Algemene projectomschrijving
Op het Leiden Bio Science Park is een knap staaltje werk opgeleverd. Letterlijk. De ambitie vanuit de opdrachtgever was: een icoon van duurzaamheid neerzetten voor het laboratorium- en ontmoetingsgebouw BioPartner 5. En dat is gelukt!
De nadruk lag voor een groot deel op de constructie, omdat die een aandeel heeft van 38% op de totale schaduwkosten. Dat maakt de constructie de grootste emissiebron van alle bouwdelen (bron: RVO). BioPartner 5 is een assemblage van materialen met de laagst mogelijke CO2-voetafdruk. Het is de eerste grootschalige toepassing van het Donorskelet-principe: gebruikte bouwmaterialen zijn op een grote schaal opnieuw toegepast. Het gebouw is opgebouwd uit maar liefst 165.000 kilogram hergebruikt constructiestaal dat 50 jaar lang de basis vormde van een in de nabijheid gelegen laboratoriumgebouw van de Universiteit Leiden. Samen met het gehele projectteam is een dubbel-duurzaam gebouw gerealiseerd. Want naast toepassing van een bestaande staalconstructie, is de nieuwe constructie zodanig ontworpen dat deze eenvoudig te demonteren is na einde van de levensduur. Samen met alle maatregelen ten aanzien van energiegebruik heeft dit alles geleid tot het eerste in Nederland opgeleverde ‘Paris-proof’ gebouw.
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
Gedurende de ontwerpfase kreeg het ontwerpteam informatie over het in de periode 1963-1971 gebouwde Gorlaeus-gebouw. Dit gebouw staat ook op de Leiden Bio Science Park in Leiden en zou worden gesloopt. Het ontwerpteam onderzocht of dit gebouw kon worden hergebruikt als donorskelet voor BioPartner 5.
De sculpturale momentvaste knopen van het Gorlaeus-gebouw waren nooit ontworpen om gezien te worden, maar ontkleed toonden ze op de half gesloopte verdiepingen hun robuuste kwaliteit. Duidelijk was dat deze elementen nog niet aan het einde van hun levensloop waren. Daarom bleek hergebruik goed mogelijk en uiteindelijk werd besloten een groot deel van de staalconstructie te gaan hergebruiken. Ook diverse andere onderdelen van het bestaande gebouw bleken te kunnen worden hergebruikt, zoals metselwerkpuin voor de korven van een biodiverse gevel.
Het ontwerpteam controleerde of het bestaande ontwerp van BioPartner 5 daadwerkelijk geschikt was voor toepassing van het beschikbare donorskelet. De stramienlijnen van het oorspronkelijk ontwerp waren uitgelegd op 3,6 m, omdat dit een efficiënt ontwerp opleverde. Een stramienmaat van 5,4 m paste niet goed bij de indeling. Bij de stramienmaat van 3,6 m bleken de donorliggers overcapaciteit te hebben. Deze is gebruikt door stabiliteit in één richting met portaalwerking te verzorgen. Er bleek namelijk een momentvaste verbinding tussen kolom en vloer aanwezig die hiervoor capaciteit kon leveren. Een mooie bijkomstigheid, omdat de bestaande constructie hierdoor ook in grotere onderdelen kon worden hergebruikt en waardoor vrijwel alle windverbanden zijn vervallen.
De staalconstructie bestaat uiteindelijk voor twee derde uit elementen van het donorskelet. Op een aantal plaatsen, bijvoorbeeld bij de toch nog noodzakelijke windverbanden en een vakwerk voor de wintertuin, zijn nieuwe staalelementen gebruikt. Hiertoe werd besloten omdat dit efficiënter was met betrekking tot de hoeveelheid arbeid en bijkomende kosten. De doelstelling is echter steeds geweest om zoveel mogelijk staal te hergebruiken.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
BioPartner 5 fungeert als een klein dorp voor wetenschappelijke ondernemers. Er huizen startende ondernemers onder hetzelfde dak als opschalende bedrijven met meer dan 100 werknemers. Omgevingen voor wetenschap gedijen bij ruimtelijke verscheidenheid. Enerzijds nodigt het gebouw uit tot actief gebruik. Anderzijds is er ruimte voor geconcentreerd onderzoekswerk. Het gevarieerde publieke deel fungeert als tegenhanger van het besloten laboratorium waar de vereiste klinische omgeving het onderzoekswerk faciliteert. De combinatie van tegenstellingen is kenmerkend voor de architectuur van het gebouw.
