolution in response to closure of secondary basins: An observational and morphodynamic modeling study of the Western Scheldt Estuary. J. Geophys. Res. Surf. 123. Available at: https://hdl.handle.net/10.1002/2017jf004364

IW: Bouwkunde




Levenscyclusanalyse van een carbonatatie gerelateerde technologie voor de cement en betonsector

Onderzoeksdomein: milieubeoordeling/bouwkunde

Contactpersoon


Contactpersoon: Ben Maes E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: Matthias Buyle






Copromotor(en):

- Copromotor 1: Ben Maes - Copromotor 2: Naam copromotor

E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student

Iemand met interesse voor milieu



Organisatie:





“Carbon capture” beloofd één van de belangrijke technieken te worden in de toekomst om onze milieu-impact te doen verlagen. Deze techniek zou gebruikt worden in grote sectoren zoals elektriciteit, staal en cement, om de geproduceerde CO2 tijdens het productieproces op te vangen zodat deze niet in de atmosfeer terechtkomt. Nadat de CO2 is opgevangen kan deze ofwel ondergronds opgeslagen worden of gebruikt worden in productieprocessen. De laatste mogelijkheid is zeker de meest gewenste aangezien het schadelijke gas op die manier niet alleen verdwijnt, maar ook een nut kan betekenen voor nieuwe producten. Momenteel zijn er nog niet zoveel processen die hiervan gebruik zouden kunnen maken, maar dit aantal groeit. Dit is ook zo voor de cementindustrie waarvoor talloze innovatieve toepassingen momenteel worden onderzocht. Het doel van deze opdracht is om voor één van deze toepassing te bepalen wat het mogelijks voordeel op vlak van milieu is als we deze toepassing zouden gebruiken.

Stappenplan

Eerst leren de studenten over LCA en hoe je dit kan doen met behulp van het LCA-programma Activity Browser. Vervolgens voeren de studenten een literatuurstudie uit, waarbij ze een carbonatie gerelateerde technologie voor de cementindustrie kiezen als onderwerp en data verzamelen uit de literatuur om hiermee de “life cycle inventory” te ontwerpen om de LCA uit te voeren.

IW: Bouwkunde




Opmerkingen


Bijlage(n)


IW: Bouwkunde




Life cycle cost analysis van groene gevels

Onderzoeksdomein: Sustainability Assessment

Contactpersoon


Contactpersoon: dr. Jasmine Meysman E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: dr. Jasmine Meysman



Externe promotor: n.v.t

E-mailadres: n.v.t


Copromotor(en):

- Copromotor 1: Timothy Rowe - Copromotor 2: dr.ir. arch. Bert Belmans

E-mailadres:

- Copromotor 1: [email protected] - Copromotor 2: [email protected]


IW: Bouwkunde




Profiel student




Organisatie:



Werkverdeling: Kies een item uit de lijst - Kies een item uit de lijst


Groene gevels zijn een relatief nieuwe manier om meer groen te integreren in een bebouwde omgeving. Door het groen te bevestigen aan de gevel is er slechts een heel gering grondoppervlak nodig. Dit zorgt voor een makkelijkere integratie in dichtbevolkte gebieden ten opzichte van meer conventioneel groen, zoals bomen en parken. Recente studies hebben ook de vele voordelen die geleverd worden door verticaal groen verder aangetoond. Enkele van deze voordelen zijn het verlagen van luchtvervuiling, koelend effect voor de omgeving, toename aan biodiversiteit… Groene gevels worden in twee grote groepen opgedeeld aan de hand van hun basisstructuur. Grondgebonden groene gevels bestaan uit klimplanten die in de grond naast het gebouw wortelen en, al dan niet aan de hand van een klimhulp, langs de gevel omhoog groeien. Bij gevelgebonden groene gevels wortelen de planten in een substraat dat aan de gevel bevestigd is. Bij de implementatie van groene gevels komen echter ook extra kosten met zich mee. Naast de hogere initiële investering voor de installatie van de groene gevel ten opzicht van traditionele gevelbedekkingen, vraagt deze gevelbedekking ook meer onderhoud: regelmatig onderhouden van de planten, bemesting, irrigatie, etc. … In deze master thesis is het de bedoeling om te onderzoeken wat de total cost of ownership is van groene gevelconcepten op basis van de Life Cycle Cost Assessment methodology. Je brengt de verschillende kostenstromen in kaart en onderzoekt waar standardistatie van onderhoud kan leiden tot potentiële kostenverminderingen. Hiervoor vergelijk je technische gegevens van verschillende groene gevel concepten.

Stappenplan

- Literatuurstudie - Dataverzameling kostenstructuur en onderhoud groene gevels - Identificeren van standaardisatiemogelijkheden in onderhoudsmethoden - LCCA analyse - gevoeligheidsanalyses - interpretatie resultaten en formuleren aanbevelingen

IW: Bouwkunde




Opmerkingen


Bijlage(n)


IW: Bouwkunde




Machine learning tools for pavement performance prediction and sustainability assessment

Onderzoeksdomein / Research domain: Road engineering and Sustainability Assessment



Contactpersoon / Contact: Prof. dr. Zhi Cao E-mailadres / E-mail address: [email protected]



Interne Promotor: Prof. dr. Zhi Cao







- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Naam copromotor - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Naam copromotor



IW: Bouwkunde





Engels / English Enthusiasm for sustainability-oriented engineering and data science will be highly appreciated.








Pavements are complex structures governed by a wide range of factors, such as traffic volume, load level, environmental conditions, construction practices, material properties, pavement aging processes, and maintenance procedure. Due to the stochastic nature of these factors, acquiring optimum design largely depends on accurately predicting pavement performance. A desirable design optimization model should be able to i) accommodate the continually changing loading requirements and heterogeneous local conditions, ii) better utilize available primary or secondary materials, iii) improve the reliability for performance prediction, and iv) minimize the lifecycle costs and environmental impacts. Among the most widely-used methods for engineering-scale mechanistic performance prediction are those models derived from the mechanistic-empirical pavement design guide (MEPDG), which was developed by the American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). The MEPDG-based methods are essentially a combination of mechanistic relationships between variables and statistical regressions. Although the MEPDG-based methods explicate equations that relate design variables to pavement performance indicators, the complex relationships among variables have been elusive and not fully characterized by those equations. In light of this, machine learning methods have been increasingly employed to tackle the complexity of optimization problems in pavement design and maintenance. Machine learning-aided methods bring desirable benefits to design optimization. However, those methods have met with only limited success, and most existing case studies deal with a few aspects of pavement design. In reality, pavement designers may have to consider many additional—oftentimes competing—objectives and constraints, thereby entailing more nuanced algorithms and more real-world case studies. These algorithms would enable incorporating environmental objectives into design decisions.

IW: Bouwkunde




The overall objective of this thesis is to support decisions spanning the lifecycle of pavement (including design, construction, maintenance, and rehabilitation), to boost circular economy thinking in pavement design, and finally to facilitate a sustainable transition in the entire value chain of pavements. You will develop machine learning-aided methods that allow pavement designers and managers to create asphalt mixtures that minimize environmental burden while satisfying engineering performance requirements for both new pavement design and pavement rehabilitation design.


