Efficiënter ontwerpen van gebouwen in de toekomst

(18-01-2022) Gieljan Vantyghem onderzoekt in zijn doctoraat hoe het ontwerpproces van gebouwen efficiënter kan worden door het gelijktijdig gebruik van structurele en thermische optimalisatiemethoden.

Het ontwerp van gebouwschilonderdelen en -systemen is een proces waarbij vele verschillende aspecten (structurele prestaties, bouwfysische eigenschappen, duurzaamheid, etc.) komen kijken. De gebouwschil vormt namelijk de fysieke scheiding tussen de binnen- en buitenomgeving. In vele gevallen worden deze vakspecifieke disciplines nog te veel afzonderlijk beschouwd. Hierbij worden bijvoorbeeld de structurele prestaties geoptimaliseerd, en worden de thermische eisen pas in tweede fase bekeken. Een benadering waarbij deze aspecten tijdens het ontwerp gelijktijdig kunnen worden geoptimaliseerd, zou een grote meerwaarde kunnen betekenen. Het kan de snelheid van het ontwerpproces en tegelijkertijd de efficiëntie van het onderdeel verhogen.

In mijn doctoraatsonderzoek trachtte ik het ontwerpproces te optimaliseren door het bestuderen van bestaande en het ontwikkelen van vernieuwende wiskundige ontwerptechnieken”, vertelt Gieljan.

De basisalgoritmen die ik hiervoor gebruikte, zijn grotendeels gebaseerd op vorm- en topologie-optimalisatiemethoden. Ik heb de algoritmes theoretisch uitgewerkt, maar ook hun toepassingen en voordelen ten opzichte van de klassieke ontwerpmethoden in een bouwkundig ontwerpproces gedemonstreerd. Hierbij werd ook rekening gehouden met prille, maar veelbelovende, nieuwe productiemethoden in de bouwsector, zoals 3D (beton)printen”, besluit Gieljan.

Lees het volledige doctoraat

-

Titel doctoraat: Toepassing van topologie-optimalisatie en 3D-printen in de bouwsector

-

Contact: Gieljan Vantyghem, Veerle Boel, Wouter De Corte, Marijke Steeman

Gieljan Vantyghem, geboren te Brugge op 26 juli 1990, behaalde in 2013 zijn Master in de Architectuur aan LUCA school of Arts en twee jaar later zijn diploma als industrieel ingenieur in de bouwkunde, met grote onderscheiding aan de Universiteit Gent.

Zijn masterproef was getiteld ‘Topologie-optimalisatie als ontwerptool voor bouwkundige toepassingen’ en werd uitgevoerd onder toezicht van Wouter De Corte. Voor dit proefschrift werd hij geselecteerd als één van de laureaten in de Leo Baekelandprijs, uitgereikt door AIG (de alumnivereniging van ingenieurs afgestudeerd aan de universiteit te Gent).

In oktober 2015 startte Gieljan vervolgens als doctoraatsonderzoeker en voltijds assistent bij de vakgroep Bouwkundige Constructies en Bouwmaterialen van de Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur aan de Universiteit Gent. Als onderzoeker legde hij zich toe op multidisciplinaire vormoptimalisatie van bouwkundige structuren en gebouw(schil)onderdelen. Zijn meest eminente wetenschappelijke bevindingen situeren zich in het domein van "Variable-density multi-physics topology optimization for 3D-printable building structures".
Gieljan was ook actief betrokken bij de ontwikkeling van een grootschalige betonprintopstelling in het Laboratorium Magnel-Vandepitte.

Tijdens zijn academische carrière stond Gieljan als voltijds assistent ook in voor verschillende hoor- en werkcolleges. Zo begeleide hij studenten binnen de opleidingsonderdelen: "Ingenieursproject Bouwkunde", "Ontwerpen Bouwkunde I", "Ontwerpen Bouwkunde II", "Ontwerpen Burgerlijke Bouwkunde", "Wegenbouw" en "Computer-aided engineering". Ook begeleidde hij verschillende studenten bij hun stage en Bachelorproef, en 32 studenten bij het uitwerken van hun Masterproef.

Gieljan is auteur (en coauteur) van 7 A1-publicaties in internationale tijdschriften met peer-review, en 7 publicaties in Proceedings van internationale conferenties. In 2017 ontving hij de "Best Poster Award" tijdens het FEA Research Symposium 2017 uitgereikt door de Doctoral Schools of (Bioscience) Engineering. Dat jaar won hij ook de "Ultimaker Education challenge" als erkenning voor zijn inzet voor onderwijsinnovatie op het gebied van 3D-printtechnologie. In zijn jaren als PhD onderzoeker gaf hij ook verschillende lezingen en keynotes, en nam hij deel aan meerdere nationale en internationale seminaries, conferenties en symposia.

-

Redacteur: Jeroen Ongenae - Eindredactie: Ilse Vercruysse -  Illustrator: Roger Van Hecke