Een tapijt van hergebruikte bestrating leidt bezoekers het gebouw binnen naar een kas die dienst doet als ontvangsthal en hart van het gebouw. Via een theatrale trap vervolgt de route zich richting een presentatiezaal in een verfijnd vergaderpaviljoen, de toegangen tot het besloten huurders-deel en uitzicht op de verstilde binnentuin. Terug op de begane grond ligt de kantine met zonnig terras aan het entreeplein.
De toegepaste hergebruikte materialen versterken het gevoel dat BioPartner5 integraal onderdeel is van de Leidse Bio Science Park. Dankzij de hergebruikte staalconstructie uit het Gorlaeus-gebouw wordt het verleden van dit gebouw deel van BioPartner5. Sommige gebruikers hebben eerst naast de toegepaste kolommen gestudeerd, en werken nu naast de zelfde kolommen slechts 750 m verderop.
Het landschap is verstrengeld met het gebouw. Vanuit elke ruimte in het gebouw is het ontworpen landschap ervaarbaar. Telkens op een andere manier. Er is in het ontwerp gezocht naar manieren om het landschap zo dicht mogelijk bij de gebruikers te brengen. We weten uit wetenschappelijk onderzoek dat landschap en beplanting een positieve invloed op de gezondheid van gebruikers hebben. Meest in het oog springend resultaat is het onderste, aan het maaiveld aansluitende, geveldeel. Hier zijn schanskorven gevuld met kalkrijk baksteenpuin en plantzakken. Door de afwisselende maten van de gaten tussen het materiaal is dit een vanzelfsprekende habitat voor dieren en planten. Net na oplevering spotte huurders enthousiast de eerst Roodstaart, een vogel, zich in de gevel had gevestigd van het gebouw.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
De constructie is zodanig ontworpen dat deze eenvoudig te demonteren is na einde van de levensduur. Dit bleek goed te combineren met de keuze voor bestaand staal. Het ontwerpteam ontdekte dat het toepassen van demontabele, geboute verbindingen voordeel bood in transportkosten. Dankzij de boutverbindingen kon nieuw laswerk achterwege blijven en was het verwijderen van de zinklaag niet nodig. Daarmee kon transport naar de fabriek worden voorkomen.
De verbindingen tussen de kanaalplaten en de stalen liggers zijn ook demontabel. Wel hebben zij een rol in de schijfwerking. Daarom is een slimme detaillering ontworpen: bij de randliggers [JL1] is een draadeind aan de boven-flens gebout bij de kelkvoeg. Na plaatsing van de kanaalplaatvloer zijn daar stalen platen op gebout en zijn de kelkvoegen vol gegoten. Bij demontage kan de stalen plaat worden verwijderd, de kanaalplaat losgezaagd (of losgebroken over ongewapende voeg) en uitgehesen. Bij de tussenliggers is alleen een wapeningsstaaf ∅12 in de kelkvoeg geplaatst om rotatie van de ligger te voorkomen bij ongelijkmatige vloerbelasting en voor de doorvoer van de windkrachten.
Door demontabele verbindingen toe te passen bij donorstaal, is er sprake van een dubbel duurzame constructie.
Bijzondere aspecten uitvoering
Om de constructieve eigenschappen van de bestaande staalconstructie te achterhalen, zijn diverse monsters genomen voor destructieve testen. De chemische samenstelling van het staal werd gecontroleerd om de geschiktheid voor lassen te bepalen. Pas na het verwijderen van de verf bleek de staalconstructie te zijn verzinkt wat lassen moeilijker zou maken. De strategie om zoveel mogelijk met boutverbindingen te werken kwam hier dus goed van pas en is nog verder doorgevoerd in een aantal details.
