AZ Sint Maarten, solide en fragiel ontwerp in prefab beton

In 2007 dient VK Architects & Engineering een wedstrijdontwerp in dat zo goed mogelijk aanleunt bij de visie, het uitgewerkte organigram en de conceptnota van het ziekenhuis. Toch drukken de architecten een heel eigen stempel. Zij eindigden als laureaat.

Door de daaropvolgende communicatie en intensief overleg met de eindgebruiker krijgt elke m² een invulling en een eigen plek binnen het relatieschema. De nieuwe site bevat geen landschappelijk waardevolle elementen, er moet geen rekening gehouden worden met een bestaande toestand. Dat laat toe om de stroommodellen en relatieschema’s om te zetten naar een ideale structuur. Zowel functioneel als architecturaal blijven de initiële keuzes en concepten overeind.

Het ziekenhuis staat los in het landschap, als een object in het park. Het is een compact gebouw en vanuit elk perspectief vormt het landschap de achtergrond. Elke bijkomende ingreep op het terrein wordt in deze visie gekaderd. Ook het parkeergebeuren langs de ringweg, als buffer tussen wegverkeer en ziekenhuis, wordt zo geconcipieerd.  Het is een volume dat zal opgaan in de natuur, zodat het ziekenhuis als object overeind blijft.

Het plan is opgebouwd rond een centrale, horizontale circulatie, die gebruiksmatig aansluit op de acht stijve kernen. Die horizontale en verticale assen vormen samen de bouwkundige en logistieke ruggengraat van het gebouw. Samen bevat deze ‘ruggegraat’ alle verticale circulatie en de horizontale hoofdcirculatie en verbindt en koppelt hij alle diensten. Horizontaal sluiten daar ‘publieke straten’ op aan, die uitzicht geven op de patio’s, daktuinen en terrassen. Architecturaal wordt de beglaasde kern dan ook apart behandeld, met een eigen oriënterend karakter, als een golvend parcours met rustpunten.

Een stroom aan daglicht, sfeervolle kleuren en een warme uitstraling zetten de toon in deze zorgboulevard. Dit is hét kloppend hart van het nieuwe ziekenhuis! Elke dag zullen hier ruim 1000 patiënten op raadpleging komen. De totale capaciteit op weekdagen haalt 4000 mensen, zowel bezoekers, patiënten als ziekenhuismedewerkers. De medisch-technische diensten (operatiekwartier, medische beeldvorming, spoed, polikliniek,…) komen op de gelijkvloerse en eerste verdieping.

Architecturaal vormen ze een sokkel met daarboven drie lagen verpleeg afdelingen. Hospitalisatie-afdelingen worden verzameld per zorgvloer en verticaal verbonden met de diensten in de sokkel. Alles is opgebouwd rond ruime patio’s, wat een luchtige en transparante indruk wekt.

De afwisseling tussen open en gesloten delen maakt van het ziekenhuis een leesbaar geheel.

Circulatieplan

In het ontwerp werd veel aandacht besteed aan het strikt scheiden van de ambulante patiënten en de gehospitaliseerde zieken, de bezoekersstromenen die van het personeel en de logistieke stromen. De chronische en acute patiënten krijgen elk hun zone in het gebouw. Deze scheiding werd verder doorgedreven in het verticaal transport voor de patiënten, de bezoekers, het personeel en de logistiek. Het ontwerp stree verder naar een maximale toestroom van daglicht en naar beperkte loopafstanden. Er wordt ook rekening gehouden met latere uitbreidingsmogelijkheden.

Aan de buitenzijde toont het project zich als een ziekenhuis op menselijke schaal, met een uitstraling van eenvoud en rust. Het solide gebouw met specifieke zonwering als fragiele huid benadrukt de kwetsbaarheid van de plek. Het is immers een grootschalig complex dat op mensenmaat moet kunnen functioneren. De mens vindt er zich in terug door hier en daar een specifieke ‘ruimte’ architecturaal in de verf te zetten. Het lukte VK Architects & Engineers om een boeiend gebouw te creëren, wars van monotonie en schaalloosheid.