The thesis will be designed into the following steps. 1. Building an integrated cradle-to-cradle analytical framework to guide pavement design. You will conceptualize a lifecycle analytical framework that couple the key elements of life cycle assessment with the procedure of pavement design. Attributes of pavement systems determined at the early-design stage will be reviewed and organized in a hierarchical manner, offering the flexibility of specifying influential attributes with a higher level of detail and less influential attributes with less detail. The hierarchically organized attributes will be mapped onto pavement performance prediction models, as well as layering and material properties. The resulting layer structure and material properties will be linked to unit weight, unit cost, and environmental impact factors. 2. Developing computational models to optimize pavement design. You will develop iterative computational models that use pavement design attributes to estimate the lifecycle environmental impacts and costs, as well as pavement performance changes over time. The models will introduce a surrogate modeling strategy to facilitate the iterative processes, aided by either supervised learning or unsupervised learning. These models will also help identify the trade-offs between three objectives: life cycle environmental impacts, life cycle costs, and design attributes. Doing so will allow us to pinpoint which design attributes will ultimately have the most significant environmental and economic impacts throughout the service life of pavements. The computational models will also explicitly consider uncertainties in parameters so that the outputs will be meaningful and useful from a reliability analysis perspective. 3. Demonstrating the framework through real-world cases. You will strategically select several representative real-world cases to test out the developed analytical framework. The real-world cases will target both new pavement projects and pavement rehabilitation projects (e.g., hot mix asphalt recycling, hot in-place recycling, cold in-place recycling, and full-depth reclamation). The real-world cases will also examine the efficacy of the developed methods in different contexts (e.g., varying climate conditions, soil conditions, and traffic loading and volume).


This thesis is carved out from an on-going project “CircularPave: Managing material flows and stocks for circular and sustainable pavements”. The thesis will be supported by a PhD project. A smooth start will be guaranteed by existing databases hosted or identified by the research group.

IW: Bouwkunde





IW: Bouwkunde




Mechanical performance and environmental impact of crumb rubber modified asphalt




Contactpersoon / Contact: Jaffer Bressan Borinelli E-mailadres / E-mail address: [email protected]



Interne Promotor: Prof. Cedric Vuye







- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Jaffer Bressan Borinelli - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: David Hernando



IW: Bouwkunde





Engels / English








Yearly, millions of used tyres reach the end of their service life and are then categorized as end-of-life tyres (ELTs). The rubber employed for the fabrication of the tyre is very resilient, making it interesting to be recycled. Alternative final destinations for ELTs have been discussed and investigated in the last two decades since landfill disposal has been banned in all European Union countries. One of the developed recycling alternatives is the use of crumb rubber (CR) from ELTs in the asphalt pavement sector. CR is the designation for the ELTs' rubber parts after being shredded into small pieces and separated from the fabrics and steel that form the skeleton of tyres. Two main technologies are being used to incorporate CR into bituminous mixtures: the dry and the wet processes. In the dry method, CR is used in the form of coarse particles and behaves like an aggregate. In the wet process, fine particles (mostly below 0.8mm) of CR are dissolved into hot base bitumen as a modifying agent before mixing it with aggregates. The dry process presents certain advantages compared to the wet process. Rubber particles are much coarser than in the wet process, which facilitates industrial production. The amount of rubber can be significantly higher, increasing the rate of recycling, and the incorporation in the mixture is easier. Noise reduction can be significant and higher compared to the wet process. The main problem with crumb rubber modified asphalt produced with the dry method is the lack of cohesion between the crumb rubber and the bitumen. This can cause higher moisture susceptibility and detachment of aggregates. When using the dry process, the resulting asphalt mixture must be maintained at relatively high temperatures for a designated minimum period (conditioning time) to permit interaction between the crumb rubber and asphalt. This conditioning time has a significant influence on the binder properties and the short-term (mechanical) performance of the modified asphalt mixtures. As crumb rubber contains different heavy metals and organic compounds, it is important to check that 1) limited emission of volatile organic compounds (VOCs) occurs during the heating and mixing of the asphalt mixture, and 2) that limited leaching occurs after the installation of the pavement.

IW: Bouwkunde




This master’s thesis intends to provide an overview of both the environmental effect and mechanical properties of crumb rubber modified asphalt mixtures, prepared using both the dry and wet process.


The following steps are planned: 1) Literature review (some good review papers are given below) 2) Determination of the emission of Volatile Organic Compounds (VOCs) during the production of the asphalt mixture, and possible leaching of heavy metals after production (leaching test). 3) Comparison of the mechanical performance between asphalt mixtures produced via the dry and wet method: - Volumetric properties: maximum density, bulk density, and air void content. - Cracking (semicircular bending test) - Water sensitivity (indirect tensile test) - Skid resistance (British Pendulum) - Rutting resistance


This master thesis is part of an ongoing project and PhD thesis. This means that part of the lab work and analyses will be performed by our lab technicians and Jaffer Borinelli (PhD student). The leaching tests will be performed completely at the SPHERE research group.


Israel Rodríguez-Fernández, Farrokh Tarpoudi Baheri, Maria Chiara Cavalli, Lily D. Poulikakos, Moises Bueno, Microstructure analysis and mechanical performance of crumb rubber modified asphalt concrete using the dry process, Construction and Building Materials, Volume 259, 2020, 119662, ISSN 0950-0618, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119662. Hassan, N. A., Airey, G. D., Jaya, R. P., Mashros, N., & Aziz, M. M. A. (2014). A review of crumb rubber modification in dry mixed rubberised asphalt mixtures. Jurnal Teknologi, 70(4). Luis G. Picado-Santos, Silvino D. Capitão, Jose M.C. Neves, Crumb rubber asphalt mixtures: A literature review, Construction and Building Materials, Volume 247, 2020, 118577, ISSN 0950-0618, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118577. Davide Lo Presti, Recycled Tyre Rubber Modified Bitumens for road asphalt mixtures: A literature review, Construction and Building Materials, Volume 49, 2013, Pages 863-881, ISSN 0950-0618, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.09.007.

IW: Bouwkunde




Methods to estimate the influence of climate change on flexible pavement design and performance coupled with a case study related to Belgium environmental conditions




Contactpersoon / Contact: Seyed Reza Omranian E-mailadres / E-mail address: [email protected]










- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: David Hernando - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Wim Van den bergh



IW: Bouwkunde





The student should be interested in modelling and understanding negative impacts of climate change on the pavement performance.






Werkverdeling / Work division: Individueel of Groep - 1 student of 2 studenten


Based on meteorological information, it is recently reported that global climate warming is occurring. Climate warming and change in precipitation may cause changes in the distribution of permafrost and in ground temperatures. Rising ground temperatures can significantly influence the durability and stability of infrastructures. Road infrastructure is a key asset of governments and economies throughout the world. Managing this asset requires efficient decision-making that prioritizes economic cost-benefit analysis. Climate change is an emerging factor that is expected to excessively impact communities that results in a crucial consideration for protection of current and future infrastructure.


Previous studies showed that climate can significantly influence pavement durability. There are several methods to estimate pavement service life and potential impacts of climate change on their sustainability. This study will first focus on the existing methods that address climate change effects on pavement design and performance. These models will be compared comprehensively. One or two methods (depending on number of students) will be selected for evaluating the effects of global warming on pavements subjected to Belgium environmental conditions. The outcome of these methods will be finally analyzed and reported.

IW: Bouwkunde








IW: Bouwkunde




Modellering erosiekuilen (scour) onder invloed van getijstroming met behulp van Telemac

Onderzoeksdomein: Hydraulica en sediment

Contactpersoon



Begeleiding








Copromotor(en):


E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student




Organisatie:





Constructies in het water zoals off-shore windturbines, meerpalen en brugpijlers, maar ook voorwerpen op de bodem zoals scheepswrakken, leiden tot lokale verstoringen van de stroming. In geval van een zanderige of slibrijke bodem ontstaat er in de directe nabijheid van de constructie een lokale ontgrondingskuil, ook wel scour genoemd. Na verloop van tijd neemt de erosie af en ontstaat er een evenwichtssituatie. De evenwichtssituatie wordt bepaald door de lokale stroming, de geometrie van het object en de lokale bodemsamenstelling. Het doel van de opdracht is te onderzoeken in welke mate het Telemac-Mascaret software pakket een betrouwbare voorspelling van de ontgrondingskuilen rond objecten onder de invloed van getijstroming kan voorspellen. Zie ook bijlage voor meer informatie.