Architect en constructeur hebben alle elementen, die zouden worden hergebruikt, in het werk gecodeerd. Een 3D BIM-model van het bestaande gebouw is opgesteld om de gecodeerde elementen te kunnen relateren aan hun nieuw positie. Verder is een protocol opgesteld met de afmetingen van de elementen en de toegestane afwijkingen in maat, maar ook in haaksheid en toegestane beschadigingen door sloopwerkzaamheden.
De demontage van het staal ging niet zonder beschadigingen. Om constructieve redenen moesten enkele elementen worden afgekeurd, anderen konden worden hersteld. Esthetisch accepteerden de betrokkenen deze als een manifestatie van de geschiedenis van het materiaal. In het gerealiseerde BioPartner 5 zijn voor de attente beschouwer de snedes van de diamantzaag nog goed zichtbaar. Snedes die zowel herinneren aan het uitdagende ambachtelijke karakter van het demontage procedé.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
BioPartner 5 is een incubatorgebouw voor bedrijven in Life Sciences en heeft als doel om te pionieren in een nieuw deel van het innovatiedistrict. Naast de karakteristieke flexibele laboratorium- en kantoorruimte voor start-ups, zijn daarom uitgebreide ondersteunende faciliteiten gecreëerd zoals een restaurant, vergadercentrum, wintertuin en terras. Centraal in het gebouw is de ruimte voor ontmoetingen en evenementen. Juist deze ontmoetingsruimte is een reden waarom gebruikers het gebouw omarmen.
BioPartner 5 biedt inspiratie voor een duurzame ontwikkeling van de campus. Op een inventieve manier is de staalconstructie uit het nabijgelegen Gorlaeus-laboratorium gedemonteerd en hergebruikt als demontabele hoofddraagconstructie. Het robuuste staal is als zichtwerk toegepast en geeft karakter aan de nieuwbouw waarin de geschiedenis van het bekende laboratorium wordt voortgezet.
Met puin uit datzelfde gebouw is een low-tech groene gevel ontworpen, die het gebouw stevig verbindt met het maaiveld en een bodem is voor een diverse inheemse begroeiing. Beplanting wordt als een klein ecosysteem doorgezet rondom het gebouw tot aan het energie-dak en gevoed met opgevangen regenwater.
Duurzaamheid
Het nieuwe Leidse laboratorium- en ontmoetingsgebouw BioPartner 5 is een dubbel-duurzaam gebouw. Voor de staalconstructie is gebruikgemaakt van de bestaande staalconstructie van het nabijgelegen laboratoriumgebouw Gorlaeus als donorskelet. Daarnaast is de nieuwe constructie zodanig ontworpen dat deze eenvoudig te demonteren is na einde van de levensduur. Samen met alle maatregelen ten aanzien van energiegebruik heeft dit alles geleid tot het eerste in Nederland opgeleverde gebouw dat voldoet aan de Parijse klimaatdoelstellingen (‘Paris-proof’), zo blijkt uit een berekening van NIBE (‘Paris-proof’). Voor de materiaalgebonden CO2-uitstoot geldt hierbij een maximum van 250 kg CO2 per vierkante meter gebouw. BioPartner 5 blijft hier net onder, concludeert NIBE. De milieuscore van het gebouw is vergeleken met eenzelfde gebouw in traditionele uitvoering. Hierbij bleek circa 40% reductie te zijn behaald op de hoeveelheid embodied carbon, en met de behaalde waarde van 248 kg CO2-eq/m2 bleef het gebouw als een van de weinige binnen de doelstellingen van het klimaatakkoord van Parijs.
Verder is het gebouw energieneutraal/positief wat voor een laboratorium echt een uitdaging is. Het energielabel is dan ook A++++.
Materiaalgebruik (efficiëntie)
Er is bij BioPartner 5 ingezet op het grootschalig toepassen van hergebruikte materialen. Naast het hergebruiken van in totaal 165.000 kilo constructiestaal vanuit het Donorskelet van het nabijgelegen Gorlaeus-gebouw, zijn ook bestrating, binnenwanden, vloertegels, tapijten, meubels hergebruikt. Zo is het puin van het gesloopte buurpand gebruikt als basis voor een groen begroeide gevel, zijn binnenwanden van een voormalig ministeriegebouw toegepast en zijn vintage meubels geplaatst. De vanwege productiefouten elders afgekeurde vloerbedekking is op een kleurrijke, creatieve wijze toegepast en de begane grondvloer is deels uitgevoerd met hergebruikte bestrating in plaats van een massieve, zware betonvloer. Ook bij de nieuw toegepaste materialen is op de milieu-impact gelet. Op de kanaalplaatvloer van de verdiepingen is geen druklaag toegepast. Verder is een lichte, houten gevel met demontabel geveldoek toegepast. Ten slotte is een maximale hoeveelheid PV-panelen geplaatst.
