Het « bouwstenenprincipe » maakt het mogelijk

Roche pRED onderzoekscentrum Basel (Foto: Beat Ernst; Rendering: Herzog & de Meuron)

Gebouwen voor de life sciences-sector vereisen een hoog niveau van expertise in de interne processen. Of het nu gaat om onderzoeks-, laboratorium- of productieruimtes: De veiligheids- en hygiënevoorschriften en de specifieke eisen aan de verschillende gebruiksgebieden stellen de hoogste eisen aan de bouw.

Wat vooral bepalend is voor de vele eisen, zijn niet in de laatste plaats de gebruikersgerichtheid en de flexibiliteit. Vooral de onderzoekssector ondergaat een voortdurende verandering. De projecten vereisen meestal zeer gespecialiseerde laboratoriumlandschappen die praktisch voor elk project individueel moeten worden opgezet. Want een snelle herinrichting van laboratoria kan het doorslaggevende voordeel zijn bij de zoektocht naar een nieuw actief bestanddeel, een nieuw medicijn of een wetenschappelijke innovatie. Daarom worden onderzoeksprojecten vaak in cycli van twee tot vijf jaar gepland. Aangezien de nieuwbouw van een dergelijke laboratoriumlandschap inclusief voorbereiding vergelijkbare tijd vergt, is een op maat gemaakte nieuwbouw niet mogelijk: het gebouw moet staan voordat de concrete behoefte van het project is vastgesteld – en daarom flexibel aanpasbaar zijn.

Modulaire “bouwsystemen” bieden de mogelijkheden om deze eisen te realiseren. Een innovatieve aanpak van modulaire planning in combinatie met de volledige digitale weergave van het gebouw opent nieuwe dimensies – zoals bijvoorbeeld bij de nieuwbouw van F. Hoffmann-La Roche AG in Basel.

Flexibiliteit is de voorwaarde voor succesvolle research

Om veranderende organisatiestructuren en workflows te kunnen weergeven, moeten ruimtes, plattegronden en gebruiksmogelijkheden zo vrij mogelijk configureerbaar en aanpasbaar zijn. De gehele technische infrastructuur van de werkplekken, zoals ventilatie, elektra, sanitair of media, maakt daarom deel uit van de configuratie in de Roche-neubouw. De eisen van opdrachtgevers en vastgoedbeheerders gaan zelfs nog een stap verder: laboratoriumruimtes moeten niet alleen snel flexibel kunnen worden aangepast aan de behoeften van verschillende onderzoeksprojecten, ook de eenvoudige aanpassing van kantoorruimtes naar laboratoriumruimtes en vice versa moet in zekere mate mogelijk zijn.

Hoge eisen aan architectuur, energie-efficiëntie en arbeidssafety

Wie getalenteerde onderzoekers aan zich wil binden, kan vooral met een gebruikersgerichte en esthetisch hoogwaardige “welzijns-omgeving” een steeds belangrijker wordend argument aanvoeren. Ook de toenemende eisen aan communicatieve elementen moeten worden vervuld. Omdat met de interdisciplinaire onderzoeksaanpak de behoefte aan vergaderruimtes voor teams, ontmoetingszones voor informele gesprekken en ontspanningsruimtes voor lange werkdagen toeneemt, is een op deze behoeften afgestemde architectuur vereist. Andere uitdagingen vormen de plaatsing van lawaaierige of energie-intensieve apparaten met hoge afvoerwarmte. Hiervoor moeten afzonderlijke ruimtes snel en eenvoudig van de laboratoriumlandschappen kunnen worden afgescheiden. Tenslotte nemen ook de eisen aan arbeidssafety toe. Bij het werken met gevaarlijke stoffen zijn hoge ventilatiesnelheden vereist. Indien nodig moeten veiligheidslaboratoria met sluizen of ruimtes met explosiebeveiligingsvereisten worden gerealiseerd.