Stappenplan

* Literatuurstudie, selectie van testcases, parameterinstellingen model * Model opzetten, testen van de scenario’s * Rapportage

Opmerkingen

Rapportage mag in het Engels of Nederlands

Bijlage(n)

2021_TelemacmodelleringErosiekuilen.docx (zie hieronder)

IW: Bouwkunde




Modellering erosiekuilen (scour) onder invloed van getijstroming met behulp van Telemac Constructies in het water zoals off-shore windturbines, meerpalen en brugpijlers, maar ook voorwerpen op de bodem zoals scheepswrakken, leiden tot lokale verstoringen van de stroming. In geval van een zanderige of slibrijke bodem ontstaat er in de directe nabijheid van de constructie een lokale ontgrondingskuil, ook wel scour genoemd. Na verloop van tijd neemt de erosie af en ontstaat er een evenwichtssituatie. De evenwichtssituatie wordt bepaald door de van de lokale stroming, de geometrie van het object en de lokale bodemsamenstelling.

Scour is in de literatuur uitgebreid onderzocht met behulp van fysische modellen. Ook gedetailleerde Computational Fluid Dynamics modellen worden meer en meer ingezet. CFD-modellen zijn in staat om complexe 3D stromingspatronen te berekenen. Ze zijn wat rekentijd betreft echter kostelijk en zijn inzetbaar voor domeinen met beperkte afmeten en bepekt in modelleertijd.

Voor de berekeningen van getij, sediment transport en morfologie maakt het Waterbouwkundig laboratorium gebruik van shallow water equations. De modellen zoal Delft3D en Telemac lossen de shallow water equations op op schaal van rivieren, estuaria en kustgebieden. Reeds enkele jaren heeft het WL ervaring met het Telemac-Mascaret software pakket. Telemac maakt gebruik van de eindige elementen methodes (FEM) op triangulaire rekenroosters. Dit heeft het voordeel dat lokaal het rekenrosster verfijnd kan worden. Alhoewel de stroming rond een object zoals een cilinder in se een complexe 3D stroming is, worden in een aantal studies reeds de mogelijkheden van Telemac voor de stroming om een cilinder gedemonstreerd (Kessler & Merkel, 2016; Weilbeer & Jankowski, 2000; Yin et al., 2014). Ook op het WL werd reeds geëxperimenteerd met het gebruik van Telemac voor scour berekeningen.

De meeste cases in literatuuronderzoek zijn gebaseerd op fysische modellen van uni-directionele (rivier) stromingen. In deze studie wensen we het onderzoek uit te breiden naar getijstroming en toepassen op cases in het Schelde estuarium zoals de erosie rond de meerpaal ter hoogte van de wachtplaats Ketelplaat, Figuur 1, of de erosiekuil van ruim tien meter diepte die zich gevormd heeft opwaarts het scheepswrak Alca ter hoogte van Schaar van de Noord. Ook willen we nagaan of nieuwe numerieke technieken zoals Immerse Boundary Methods de resultaten kunnen verbeteren (Yin, 2017).

Kessler, C.; Merkel, U. (2016). Vortex streets behind bridge piers - Studies with Telemac-2D / 3D & Telemac-AD, in: (2016). 23rd Telemac & Mascaret User Club

Weilbeer, H.; Jankowski, J.A. (2000). Three-dimensional non-hydrostatic model for free surface flows - development, verification and limitations. Proc. Int. Conf. Estuar. Coast. Model. (January 2000): 162–177

Yin, Y. (2017). Turbulence model and Immersed Boundary method development in TELEMAC-3D for offshore structure modelling. University of Liverpool. 130 pp.

Yin, Y.; Li, M.; Moulinec, C.; Emerson, D.R. (2014). In-depth HPC-LES investigation for the flow around a circular cylinder using TELEMAC 3D. XXI TELEMAC-MASCARET User Conf.: 81–85

IW: Bouwkunde




Figuur 3: Bathymetrie Beneden-Zeeschelde ter hoogte van de ketelplaat met erosie rond de nieuw meerpalen

IW: Bouwkunde




Figuur 4: Multibeam peiling 2018 Schaar van de Noord met duidelijk zichtbaar scheepswrak Alca en de erosiekuil opwaarts het wrak. Het schip zonk in 1963

IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR

Morphological indicators to improve the circular performance of pedestrian bridges

Onderzoeksdomein / Research domain: Circular construction



Contactpersoon / Contact: Kostas Anastasiades E-mailadres / E-mail address: [email protected]










- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Kostas Anastasiades - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Amaryllis Audenaert


- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: [email protected] - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: amaryllis.audenaert @uantwerpen.be

IW: Bouwkunde





The students who made their BAP on this topic get priority








In a circular economy, reducing the material consumption is of primary importance. Therefore, the efficient application of the available materials is prioritised. In the past, several morphological indicators were developed that can be used in the conceptual design stage. The aim is to find the lightest, most material efficient structural typology for a given span. At the moment, these morphological indicators are available as efficiency curves from which the most efficient structural typology can be derived. The aim in this thesis is to digitise these efficiency curves so the search for the most efficient structural typology can be automated. Additionally, the discrepancy between the material volume derived from the morphological indicators, and the actual required material volume to construct the bridge needs to be investigated. In this way, the material volume prediction through the use of morphological indicators can be further optimised.


What are the general circular construction principles? How can the efficiency curves be digitised efficiently? How can the efficiency curves be combined into a working algorithm? what is the discrepancy between the resulting material volume derived with the morphological indicators and the actual required volume?

IW: Bouwkunde








IW: Bouwkunde




Niet-destructieve meettechnieken ter visualisatie van interne structuuropbouw en conditie van civiele constructies

Onderzoeksdomein: EMIB onderzoeksgroep

Contactpersoon


Contactpersoon: Prof. dr. ir. Bart Craeye E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: Prof. dr. ir. Bart Craeye






Copromotor(en):


E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student




Organisatie:


☒ Extern: Stuurgroep Vlaio TETRA-project FOAM



Om de interne opbouw en/of conditie van een civiele constructie (weg, kunstwerk, keerwand, enz.) te inspecteren en te beoordelen kunnen niet-destructieve meettechnieken gehanteerd worden gebaseerd op een of meerdere fysische meetprincipes. Deze opmeting kan uitgevoerd worden om de laagopbouw te visualiseren, om inwendige elementen (wapening, nutsleidingen, gaines, enz.) op te sporen of om imperfecties, holtes of delaminaties te identificeren. Binnen dit onderzoek worden twee meettoestellen onder de loep genomen: (i) een RADAR-toestel gebaseerd op voortplanting en reflectie van hoogfrequente elektro-magnetische golven in een structuur: C-Thrue van Leica Geosystems, (ii) een tomograaf gebaseerd op voortplanting en reflectie van ultrasone golven: MIRA Tomographer van Germann Instruments. In België en op Europees niveau ontbreken vooralsnog richtlijnen of normen voor het gebruik niet-destructieve meettoestellen in wegconditieonderzoek of voor de inspectie van civiele bouwconstructies. De manier waarop gewerkt wordt, steunt voornamelijk op de ervaring van de gebruiker en is dus niet optimaal. Bovendien is het moeilijk voor de opdrachtgever om te oordelen over de kwaliteit van de uitvoering van radarmetingen en de interpretatie van de meetgegevens. Daarom heeft deze studie tot doel de methodieken voor het gebruik van beide technieken (RADAR en MIRA) te bepalen om, eventueel in combinatie met andere methoden zoals destructief geotechnisch onderzoek (sonderingen, kernboringen, enz.) een beter inzicht in de opbouw van een wegconstructie te verwerven. Er dient een parameterstudie uitgevoerd te worden om de invloed van de toestel-instellingen en de grootte/omvang van de imperfecties te bepalen. Dit zal gevalideerd worden op een aantal bestaande proefvakken (campus Groenenborger, Kaprijke, Waver, Vilvoorde) en betonelementen die in een voorgaand eindwerk te UAntwerpen vervaardigd en onderzocht werden met andere technieken (thermografie). £