De grotendeels hergebruikte staalconstructie is zodanig ontworpen en gedetailleerd dat deze eenvoudig te demonteren is na einde van de levensduur.
Energiegebruik en verbruik tijdens bouw en gebruik
Tijdens de ontwerpfases is erop gestuurd een optimaal dakoppervlak te realiseren, zodat een maximale hoeveelheid PV-panelen op het dak kon worden geplaatst. Hiermee kon de gewenste energieneutraliteit worden geborgd. Er liggen op het dak 750 panelen.
Door het achterwege laten van een mechanische klimaatinstallatie wordt in het energieverbruik veel bespaard. Klimaatbeheersing geschiedt op een low-tech manier, met lichtwering, natuurlijke ventilatie en adiabatische koeling van de beschaduwde tuin van de binnenhof. De kas als entree- en ontmoetingsruimte scheelt – naast materiaalgebruik – ook in energieverbruik.
Via spiegelvijvers wordt regenwater vanaf het dak opgevangen. Via een cascade naar de laagste vijver stroomt deze over in een regenwateropvangbassin onder het huis in de kas. Vanuit deze regenwateropvang wordt de beplanting rondom het gebouw beregend. Het regenwater bevochtigt ook plantzakken tussen de gestapelde baksteen klinkers.
Dit systeem zorgt niet alleen voor het vertraagd afgeven van regenwater aan de omgeving, het bespaart tevens circa 50.000 liter per jaar aan leidingwater.
Het stromende water van de spiegelvijvers helpt de kas te koelen tijdens een warme zomerdag. Droge lucht wordt via de vijvers en cascades bevochtigd en via een schoorsteeneffect, de dakramen van de kas staan dan open, de kas ingetrokken om het klimaat aangenamer te maken. Ook reflecteren de bassins via het water daglicht in de donkerste ruimtes op de begane grond.
Met puin uit het eerder genoemde ‘donor-gebouw’ is een low-tech groene gevel ontworpen, die het gebouw stevig verbindt met het maaiveld en een bodem is voor een diverse inheemse begroeiing. Beplanting is als een klein ecosysteem doorgezet rondom het gebouw tot aan het energie-dak en wordt gevoed met opgevangen regenwater.
Mate van overlast (bouwwerkzaamheden) voor mens en dier
Bij de projectlocatie is door de aannemer een tijdelijke werkplaats gemaakt voor het demonteren van het donorskelet van het nabijgelegen pand en om het geschikt maken voor toepassing in het nieuwe gebouw. Hierdoor zijn de transportkosten en de milieu-impact drastisch afgenomen.
Innovaties op product-, concept- en bouwniveau
Naast het eerder genoemde grootschalige hergebruik van de staalconstructie, was het bij dit project in veel opzichten pionieren op het gebied van samenwerken, innoveren, buiten je eigen kaders kijken en samen een duurzaam project realiseren. Gesteld kan worden dat er een circulaire community rond het project is ontstaan.
Door de optimale samenwerking tussen alle projectteampartners, met passie voor duurzaamheid, is een bijzonder uniek gebouw gerealiseerd.
De innovaties in het kort:
- Hergebruik staalskelet voor 2/3e van de hoofddraagconstructie
- De continue sturing tijdens het project op een CO2-budget (en de realisatie van het eerste Embodied Carbon Paris Proof gebouw van Nederland)
- Ontwikkeling van test en montage-concept voor gebruikt staal
- Demontabel skelet
- Demontabele vloerelementen zonder toepassing van druklaag
- Ontwikkeling speciale details en hulpstukken t.b.v. verwerking op de bouwplaats in plaats van de fabriek
- Demontabele gevel van doek
- Tweede hands inbouwpakket
- Achterwege laten deel begane grondvloer