Info-box:

De belangrijkste eisen aan moderne laboratoriumgebouwen in overzicht:

- Flexibele werkplekken: Aanpasbaar ontwerp, modulaire laboratoriuminrichting
- Configureerbare laboratoriumgebieden: Mogelijkheid tot herstructurering volgens organisatiestructuren en workflows, wijziging van de indeling, vrije plaatsing van de laboratoriuminrichting
- Reversibele technische installaties: Systematische technische leidingen, voldoende schachtoppervlak en etages voor latere uitbreidingen
- Aanpasbaarheid: Snelle verbouwingsmogelijkheden om stilstand te minimaliseren

De vereiste flexibiliteit in de bouw van laboratoriumgebouwen kan tot op zekere hoogte al worden gerealiseerd met conventionele modularisatiemethoden. Een innovatieve aanpak opent nu volledig nieuwe mogelijkheden: in plaats van modules te leveren waaruit de bouwplanners kunnen kiezen, wordt een bestaand architectonisch ontwerp gemodelleerd tot een project-specifieke bouwdoos. Het daadwerkelijke ontwerp wordt vervolgens uit deze bouwdoos samengesteld en kan zich binnen de vastgestelde regels aanpassen aan verschillende eisen.

Het principe is bijvoorbeeld bekend uit de automobielindustrie: het voertuigontwerp wordt opgedeeld in modules en kan door de klant zelf worden geconfigureerd op basis van een set regels, afgestemd op de eigen behoeften.

De “digitale” tweeling maakt het mogelijk

De sleutel tot efficiënte modularisering ligt in de digitalisering van het ontwerp binnen een BIM-model. “BIM” staat voor Building Information Modeling, waarbij een zogenaamde “Digitale Tweeling” van het gebouw ontstaat. Het gebouwmodel wordt consequent modulair opgebouwd. Plaatsen en constructies die meerdere keren voorkomen, worden slechts één keer gemodelleerd en in catalogusmodellen opgeslagen. Hier vindt de interdisciplinaire verwerking plaats. Voorbeelden van dergelijke modules zijn de inrichtingselementen voor de gebruikersinrichting, zoals laboratoriumlijnen, kantoor- en vergaderruimtes, kleedkamers en keukens inclusief volledige technische uitrusting en infrastructuur.

De modules worden uit de catalogus naar wens van de gebruiker in het projectmodel ingevoegd. Een restrictieplan geeft de interfaces en de spelregels aan voor de wijze waarop en waar de modules in het gebouwmodel mogen worden geïntegreerd. Gedefinieerde aansluitbouwgroepen verbinden de modules constructief in de gebouwcontext en garanderen ook hun demontagebaarheid. De gebruikersinrichting wordt een configuratieproces.

De gebouwen van het pRED onderzoekscentrum Basel, die voornamelijk met laboratoria zijn uitgerust, worden volgens deze methode gerealiseerd, waarbij de eisen vanwege de benodigde laboratoriuminstallaties en vooral de eisen aan de flexibiliteit van het gebouw zeer hoog liggen.

Centraal systeem bepaalt het kader

Het projectcoördinatiesysteem is het centrale instrument voor vereenvoudiging, modularisering en integratie. Het bestaat uit vier systemen: Het maatsysteem vormt het geometrische ordeningskader uit punten, assen, banden en vlakken. Het vlakke systeem verdeelt het ontwerp in zo regelmatige mogelijk deelvlakken. Via het locatie-identificatiesysteem worden alle ruimtes en constructies, die in het projectcoördinatensysteem zijn verankerd, met een unieke code aangeduid. In de zogenaamde restrictieplannen worden de onderlinge relaties van de objecten in regels en restricties voor alle betrokkenen weergegeven.

De toekomst behoort toe aan veranderbare gebouwen: Modulaire planning brengt die tot stand

Enerzijds maken de eisen van de life sciences-sector een toenemende flexibiliteit noodzakelijk. Anderzijds is er ook grote interesse van opdrachtgevers en beheerders om hun gebouwen toekomstbestendig te maken door hoge veranderbaarheid. De complexiteit van deze taken is met traditionele planningssystemen nauwelijks en zeker niet met de gewenste efficiëntie op te lossen. De combinatie van modulaire en integrale planning met de digitale weergave van gebouwen maakt de spreekwoordelijke “sprong voorwaarts” mogelijk naar uiterst veranderbare, perfect op het gebruik afgestemde en in maximale kwaliteit gerealiseerde gebouwen.

Info-box

Belangrijkste voordelen van een modulaire, integrale en digitale gebouwplanning:

- Maximale gebruikersgerichtheid door gedefinieerde, indien nodig snel vervangbare modules
- Significante hogere productiviteit voor onderzoek door op maat gemaakte laboratoriumlandschappen
- Snelle aanpasbaarheid van laboratoria in plaats van nieuwbouw/herinrichting
- Economische bouw en exploitatie, ook bij zeer individuele architectuur
- Betrouwbare plannings- en bouwgrondslagen
- Verminderde planningsinspanning, fouten al in de “Digitale Tweeling” zichtbaar