IW: Bouwkunde




Stappenplan

Een eerste, niet te onderschatten, luik van dit onderzoek bevat een gerichte literatuurstudie naar het gebruik en de principes van radar- en ultrasone technieken waarbij voorgaande studies, analyses en normen dienen opgezocht, vergeleken en samengevat te worden en waarbij de principes (normering, proefprocedure, apparatuurbenodigdheden) van de uit te voeren proefmethodes grondig bestudeerd worden. Vervolgens dient de student de beschikbare toestellen (C-Thrue en MIRA) te bestuderen en te leren gebruiken op labo-schaal, om voldoende ervaring met de meettechniek en de post-processing van de data op te doen en zo vervolgens op bestaande constructies te gebruiken. Er wordt een gebruikshandleiding ontwikkeld met bijhorende gevoeligheidsanalyses (parameterstudie). Bijkomend zal in het kader van het Vlaio-TETRA project FOAM een aantal metingen op proefvakken uitgevoerd worden. Tot slot: analyse van de resultaten en leggen van verbanden tussen de bekomen resultaten (correlaties), aantonen van de statistische significantie en interpretatie van de bekomen resultaten, inclusief de definiëring van een logische besluitvorming en suggesties naar vervolgonderzoek.

Opmerkingen

De student beschikt over een uitgebreide kennis en een gezonde interesse omtrent betontechnologie, eigenschappen en duurzaamheid van bestaande betonconstructies, labovaardigheden en meettechnieken; De student is uitermate gemotiveerd en is in staat om op zelfstandige basis te werken; interesse in metingen, in simulaties en in labowerk is een pluspunt en een vereiste; De student gaat zorgvuldig te werk en gaat nauwkeurig om met de bekomen meetresultaten, en beschikt over een kritische ingesteldheid bij de verwerking en de analyse van de resultaten; De student heeft een goede kennis van MS Excel; De student is correct in overleg en in communicatie met de promotoren en samenwerkende bedrijven en kan een correcte planning opmaken en opvolgen; De student is bekwaam om buitenlandse studies en handleidingen te begrijpen, te beheersen en te interpreteren. Hiertoe moet hij/zij voornamelijk Engelstalige nota’s en papers doornemen; De student beschikt bij voorkeur over een rijbewijs, type B, beschikt over eigen vervoer en legt contacten met aannemers, studieburelen en laboratoria en leveranciers van grondstoffen en meetapparatuur.

Bijlage(n)


IW: Bouwkunde




Opbouw van infrastructuurprofielen: opstellen beslissingsboom

Onderzoeksdomein: wegen (openbare verharding)

Contactpersoon


Contactpersoon: Bram De Kinder E-mailadres: [email protected]

Begeleiding





Externe promotor: Gert Weymans



Copromotor(en):

- Copromotor 1: Bram De Kinder - Copromotor 2: Naam copromotor

E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student

Nederlands / Dutch


Taal: Nederlands

Organisatie:


☒ Extern: Sweco Belgium



In theorie wordt de doorsnede (opbouw) van verhard domein bepaald op basis van meetbare parameters om op een objectieve wijze de keuze van de fundering en onderfundering te maken (o.a. aantal voertuigen-standaardassen en groei). Hieruit volgen vaak ontelbare mogelijkheden, waarbij er geen “meest correcte” opbouw is. In de praktijk is het echter niet altijd mogelijk om vooraf metingen uit te voeren (te kostelijk of te weinig tijd) en is het bovendien ingewikkeld dat voor eenzelfde type verharding soms een andere opbouw wordt gebruikt. Hierdoor is het wenselijk om op basis van eenvoudig waarneembare parameters een standaardopbouw voor de aan te leggen verharding te bepalen. Bovendien is het voor openbare besturen ook gemakkelijker om leesbare wegen te hebben, waarbij een bepaald type opbouw standaard terugkomt in functie van type of gebruiksfunctie van de verharding. Het ontwikkelen van een handige tool hierin zal leiden tot een eenduidige verharde ruimte in functie van aanleg, maar ook in onderhoud. Het uiteindelijke doel is om op basis van een beslissingsboom tot een welbepaalde opbouw te komen, waarbij het aantal mogelijke opbouwen tot een minimum wordt beperkt.

Stappenplan

In eerste instantie dient bepaald te worden welke parameters invloed hebben op de keuze van de opbouw van verharde ruimte. Het gaat hier dan niet enkel over asfaltverhardingen, maar ook over beton, klinkers, waterdoorlatende verhardingen in alle mogelijke gebruiksvormen (rijweg, voetpad, plein, parking…). In tweede instantie wordt bepaald op basis van welke gekende informatie een basisopbouw kan volgen, zonder eerst metingen uit te moeten voeren. Mogelijke informatie kan bijvoorbeeld zijn: snelheid, zwaar verkeer ja/nee, industrie ja/nee, type weg, parking… Ook beschikbare informatie over ondergrond kan een rol spelen, gezien deze te raadplegen is op DOV. Het is de bedoeling dat de combinatie van eenvoudige vragen voldoende dekkend zijn om het theoretisch model te evenaren en zo tot een beslissingsboom te komen.

IW: Bouwkunde




Het doel is met andere woorden om een theoretisch model om te zetten in een praktisch werkbaar model dat door iedereen gebruikt kan worden. In geen geval is het de bedoeling om ontelbare opbouwen uit te komen, maar eerder “de beste van de klas” die telkens gebruikt kan worden. Wanneer de beslissingsboom op punt staat kan deze eventueel verder uitgewerkt worden in een tool (vandaar samenwerking elektronica-ICT). Bedoeling is dat in die fase door stapsgewijs vragen te beantwoorden, er een uiteindelijke opbouw naar voren komt. De eerste vraag moet altijd de gebruiksfunctie zijn en daarna het gewenste type verharding (bijvoorbeeld asfalt), hierna komen de volgende vragen zoals: snelheid, type verkeer…

Opmerkingen

Er is een zekere vrijheid in de aanpak en invulling van dit onderwerp. Zo kan literatuuronderzoek ook aangevuld worden met bijvoorbeeld plaatsbezoeken en het verzamelen van informatie over praktijkvoorbeelden van goede aanleg. Indien laboproeven een meerwaarde zijn in dit onderzoek, dient in samenspraak met UA bekeken worden of dit mogelijk is.

Bijlage(n)


IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR

Opslag van warmte in een woning


Contactpersoon


Contactpersoon: Charlotte Verhaeghe E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: Stijn Verbeke






Copromotor(en):

- Copromotor 1: Charlotte Verhaeghe - Copromotor 2: Naam copromotor

E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student

Je bent geïnteresseerd in energieprestatie van gebouwen. Je bent bereid en gedreven om je steentje bij te dragen aan het zoeken naar verantwoorde manieren om onze gebouwen te ontplooien tot hoog-performante gebouwen met een minimale milieu impact. Concreet zal je in deze masterproef aan de slag gaan met softwarepakketten voor dynamische energiesimulaties en zelf complexe spreadsheets uitwerken. De student dient een grote zelfstandigheid te hebben in het aanleren van nieuwe software, probleemoplossend te denken en in staat te zijn complexe scenario’s en grote hoeveelheden data efficiënt te verwerken.


