Zasada "budowania z klocków" umożliwia

Centrum badawcze Roche pRED w Bazylei (Zdjęcie: Beat Ernst; Renderowanie: Herzog & de Meuron)

Budowa obiektów dla branży nauk przyrodniczych wymaga dużej wiedzy na temat wewnętrznych procesów. Niezależnie od tego, czy są to przestrzenie badawcze, laboratoryjne czy produkcyjne: przepisy bezpieczeństwa i higieny oraz specyficzne wymagania dotyczące różnych obszarów użytkowania stawiają najwyższe wymagania wobec konstrukcji.

Kluczowe dla wielu wymagań są nie mniej użytkowość i elastyczność. Szczególnie obszar badań jest nieustannie poddawany zmianom. Projekty zazwyczaj potrzebują bardzo wyspecjalizowanych krajobrazów laboratoryjnych, które muszą być konstruowane indywidualnie za każdym razem. Szybka przebudowa laboratoriów może stanowić decydującą przewagę w poszukiwaniu nowego związku aktywnego, nowego leku lub innowacji naukowej. Dlatego projekty badawcze często planowane są na cykle od dwóch do pięciu lat. Ponieważ budowa nowego krajobrazu laboratoryjnego, łącznie z etapem przygotowawczym, wymaga podobnie dużo czasu, niemożliwa jest dostosowana na miarę budowa od podstaw: budynek musi stać, zanim konkretne potrzeby projektu zostaną ustalone – i z tego powodu musi być elastyczny.

Modułowe „systemy budowlane” otwierają możliwości realizacji tych wymagań. Innowacyjne podejście do modularnego planowania w połączeniu z pełną cyfrową reprezentacją budynku otwiera nowe wymiary – na przykład przy budowie nowego obiektu F. Hoffmann-La Roche AG w Bazylei.

Elastyczność jest warunkiem koniecznym dla udanych badań

Aby odzwierciedlić zmieniające się struktury organizacyjne i przepływy pracy, pomieszczenia, układy i użytkowania muszą być możliwie jak najbardziej swobodnie konfigurowalne i zmienialne. Cała techniczna infrastruktura stanowisk pracy, taka jak wentylacja, elektryczność, sanitarne czy media, jest więc stałym elementem konfiguracji w nowym obiekcie Roche. Wymagania inwestorów i operatorów nieruchomości idą nawet o krok dalej: pomieszczenia laboratoryjne mają nie tylko być szybko dostosowywane do potrzeb różnych projektów badawczych, ale także możliwa ma być łatwa zmiana z pomieszczeń biurowych na laboratoryjne i odwrotnie w pewnym zakresie.

Wysokie wymagania także w zakresie architektury, efektywności energetycznej i bezpieczeństwa pracy

Osoby chcące zatrzymać utalentowanych naukowców, mogą przede wszystkim korzystać z argumentu, jakim jest użytkowo i estetycznie atrakcyjna „atmosfera sprzyjająca dobremu samopoczuciu”. Również rosnące wymagania dotyczące elementów komunikacyjnych muszą być spełnione. W związku z interdyscyplinarnym podejściem badawczym rośnie zapotrzebowanie na sale konferencyjne dla zespołów, strefy spotkań do nieformalnych rozmów oraz przestrzenie relaksacyjne na długie dni pracy, co wymaga dostosowanej architektury. Dodatkowe wyzwania stanowią umiejscowienie urządzeń hałaśliwych lub energochłonnych, generujących dużą ilość ciepła. W tym celu poszczególne pomieszczenia mają być łatwo i szybko odseparowywane od krajobrazu laboratoryjnego. W końcu rosną także wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy. Przy pracy z substancjami niebezpiecznymi konieczne są wysokie wskaźniki wymiany powietrza. W razie potrzeby należy realizować laboratoria bezpieczeństwa z przejściami lub pomieszczenia z wymogami ochrony przed wybuchem.

Box informacyjny:

Najważniejsze wymagania wobec nowoczesnych budynków laboratoryjnych w skrócie:

- Elastyczne stanowiska pracy: konfigurowalny układ, modułowe wyposażenie laboratoriów
- Konfigurowalne obszary laboratoryjne: możliwość restrukturyzacji zgodnie z strukturami organizacyjnymi i przepływami pracy, zmiana podziału pomieszczeń, swobodne ustawienie wyposażenia laboratoriów
- Odwracalne instalacje techniczne: systematyczne trasy instalacji technicznych, wystarczająca powierzchnia kanałów i wysokość kondygnacji na późniejsze instalacje
- Zmienność: umożliwienie szybkich zmian przebudowy, aby zredukować czas przestojów

Wymagana elastyczność w budowie budynków laboratoryjnych można już w pewnym stopniu realizować za pomocą tradycyjnych metod modularizacji. Nowatorskie podejście otwiera zupełnie nowe możliwości: zamiast dostarczać moduły, z których projektanci mogą korzystać, modeluje się istniejący architektoniczny projekt jako projektowy zestaw elementów. Sama faza projektowania jest następnie składana z tego zestawu i może dostosować się do różnych wymagań w ramach określonych reguł.