Aan de straatzijde tonen de volledig beglaasde benedenverdiepingen de grote openheid en transparantie van het publieke gedeelte, de zichtbare circulatiezone of zorgboulevard. De kleuren, diepten en schaduwen op de gevel vormen een verfijnd contrast met het witte beton. De gevel in sandwichpanelen in architectonisch beton vormen de harde schil van het ziekenhuis. 

Omwille van de winddichtheid werden de voegen van de panelen niet  ter hoogte van de vloer voorzien. Door de uitsnijding van de ramen ontstaan zitbanken ter hoogte van de venstertabletten. De voorgehangen zonwering vormt de zachte schil.

Werf

De aannemer start de werken op 1 oktober 2013 met de grondwerken, funderingswerken en het storten van de stijve kernen. In juli 2014 start hij met de montage van de prefab, in de eerste plaats de structuurelementen. Twee maanden later, in september, worden de eerste sandwichpanelen gemonteerd. In november volgen de schuingeplaatste kolommen, waarvan de modulering ontworpen werd door de architecten. Op hetzelfde ritme wordt doorgewerkt. De ruwbouw was eind 2016 voltooid. Met de afwerking werd al gestart in september 2015, het eerste deel van het gebouw was toen al wind- en waterdicht. Eind 2018 wordt het ziekenhuis in gebruik genomen. In minder dan drie jaar tijd de ruwbouw realiseren van een project met een vloeroppervlakte van 114.000 m² is een huzarenstukje van aannemer MBG.

Om deze strikte planning te halen, beslist de aannemer over te gaan tot maximale prefabricatie in beton van het gebouw. In nauw overleg met architect VK Architects & Engineers en het studiebureau SWECO werken de prefab partners, Megaton voor de grijze structuurelementen en Loveld voor de witte structuur- en gevelelementen, de volledige bouwstructuur uit. Buiten de funderingen en de stijve kernen, wordt het ziekenhuis volledig geprefabriceerd. Omwille van de complexe organisatie van het ziekenhuis, het respect van de afmetingen van de verschillende ruimten en kamers, sluit de prefab in het hoofdgebouw strikt aan bij het initiële ontwerp.

De parkeergarage daarentegen wordt volledig hertekend om de mogelijkheden van prefab te optimaliseren. Doordat met de holle vloerelementen grote overspanningen gerealiseerd kunnen worden, zijn veel minder balken en kolommen nodig. Hierdoor wordt geen plaats verloren aan kolommen, plaats die vrijkomt voor parkeerruimte. Bovendien zal hierdoor het in- en uitrijden van de parkeerplaatsen veel vlotter verlopen. Het egale plafond, zonder lager hangende balken, maakt de in- en opbouw van technieken veel  eenvoudiger. Tegelijkertijd wordt de uitvoeringstermijn aanzienlijk ingekort.

Grijs beton

De opbouw van de structuur is heel eenvoudig. In de kolommen worden gaines voorzien die over de wachtwapening van de funderingen schuiven en opgegoten worden met een krimpvrije  mortel. Hierop worden de geprefabriceerde balken geplaatst, die op hun beurt de holle vloerelementen dragen.

Op de vloerelementen wordt een druklaag gestort die voor de solidarisering  van de elementen zorgt. De druklaag brengt ook de horizontale krachten (bvb. wind) die op het gebouw inwerken over naar de ter plaatse gestorte centrale  kernen. Zoals meestal vormen deze kernen de lift- en trappenkokers voor de verticale circulatie binnen het gebouw.

Wit beton

Structuurelementen die prominent in zicht blijven, zoals de vakwerk-kolommen van de zorgboulevard en de sandwichelementen voor de gevels, worden door de firma Loveld in wit architectonisch beton geleverd. Naast  deze opvallende elementen worden ook nog structurele kolommen, terrassen, gevelomrandingen, luifels en toebehoren zoals plantenbakken, dekstenen, dorpels… geprefabriceerd in wit architectonisch beton, alles strikt conform het BIM-model zoals gemaakt door VK Architects & Engineers.