Taal: Nederlands

Organisatie:



Werkverdeling: Individueel - 1 tot 2 studenten


Energiezuinige nieuwbouw is vandaag een evidentie. Er zijn in Vlaanderen voorbeelden van woningen met E-peil 0, of zelfs een negatief E-peil. In de praktijk zijn deze woningen echter nog steeds aan een energienet gekoppeld en wordt het net als virtuele buffer gebruikt waarbij het gros van de energie wordt opgewerkt in zomermaanden en verbruikt in de wintermaanden. Daarnaast is er ook de korte termijn discrepantie tussen lokale energieopwekking en verbruik die overbrugt moet worden. Het implementeren van hernieuwbare energie in de gebouwde omgeving, zoals warmtepompen en warmwaterboilers, brengt daardoor heel wat uitdagingen met zich mee. In deze masterproef wordt onderzocht of er technisch haalbare en rendabele oplossingen zijn om warmte voor langere periode te stockeren. In combinatie met zonnecollectoren of andere bronnen van lokale hernieuwbare energie wordt op die manier energieflexibiliteit ingebouwd in de woningen met als resultaat een lagere operationele energiekost en lagere CO2 emissie. In deze masterproef wordt de technische en haalbaarheid van opslag van warmte onderzocht voor typische Vlaamse eengezinswoningen.

Stappenplan

In een eerste fase wordt er nagegaan welke verschillende warmteopslagsystemen momenteel vaak toegepast worden en/of veelbelovend zijn voor toekomstige applicatie. Vervolgens wordt een selectie van potentieel haalbare maatregelen verwerkt in een Belgische referentiewoning in dynamische energiesimulatiesoftware.

IW: Bouwkunde




Tot slot worden er conclusies gegenereerd over de technologische haalbaarheid van deze maatregelen. De uitkomst van deze masterproef is een selectie aan haalbare warmteproductie -en opslagsystemen in de referentiewoning. Deze uitkomst wordt vervolgens afgetoetst aan case studies, beschreven in de wetenschappelijke literatuur.

Opmerkingen

/

Bijlage(n)

/

IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR Optimalisatie van de fietssnelweg F1 Antwerpen-Mechelen: onderzoek van verschillende scenario’s en mogelijke oplossingen voor knelpunten

Onderzoeksdomein: Fietsinfrastructuur

Contactpersoon


Contactpersoon: Lars Buttiens E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: Naam promotor Belangrijk: De promotor dient verbonden te zijn aan UAntwerpen

E-mailadres: E-mailadres promotor


Externe promotor: Pascale De Paep



Copromotor(en):

- Copromotor 1: Lars Buttiens - Copromotor 2: Naam copromotor

E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student

Nederlands / Dutch


Taal: Nederlands

Organisatie:


☒ Extern: Sweco Belgium bv



De fietssnelweg F1 werd in de periode 1999 – 2015 uitgewerkt en aangelegd tussen Antwerpen en Mechelen-Nekkerspoel. Intussen is het fietsgebruik niet enkel drastisch toegenomen, maar ook veranderd door de komst van elektrische fietsen en speed pedelecs. Daardoor zijn er intussen heel wat stukken van de F1 die niet meer voldoen aan de eisen van een hedendaagse fietssnelweg. De komende jaren zal de F1 daarom worden geoptimaliseerd, met het doel de fietssnelweg te upgraden voor het hedendaagse en toekomstige gebruik. Over het tracé van 20 km lengte, dat doorheen 6 verschillende gemeentes passeert, werden reeds een 50-tal te optimaliseren zones of knelpunten geselecteerd die aangepakt zouden moeten worden. Afhankelijk van de moeilijkheid van de ingrepen zullen de optimalisaties worden uitgewerkt en gerealiseerd op korte, middellange of langere termijn. De bedoeling is om voor iedere mogelijke optimalisatie verschillende scenario’s voor te stellen en af te toetsen met het oog op het verbeteren van de veiligheid, comfort en leesbaarheid. Hierbij dient een afweging en beoordeling te worden gemaakt van verschillende aspecten: haalbaarheid, kosten-baten, impact op verkeerscirculatie en omgeving, toekomstbestendigheid,.. en dit zonder de samenhang van het geheel uit het oog te verliezen.

Stappenplan

Het verloop zal er ruwweg als volgt uitzien: - Literatuurstudie: raadplegen en documenteren van wetgeving, richtlijnen, fietsvademecum,… - Probleemstelling schetsen per knelpunt. - Best practices: op zoek gaan naar praktijkvoorbeelden van goede oplossingen en de mogelijkheid om deze toe te passen.

IW: Bouwkunde




- Analyse proefprojecten: opvolgen van proefopstellingen en verwerken en analyseren van de data die voortkomen uit testopstellingen, tellingen, onderzoek… - Opmaken van scenario’s voor optimalisaties en afweging van de verschillende scenario’s, rekening houdend met randvoorwaarden zoals eigendomsstructuren, verkeerscirculatie, veiligheid,… - Uitwerken van een beoordelingsinstrument om een gefundeerde en uniforme keuze te kunnen maken. - Toepassing van de scenarioanalyse en het beoordelingsinstrument op de verschillende knelpunten.

Opmerkingen

Voor sommige knelpunten zal er een duidelijk voorkeurscenario zijn. Voornamelijk de conflicten waar er geen duidelijke oplossing is en meerdere scenario’s onderzocht moeten worden zullen worden behandeld. In onderling overleg kan besloten worden op welke specifieke zones de masterproef zich kan toespitsen.

Bijlage(n)


IW: Bouwkunde




Optimalisatie van een mini-flume voor het bepalen van het begin van beweging van sediment in het Schelde-estuarium

Onderzoeksdomein: Waterbouw, hydraulica

Contactpersoon


Contactpersoon: Yves Plancke E-mailadres: [email protected]

Begeleiding








Copromotor(en):


E-mailadres:


IW: Bouwkunde




Profiel student

De student heeft een gezonde interesse in het uitvoeren en de analyse van terreinmetingen, het programmeren (Matlab, Octave, R) voor de verwerking van gegevens en heeft kennis van water- en sedimentbeweging in rivieren en estuaria. De student is in staat zelfstandig te werken.



Organisatie:



Werkverdeling: Individueel - 1 of 2 student


In het Schelde-estuarium zorgen de getijstromingen voor verschillende uitdagingen: enerzijds zijn er complexe stroompatronen die risico’s meebrengen voor de scheepvaart, anderzijds transporteren de stromingen ook sedimenten die dan weer aanleiding kunnen geven tot o.a. onderhoudsbaggerwerken of effecten op de ecologie. In projecten moeten dan ook potentiële effecten in beeld gebracht worden waarbij gebruik gemaakt wordt van numerieke modellen. Deze modellen reproduceren de reële processen, waarbij bepaalde parameters moeten ingesteld worden. Om de keuze van deze parameters te optimaliseren is het van belang de reële waarden te kennen. Binnen dit onderzoeksvoorstel zal worden ingegaan op de kritische bodemschuifspanning voor het begin van beweging in het sedimenttransport. Hiervoor is door het WL een mini-flume (stroomgoot) ontwikkeld. Momenteel is deze opstelling niet mobiel waardoor stalen moeten verzameld worden op verschillende intergetijdengebieden in het Schelde-estuarium die nadien geanalyseerd worden in het labo. Het doel van de masterproef is de mini-flume in te zetten voor stalen van verschillende locaties langsheen het Schelde-estuarium (alsook verschillende momenten, seizoenen), alsook (bij 2 studenten) de conceptuele uitwerking van een mobiele versie.