Przyjęte jest to na przykład z branży motoryzacyjnej: projekt pojazdu jest podzielony na moduły i może być konfigurowany przez klienta samodzielnie na podstawie zestawu reguł, dostosowując go do własnych potrzeb.

„Cyfrowy” bliźniak umożliwia to

Kluczem do efektywnej modularizacji jest cyfryzacja projektu w ramach modelu BIM. „BIM” oznacza Building Information Modeling, a w jego ramach powstaje tak zwany „cyfrowy bliźniak” budynku. Model budynku jest konsekwentnie tworzony w sposób modułowy. Miejsca i konstrukcje powtarzające się są modelowane tylko raz i przechowywane w katalogowych modelach. To tutaj odbywa się interdyscyplinarna praca. Przykładami takich modułów są elementy wyposażenia wnętrz, takie jak linie laboratoryjne, pomieszczenia biurowe i konferencyjne, szatnie i kuchnie, wraz z pełnym wyposażeniem technicznym i infrastrukturą.

Moduły są wprowadzane do projektu z katalogu zgodnie z życzeniem użytkownika. Plan ograniczeń określa interfejsy i zasady, w jaki sposób i gdzie moduły mogą być osadzone w modelu budynku. Zdefiniowane zespoły podłączeniowe łączą moduły konstrukcyjnie w kontekście budynku i zapewniają ich możliwość demontażu. Rozbudowa użytkowa staje się procesem konfiguracyjnym.

Większość budynków wyposażonych w laboratoria w centrum badawczym pRED w Bazylei realizowana jest według tej metody, przy czym wymagania związane z koniecznością instalacji laboratoryjnych oraz wysokie oczekiwania dotyczące elastyczności konstrukcji są bardzo wysokie.

Centralny system wyznacza ramy

System koordynacji projektu jest głównym narzędziem upraszczającym, modularizującym i integrującym. Składa się z czterech systemów: System wymiarów tworzy geometrii ramy z punktów, osi, prętów i płaszczyzn. System powierzchni dzieli projekt na możliwie regularne podobszary. System oznaczeń lokalizacji identyfikuje wszystkie pomieszczenia i konstrukcje zakorzenione w systemie koordynacji projektu, za pomocą unikalnego kodu. W tzw. planach ograniczeń przedstawione są relacje między obiektami w regułach i restrykcjach, które są wiążące dla wszystkich.

Przyszłość należy do elastycznych budynków: modułowe planowanie je urzeczywistnia

Z jednej strony to wymagania branży nauk przyrodniczych, które coraz bardziej potrzebują elastyczności. Z drugiej strony rośnie także zainteresowanie inwestorów i operatorów, aby ich budynki były na przyszłość zabezpieczone poprzez wysoką zmienność. Złożoność tych zadań jest trudna do rozwiązania przy użyciu tradycyjnych systemów planowania, a w żadnym razie nie jest możliwa z zachowaniem oczekiwanej efektywności. Połączenie modularnego i zintegrowanego planowania z cyfrową reprezentacją budynków umożliwia natomiast słynny „skok kwantowy” w kierunku niezwykle elastycznych, idealnie dopasowanych do użytkowania i wykonanych w najwyższej jakości budynków.

Box informacyjny

Kluczowe zalety modularnego, zintegrowanego i cyfrowego planowania budynków:

- Maksymalna orientacja na użytkownika dzięki zdefiniowanym, w razie potrzeby szybko wymiennym modułom
- Znacznie wyższa wydajność dla badań dzięki dostosowanym krajobrazom laboratoryjnym
- Szybka możliwość dostosowania laboratoriów zamiast budowy od nowa lub przebudowy
- Ekonomiczne budowanie i eksploatacja nawet przy wysokiej indywidualizacji architektury
- Wiarygodne podstawy planowania i budowy
- Zredukowany nakład pracy na planowanie, możliwe błędy widoczne już w „cyfrowym bliźniaku”