De sandwichpanelen zijn opgebouwd uit een grijs binnenblad waarvan de dikte varieert tussen 22 en 29 cm,  aankelijk van de lasten die het moet dragen. Hierop werd in de fabriek een 120 mm dikke drukvaste PIR-isolatielaag gemonteerd. Het buitenblad heeft een dikte van 14 cm en wordt gekoppeld aan het structurele binnenblad door middel van roestvaste  sandwichankers. Ter hoogte van de vloeropleg is het binnenblad voorzien van een dragende nok. Tussen buitenblad en isolatie is er geen luchtspouw. Dit is overbodig.

Het is de binnenschil die alle lasten, zowel de horizontale als de verticale, opvangt. De vloeren worden op de nok aan het binnenblad opgelegd, zodat een gedeelte van de vloerlast door de gevel opgevangen wordt, wat een klassieke kolom-balk structuur in de perimeter van het gebouw overbodig maakt. De koppeling tussen de horizontale (de  vloeren) en de verticale (de wanden) schijven gebeurt door middel van uitstekende wachtwapening die in de vloer aangestort wordt.

De sandwichpanelen onderling worden aan elkaar gekoppeld door middel van koppelankers, opgietgaines en een mortelbed. In sommige sandwichelementen worden in het binnenblad RVS-zonweringsconsoles ingestort die doorheen een uitsparing in het buitenblad tot aan de gevellijn komen. Aan deze ingestorte consoles kan dan tijdens de uitvoering zeer eenvoudig de zonwering gemonteerd worden.

Dichtheid

De water- en winddichtheid van de gevel wordt verzekerd door een aaneenschakeling van verschillende maatregelen. Eerst en vooral worden de voegen van het buitenblad geschrankt ten opzichte van de voegen van het binnenblad. Hierdoor moet eventueel insijpelend water een veel langere weg afleggen vooraleer het binnen kan dringen. Bij het binnenblad wordt de dichtheid  van de horizontale voegen gegarandeerd door het mortelbed waarop elk bovenliggend element geplaatst wordt. De verticale voegen worden plaatselijk opgestort. De dichtheid van de buitenbladen wordt verzekerd door een zwelband type IIImod en een elastische kit. Ingestorte EPDM slabben doen het werk aan de raam- en deuropeningen en  zorgen eveneens voor een horizontale compartimentering per verdieping.

Op aangeven van VK Architects & Engineers wordt elke voeg in de isolatieschil dichtgemaakt met soepele minerale wol om geen lijnkoudebruggen te creëren.

Willekeurig effect

Ter hoogte van de glazen gordijngevel aan de zorgboulevard dragen schuingeplaatste kolommen, ook wel de vakwerk- of spaghettikolommen genoemd, de bovenliggende vier verdiepingen. De meeste zijn verdiepinghoog, die in het midden van het gebouw lopen in één stuk over de twee verdiepingen. Voor deze kolommen bedacht de architect VK Architects & Engineers drie elementen in X, N en V vorm, die in verschillende posities gebruikt worden om een willekeuring effect te bekomen.

De optredende krachten in de vakwerkkolommen worden via de knooppunten naar de funderingen geleid. De schuinstand van alle kolommen vereiste het nodige denkwerk op voor de berekening van hun sectie en wapening in de knooppunten met de ter plaatse gestorte ruwbouw. Een ander  aandachtspunt bij deze prefab elementen is de afgewerkte stortzijde. Aangezien alle kolommen 4-zijdig zichtbaar zijn, moest de stortzijde zorgvuldig afgewerkt worden zodat het verschil in uitzicht met de bekiste zijdes zo beperkt mogelijk is.

Deze zorg in uitvoering en concept is kenmerkend voor het hele gebouw dat door alle partners met veel zorg benaderd werd. Zowel het  architectenbureau VK Architects & Engineers, het studiebureau SWECO als de aannemer MBG en de prefab fabrikanten, Megaton en Loveld, leverden werk af dat gezien mag worden. De gestraalde witte gevelpanelen met de voorhangende golvende zonwering geven het gebouw zijn solide, maar tegelijkertijd fragiele karakter dat mooi aansluit bij de functie die het herbergt. De gevelkleuren en de ingekleurde gevelafwerking van de patio door kunstenaar Koen van den Broek verzachten het verblijf in het ziekenhuis.