Stappenplan

Literatuurstudie rond begin van beweging en meten van bodemschuifspanningen Staalname op verschillende slikken langsheen het Schelde-estuarium tijdens verschillende seizoenen Inzetten mini-flume Uitwerken concept mobiele mini-flume (bij 2 studenten) Rapportering

IW: Bouwkunde




Opmerkingen

Onderwerp werd ook voorgesteld op UHasselt waardoor beschikbaarheid onderwerp/mini-flume hiermee gerelateerd is.

Bijlage(n)


IW: Bouwkunde




Possible improvements to the assessment of road traffic noise

Onderzoeksdomein / Research domain: Road construction & acoustics



Contactpersoon / Contact: Ablenya Barros E-mailadres / E-mail address: [email protected]



Interne Promotor: Cedric Vuye



Externe promotor / External supervisor: Luc Goubert




- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Ablenya Barros - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: [email protected]





IW: Bouwkunde





Having a driver’s license and access to a car, willing to work in the field, being able to work independently, patient, accurate.


Taal / Language: English/Nederlands


☐ Intern / Internal: Universiteit Antwerpen

☐ Extern / External: Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw

Werkverdeling / Work division: Group - 2 students


Road traffic noise is the most widespread environmental noise source in Europe, proven to affect human health and well-being adversely. This master's thesis aims to further develop existing methods to measure and characterise road traffic noise. At this stage, the proposal is broad but the students will be able to narrow down their work depending on their interest and feasibility (including availability of the data) of the work packages listed below: 1. The statistical pass-by (SPB) method is applied to measure the acoustic quality of road surfaces by monitoring a large number of cars and trucks from the regular fleet. The maximum sound level and respective speed of each vehicle are recorded, and a correlation between those two parameters is drawn (Figure 1). The current ISO standard used to conduct the SPB method has been revised. In an ongoing thesis, several SPB measurements were conducted on a number of locations to create a large data set, focusing mainly on heavy-load vehicles. The data was analysed and conclusions were partially drawn on the uncertainty of the measurement results and the influence of several vehicles characteristics on the noise level. This master's thesis aims at answering the remaining questions from the ongoing work regarding the uncertainties present in the new ISO standard (e.g. temperature correction coefficient).

IW: Bouwkunde




Figure 1. SPB set up 2. Besides the SPB method, the Close-Proximity (CPX) method is often used to compare road surfaces in terms of acoustic quality. Unlike the SPB method, CPX relies on average sound pressure levels emitted from a reference tyre rolling at a fixed reference speed, collected by microphones enclosed in an especially designed trailer (Figure 2). However, like everything in acoustics, it is much more interesting to analyse the frequency spectra using so-called psychoacoustic parameters, such as "roughness" and "sharpness". In this master thesis, several sound fragments, captured on different road surfaces using both the CPX and SPB methods, are further analysed via Matlab. Existing sound fragments from Flanders (via the Agency for Roads and Traffic) and Portugal (from the University of Minho) are available for analysis. The Matlab files are already available and need only minor adaptations.

Figure 2. CPX set up 3. The European Union (EU) has endorsed the Environmental Noise Directive 2002/49/EC (END) to aid member states in assessing and managing environmental noise. This directive requires the production of strategic noise maps to assess noise exposure and develop noise action plans. Following the END, a standardized method for creating noise maps and determining noise exposure was developed, the so-called Common NOise aSSessment methOdS (CNOSSOS-EU). Noise maps determined by using CNOSSOS-EU are used to identify areas with high noise levels and to estimate the adverse effects of the noise exposure.

IW: Bouwkunde




This master thesis will also focus on acoustic simulations by using the software IMMI (Figure 3). Specifically, the main goal is to determine road surface correction factors, based on CPX measurement data, to produce more accurate noise maps.

Figure 3. Example of noise map produce with IMMI


This thesis can be conducted on different subtopics, still to be defined and narrowed down, in consultation with the external promotor and the students. A literature study will be conducted on acoustics-related topics applied to road engineering, such as noise-reducing road surfaces, psychoacoustic parameters, environmental noise, noise maps, mechanisms involved in tyre/road noise generation, etc. The students will conduct a number of SPB measurements, analyse the results using statistics, and draw conclusions related to the uncertainties of the new ISO standard. Additionally, the students may follow CPX measurements conducted by technicians from the Belgian Road Research Center (BRRC). The files retrieved from the CPX measurements will be used to determine the main influencing factors (age, type of road surface, ...) & variability of the various (psycho-acoustic) parameters within the same road surface. Finally, noise maps can be produced from IMMI simulations to determine pavement correction factors, based on CPX data, for CNOSSOS-EU.





IW: Bouwkunde




Simulatie van geluidsreducerende maatregelen en voorspelling van de hinder voor omwonenden

Onderzoeksdomein / Research domain: Road construction & acoustics



Contactpersoon / Contact: Ablenya Barros E-mailadres / E-mail address: [email protected]










- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Ablenya Barros - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: [email protected]





IW: Bouwkunde





Interesse in omgevingslawaai en de impact hiervan op onze gezondheid.


Taal / Language: English/Nederlands


☐ Intern / Internal: Universiteit Antwerpen




Omgevingslawaai en vooral verkeerslawaai hebben een zeer grote impact op de gezondheid en levenskwaliteit van de omwonenden. In voorgaande thesissen zijn verschillende geluidsreducerende maatregelen (geluidsreducerende wegdekken en geluidsschermen) in detail onderzocht via geluidsmetingen en metingen in situ. In deze masterproef zal de focus voornamelijk liggen op het akoestisch simuleren van deze projecten. Via simulaties in de akoestische simulatiesoftware IMMI dient bepaald te worden in hoeverre de geluidsniveau’s Lden en Lnight beïnvloed worden door de ingreep. Via bestaande blootstelling/effect relaties wordt dan berekend hoeveel % van de omwonenden (ernstig) gehinderd is. Deze voorspellingen worden dan vergeleken met de respons uit de eerder afgenomen bevragingen & resultaten uit de literatuur. Bijkomend wordt onderzocht in hoeverre een degradatie van het wegdek (rafeling / scheurvorming), en daardoor hogere geluidsniveau’s, effect zou hebben op de blootstelling voor de omwonenden. Specifiek voor geluidsschermen kan er gekeken worden naar het effect van temperatuur, windsnelheid en -richting.


Literatuurstudie naar omgevingslawaai, verkeerslawaai, geluidskaarten, hinder & medische klachten voor omwonenden Opstellen van diverse akoestische modellen in IMMI (geluidsschermen en geluidsreducerende wegdekken) – basisgegevens beschikbaar via Agentschap Wegen en Verkeer / Stad Antwerpen (GIS) Statistische analyses van de akoestische modellen (%A en %HA vs Lden en Lnight), bepaling van de impact van geluidsreducerende maatregelen (zie hierboven, maar mogelijk uit te breiden met verkeerssturing of beperking maximale snelheid)

IW: Bouwkunde




Vergelijking met resultaten uit voorgaande thesissen (bevragingen) en literatuur Invloed van degradatie van het wegdek en/of invloed van weersparameters Optioneel: uitvoeren van nieuwe bevraging indien een geschikt proefproject beschikbaar is





IW: Bouwkunde




Slimme thermostaten als alternatief voor een performantere gebouwschil bij renovaties

Onderzoeksdomein: Gebouwautomatisering

Contactpersoon


Contactpersoon: Lotte Van Thillo E-mailadres: [email protected]

Begeleiding


Interne Promotor: Jasmine Meysman



Externe promotor:

E-mailadres:


Copromotor(en):

- Copromotor 1: Lotte Van Thillo - Copromotor 2:

E-mailadres:

- Copromotor 1: [email protected] - Copromotor 2:

IW: Bouwkunde




Profiel student

De student is geïnteresseerd in slimme sturingen om de energieconsumptie van residentiële gebouwen te verlagen, zonder het kostenplaatje van zo’n ingrepen uit het oog te verliezen. Concreet wordt in deze masterproef het gebruik van een slimme thermostaat vergeleken met bijkomend isoleren van de gebouwschil. Vanuit een economisch oogpunt wordt bekeken wat de meest optimale ontwerpbeslissingen zijn om het energieverbruik van een gezinswoning te verminderen. De uitwerking van deze onderzoeksdoelstelling gaat onder meer gepaard met het uitvoeren van dynamische simulaties en het verzamelen en verwerken van data.



Organisatie:





Het gebouwbestand in Vlaanderen bestaat grotendeels uit woningen die niet meer voldoen aan de huidige (energetische) standaarden. Steeds meer wordt geopteerd om oude woningen volledig te renoveren en daarbij ook het energieverbruik te reduceren. Hierbij wordt voornamelijk ingezet op de performantie van de gebouwschil en energie-efficiëntie van de installaties. De energieprestaties van een woning kunnen ook verbeterd worden door de sturing van deze installaties te automatiseren en/of optimaliseren. Deze piste wordt echter momenteel niet in rekening genomen in de Vlaamse EPB regelgeving, waardoor het niet als alternatieve maatregel kan aangewend worden in energetische renovaties. Een van de mogelijkheden van gebouwautomatiseringssystemen is het implementeren van een slimme thermostaat in een woning. Deze ingreep wordt reeds veelvuldig toegepast in de praktijk en in vele gevallen is de implementatie hiervan kosteneffectief, maar dit hangt af van verschillende factoren. In deze masterproef is het de bedoeling om voor een casestudie te onderzoeken in hoeverre een slimme thermostaat een goede investering is bij toenemende thermische weerstand van de gebouwschil. Dit omslagpunt is afhankelijk van verschillende randvoorwaarden, zoals de geïnstalleerde thermostaat, de levensduur, het gebruikersgedrag en de economische prognose. In dit onderzoek wordt dan ook getracht om te achterhalen welke invloed de verschillende parameters hebben op de kosteneffectiviteit van een slimme thermostaat bij variërende thermische weerstanden van de gebouwschil.

IW: Bouwkunde




Stappenplan

In een eerste fase wordt onderzoek gedaan naar slimme thermostaten, hun implementatie in renovaties en hun gebruik in een residentiële context. Hiertoe kunnen literatuur en productfiches geraadpleegd worden en indien noodzakelijk kan bijkomend onderzoek in de vorm van enquêtes verricht worden. In een volgende stap worden de onderzochte scenario’s, randvoorwaarden en parameters vastgelegd. Voor de vastgelegde scenario’s wordt vervolgens een economische analyse (life cycle cost analysis (LCCA)) uitgevoerd. Energetische input gegevens worden verzameld aan de hand van dynamische simulaties van een casestudie met slimme thermostaat en een referentiescenario met traditionele thermostaatregeling. Hiertoe dient de werking van slimme thermostaten in een dynamische gebouwsimulatiesoftware geprogrammeerd te worden en worden aanpassingen gemaakt aan het simulatiebestand om de verschillende scenario’s te bestuderen. De investerings-, onderhouds- en verbruikskosten worden ingeschat over de vooropgestelde levensduur. Aan de hand van de bekomen levenscycluskost voor de verschillende scenario’s worden aanbevelingen geformuleerd over het gebruik van een slimme thermostaat voor energetische renovatiedoeleinden.

Opmerkingen

/

Bijlage(n)

/

IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR

Standardisation in the construction sector – The case of pedestrian bridges







Interne Promotor: Amaryllis Audenaert







- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Kostas Anastasiades - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Johan Blom



IW: Bouwkunde





Reserved for Eline Van Hoeydonck








In a circular economy, reducing the material consumption is of primary importance. Therefore, also in the construction industry, components need to be reused as much as possible, and the materials recycled when the service life of the component cannot be extended anymore. Standardisation is brought forward as an enabler and facilitator for construction component reuse. Based on input from the sector, the aim in this study is to compose a standardisation framework within which new standards can be developed.


What are the general circular construction principles? What opportunities does the sector indicate? What limitations does the sector impose? What are the sector’s requirements? How can all this input be poured into a standardisation framework?





IW: Bouwkunde




Stone Shape

Onderzoeksdomein / Research domain: Aquabit



Contactpersoon / Contact: Johan Blom E-mailadres / E-mail address: [email protected]










Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Navid Hasheminejad

Copromotor 2 / Co-supervisor 2:


Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Navid [email protected]

- Copromotor 2 / Co-supervisor 2: E-mailadres copromotor

IW: Bouwkunde





Health research attitude, strong chemical background








Aggregate size and shape measurements are increasingly becoming important issues in the mining, comminution, materials handling, and construction industries. Screening or sieving methods, today’s standard method of sizing stone materials, are simply too inefficient for some applications, excessively time consuming and costly for others, and do not provide enough data for yet other applications. Optical methods using digital image processing, while not ready to replace sieving entirely, promise to replace sieving in some niches, and promise to supplement sieving in others. Shape measurements are also becoming more important. These are however normally manual measurements, which are prohibitively tedious and subjective. Optical image processing methods also promise to replace these.

Within the topic of shape and size, the aim is to develop algorithms for estimating properties that are commonly used by particle shape analysts. These methods are then to be used in conjunction with calibration and recognition methods to quantify the accuracy and repeatability of such systems


State of the art, research questions, experimental work, final recommendations and case studies.





IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR

The impact of using a HEAL system on the long-term service life of the pavement




Contactpersoon / Contact: Taher Ghalandari E-mailadres / E-mail address: [email protected]










- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Taher Ghalandari - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Navid Hasheminejad



IW: Bouwkunde





Engels / English






Werkverdeling / Work division: individual/group - 1-2 student(s)


In the Heat Exchanging Asphalt Layer (HEAL) project, water circulates through a system of pipes to cool down the pavement in summertime. HEAL system aims to control temperature changes in asphalt pavement to decrease the potential of pavement distresses. According to the literature, the maximum temperature of the asphalt pavement directly impacts the service life of the pavement. Also, temperature gradient has a great effect on the distresses formation in the asphalt pavement. More frequent maintenance is required for pavements subjected to higher temperature since rutting distress in asphalt pavement is a direct result of the thermal-induced deformations. The goal of this thesis is to study the effect of seasonal temperature variation on the service life of the asphalt pavement. In this research, the long-term service life of the asphalt pavement with an incorporated Heat Exchange Asphalt Layer (HEAL) system will be studied. The service life of pavement will be assessed using software packages (e.g., 3D Move Analysis or Alizée) to investigate the impact of HEAL system by changing the input data (temperatures and stiffness moduli) and comparing the results with a reference pavement structure. The main focus of the research is on the heavily loaded asphalt pavements such as roads subjected to heavy trucks, parking lots and loading docks in the harbors, and airports. Experimental validation in the laboratory includes performing mechanical tests (e.g., indirect tensile strength) on asphalt samples with and without pipe (as reference). Plates will be made with and without grid support to further investigate the impact of using grid support in the HEAL system. Digital Image Correlation (DIC) technique will be implemented to monitor the crack propagation pattern in ITS test. This work is part of the Ph.D. research of Taher Ghalandari, so this master thesis will be performed in close collaboration with him.

IW: Bouwkunde





- A short review of the laboratory tests to obtain mechanical properties of asphalt pavement (stiffness, ITS, etc.) - Laboratory tests on the mechanical properties of samples and plates to compare with reference asphalt - Service life evaluation of asphalt pavement with and without HEAL using software packages (e.g., 3D Move Analysis or Alizée) - Discussion and conclusions regarding the impact of the HEAL system on the long-term service life of the pavement including comparisons with literature





IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR

The service life of concrete components and the impact on circularity

















IW: Bouwkunde













In a circular economy, reducing the material consumption is of primary importance. Therefore, components need to be reused as much as possible, and the materials recycled when the service life of the component cannot be extended anymore. The degradation of materials will have a high influence on this process. In this research, the aim is to develop a service life prediction framework that couples material degradation to circularity. The material of focus for this thesis is concrete.


What are the general circular construction principles? Which mechanisms influence the degradation of concrete construction components? What requirements are imposed on the reuse of concrete construction components? How can these parameters be combined into a service life prediction framework that determines from which point onwards the reuse of the component is not possible anymore and the material should be recycled/downcycled?


Co-supervisor 3: Bart Craeye – [email protected]




IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR

The service life of steel components and the impact on circularity

















IW: Bouwkunde





Reserved for Soufiane Zaidi








In a circular economy, reducing the material consumption is of primary importance. Therefore, components need to be reused as much as possible, and the materials recycled when the service life of the component cannot be extended anymore. The degradation of materials will have a high influence on this process. In this research, the aim is to develop a service life prediction framework that couples material degradation to circularity. The material of focus for this thesis is steel.


What are the general circular construction principles? Which mechanisms influence the degradation of steel construction components? What requirements are imposed on the reuse of steel construction components? How can these parameters be combined into a service life prediction framework that determines from which point onwards the reuse of the component is not possible anymore and the material should be recycled?


Co-supervisor 3: Georgios Pipintakos – [email protected]




IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR

The service life of wooden components and the impact on circularity







Interne Promotor: Amaryllis Audenaert







- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Kostas Anastasiades - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Johan Blom



IW: Bouwkunde













In a circular economy, reducing the material consumption is of primary importance. Therefore, components need to be reused as much as possible, and the materials recycled when the service life of the component cannot be extended anymore. The degradation of materials will have a high influence on this process. In this research, the aim is to develop a service life prediction framework that couples material degradation to circularity. The material of focus for this thesis is wood.


What are the general circular construction principles? Which mechanisms influence the degradation of wooden construction components? What requirements are imposed on the reuse of wooden construction components? How can these parameters be combined into a service life prediction framework that determines from which point onwards the reuse of the component is not possible anymore and the material should be recycled/downcycled?


Co-supervisor 3: Georgios Pipintakos – [email protected]




IW: Bouwkunde




Ventilation’s role in terms of adaptability: developing a tool to assess the environmental impact (LCA) of adaptable ventilation systems

Onderzoeksdomein / Research domain: Duurzaam bouwen



Contactpersoon / Contact: Oskar Seuntjens E-mailadres / E-mail address: [email protected]



Interne Promotor: Matti Buyle







- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: Oskar Seuntjens - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: Naam copromotor



IW: Bouwkunde











Werkverdeling / Work division: Kies een item uit de lijst - Kies een item uit de lijst


Omwille van de groeiende populatie en de verstedelijking is het van belang dat we de huidige infrastructuur efficiënter gaan benutten in de toekomst. Nog al te vaak worden gebouwen inefficiënt benut. Scholen zijn hier een goed voorbeeld van. Na de schooluren, in het weekend en tijdens vakanties staan schoolgebouwen vaak leeg. Hier zit dus een enorm potentieel. De reden dat dit vandaag nog niet gebeurt, is dat de noden van gebruikers kunnen verschillen en dat de huidige schoolinfrastructuur hier niet op is voorzien. Aanpasbare gebouwen bieden hier een antwoord op. Hier is al veel onderzoek naar verricht, met enkele concrete richtlijnen als gevolg: voldoende overdimensioneren, verplaatsbare wanden, een slimme ruimtelijke configuratie etc. Gebouwen zijn echter complexer, waardoor deze maatregelen op zich niet voldoende zijn. Een verandering van functie, vorm of vloerplan kan verschillende technische eisen met zich meebrengen. Zo kunnen er bijvoorbeeld verschillende ventilatie-eisen gelden bij verschillende functies. Momenteel is de rol van ventilatie inzake aanpasbaarheid nog sterk onderbelicht. In deze thesis wordt een specifieke case onderzocht: voor een deel van een schoolgebouw, dat verschillende functies moet kunnen vervullen, moet een of meerdere oplossingen worden gezocht inzake ventilatie. Voor al de onderzochte ventilatiesystemen dient eveneens een LCA-studie te worden uitgevoerd, om na te gaan welke oplossing het meest duurzaam is.


Eerst moet er een literatuurstudie worden verricht (waarom aanpasbaar bouwen, welke technische eisen gelden er, welke ventilatiesystemen zijn geschikt, …) om meer inzicht te krijgen in het onderwerp van deze thesis. Hierna moet er worden gekozen welke ventilatiesystemen er worden opgenomen in de case studie. Eens deze keuze gemaakt is, moet alle data worden verzameld over deze ventilatiesystemen (materialen, energiegebruik, …). Na het verzamelen van deze data kan de LCA-studie worden uitgevoerd. Op basis van de resultaten van de duurzaamheidsanalyse kan een conclusie worden gevormd.

IW: Bouwkunde





Het is sterk aangeraden dat de student het keuzevak I – Duurzaam Bouwen opneemt.



IW: Bouwkunde




NIET BESCHIKBAAR Vertical greening systems mapped and explained for architecture and construction education. Identification of the occurrence, cost and market potential of façade greening in Belgium and Flanders and establishing the roots of an interactive educational package on VGS.

Onderzoeksdomein / Research domain: Vertical greening systems and education













- Copromotor 1 / Co-supervisor 1: ir. Timothy Rowe - Copromotor 2 / Co-supervisor 2: /



IW: Bouwkunde





Engels-Nederlands / English-Dutch, The student should have an interest in nature-based building solutions, conducting surveys, educational practices and knowledge transfer. The student should be assertive and verbally strong in Dutch. An active contact with the construction and greening industry is anticipated.








The ever-increasing demand for building area is leading to a reduction in green spaces, especially in cities. A dense city without greenery will lead to local losses in biodiversity, increased stormwater runoff, worsening of air quality and the urban heat island effect (UHI). One way of combatting these effects is by implementing vertical greening systems (VGS) in the city. A distinction is made between two main types: (1) Ground bound vertical greening, in which climbing plants are rooted directly into the soil and grow against the façade of the building. (2) Façade bound vertical greening, where the plants are rooted in a support system, containing substrate, that is mounted to the supporting wall. substrate, irrigation systems… To date, figures on the application, costs and market potential of vertical greening systems in Belgium and Flanders remain scarce. An in-depth market study needs to be carried out to fill in the blanks. In addition, there is a need for knowledge transfer on VGS to architects and construction engineers. In order to bring the next generation of architects and engineers into contact with VGS, a second part of this master's thesis seeks to establish the roots of an interactive educational package on VGS for architecture and engineering education. If successful, the research will serve as input for a project on green facades in collaboration with the construction sector and the greening sector and might find its way into educational courseware at UAntwerpen and beyond.

IW: Bouwkunde





Literature Review. Market enquiry to gather data on VGS uptake, cost and market potential. Identification of educational needs and practices. Development of the roots of an interactive educational package on VCS (focus on architectural and engineering education). Continuous outreach to the industry. Critical reflection with identification of work points and formulation of recommendations for further research/development.


Possible collaboration with the ongoing research project ‘WonderWalls’ and multiple stakeholders in the construction and greening sector. We invite you to take a look at gevelgroen.be to familiarize yourself with the topic.


/

TOPICS MASTERPROEF 2021-2022 / TOPICS MASTER’S PROJECT … · 2021. 6. 1. · mogelijke...

Documents

Transcript of TOPICS MASTERPROEF 2021-2022 / TOPICS MASTER’S PROJECT … · 2021. 6. 1. · mogelijke...