Het WTCB staat al sinds de jaren zestig van vorige eeuw gekend als promotor van technologische innovatie in de bouwsector. Met zijn strategische visie ‘Ambities 2025’ wenst het zijn institutionele functie verder te ontplooien in het kader van Horizon 2020 en het Europese Green Deal-programma. Door de groeiende vraag naar opleiding en technische assistentie zijn immers nieuwe ruimtes voor demonstratie en onderzoek nodig.

Daarom wordt de WTCB-hoofzetel in de Kleine Kloosterstraat in Zaventem gerenoveerd. Het huidige gebouw dateert uit 1999, maar vertoont ondanks de jonge leeftijd toch enkele belangrijke bouwtechnische gebreken op het vlak van energieprestatie, daglichttoetreding, ventilatie en akoestiek. Een radicale verbouwing van de bouwschil en de technische uitrusting is dus nodig.

Naast verbouwingswerken, vinden ook inbreidingswerken plaats: de bestaande patio wordt overdekt om een nieuwe centrale polyvalente ruimte te realiseren. Het atrium zal enerzijds dienen als demonstratieruimte voor nieuwe technologieën, zoals bijvoorbeeld de toepassing van drones en nieuwe digitale instrumenten, en anderzijds als katalysator voor kruisbestuiving tussen de verschillende disciplines.

Circulair bouwen

Om de identiteit en de ambities van het WTCB te weerspiegelen, dient het project een prototype te worden van hergebruik van bestaande gebouwen en van circulair bouwen. Vanuit dat uitgangspunt werden de ontwerpdoelstellingen geformuleerd, rekening houdend met de mogelijkheid om ze op grote schaal te implementeren, des te meer omdat het bestaande gebouw een verzameling vormt van bouwkundige gebreken die de Belgische bouwstock typeren. Het project dient ook te onderzoeken hoe nieuwe technologische ontwikkelingen kunnen bijdragen aan het beter bestand maken van bebouwde stedelijke omgevingen tegen de uitdagingen van de klimaatveranderingen en de veranderende economie.

Naast duurzame doelstellingen op het gebied van energie en CO₂-uitstoot, kenmerkt het ontwerp van BOVAArchitects, bouwtechnisch ondersteund door Bureau Bouwtechniek, zich vanuit het Green Deal-programma dus door een sterke klemtoon op circulaire productieprocessen en circulair omgaan met materialen en bouwsystemen. Na analyse werden de afbraakwerken selectief geconcipieerd met het oog op hergebruik. Behalve grond, worden nog heel wat materialen hergebruikt in het project, onder meer beplantingen, buitenverlichting, verhoogde vloeren, terrastegels, sprinklers, elektrische borden, het toegangscontrolesysteem, liften, trappen, sanitaire installaties, binnendeuren, natuursteenvloeren en -dorpels en keramische wandbekleding.

De nieuwe componenten, zoals bijvoorbeeld de gelaagde gevelstructuur en de nieuwe Cradle to Cradle-binnenwanden en -vloeren en -plafonds worden als omkeerbaar geplaatste elementen voorzien.

Hoogtechnologische groengevel

Ook de re-introductie van biodiversiteit in de stedelijke omgeving staat hoog op de agenda. “Het idee van biophilia – letterlijk ‘liefde voor het leven’ – en de verbinding tussen mens en natuur in de architectuur, is niet nieuw”, vertelt Hilde Vandewalle van BOVAArchitects. “Denk maar aan de Hangende tuinen van Babylon. Hedendaagse pioniers zoals Ken Yeang, Stephen Kellert, Oliver Heath en Stefano Boeri hebben met hun onderzoeken en realisaties aangetoond dat biophilia een essentiële rol speelt in de duurzame renaissance van onze steden.”

Het gebouw krijgt daarom opvallende groene gevels. De engineering van een groengeveltypologie vatbaar voor grootschalige toepassing bij het verbouwen van stedelijke omgevingen, vormde echter een uitdaging. “Gevels ontwikkelen een oppervlakte die geschat wordt op meer dan 50% van de stedelijke footprint”, legt Salvatore Bono van BOVAArchitects uit. “Naast groendaken, kunnen groengevels de realisatie van zogenaamde green corridors en green stepping stone systems in de stadscentra dan ook aanzienlijk bevorderen. Het is betrokken landschapsarchitect Denis Dujardin die ons bewust gemaakt heeft van de onderhouds- en beheerproblemen bij de bestaande groengeveltypologieën. Irrigatie, droogtebestendigheid van de planten, beeldkwaliteit en beheerkosten moesten bewuste oplossingen krijgen. Het resultaat van ons onderzoek is een groengevel van het type SM, wat staat voor Substrate Module, uitgerust met loopbruggen, waarlangs monitoring en onderzoeksactiviteiten gemakkelijk kunnen plaatsvinden. De gevel kan zo een toegankelijk verticaal labo op zich worden.”

“Samen met Ney & Partners BXL hebben we de groengevel geconcipieerd als een onafhankelijke structurele laag, een soort tweede bewoonbare gevel, die de bestaande betonnen structuur niet verticaal belast met het nieuwe gewicht van de modulaire minituinen. Dergelijk systeem kan in principe toegevoegd worden op elke bestaande gevel, los van zijn eigenschappen en draagvermogen.

Waterrecuperatie

Ook de geveltuin heeft een circulair karakter. Het irrigatienetwerk voor de groengevel werd zo duurzaam mogelijk geconcipieerd. Het werd aangesloten op een waterrecuperatiesysteem, maar is ook een zogenaamd retentiesysteem, dat het watergebruik halveert in vergelijking met klassieke systemen, onder meer omdat er geen verdamping plaatsvindt. Onder de substraatlaag van de minituinen maar ook groendaken ligt een permanente waterlaag in drainerende kratten die via capillariteit de planten voedt.

“De groengevel wordt een complex technologisch systeem – letterlijk een groene machine – waarbij we componenten, materialen en specifieke mechanische uitrustingen gebruiken zodat de groene infrastructuur op een optimale manier beheerd kan worden”, aldus Vandewalle. “We verwijzen naar de circulaire metafoor van het gebouw als materialenbank – een samenstelling van verschillende lagen en componenten die onafhankelijk van elkaar en gemakkelijk gemonteerd, gedemonteerd, vervangen of hergebruikt kunnen worden – en naar gebruik van materialen met hoge levensduur en efficiëntie."

Het botanisch onderzoek is uiteraard van fundamenteel belang. De plantensoorten werden door Denis Dujardin gekozen op basis van verschillende parameters zoals zon- en schaduwwerking, vogelbeschutting tijdens de wintermaanden en beeldkwaliteit.

Ook de overkapping van het atrium is een technische uitdaging. In dat kader werden de daglichttoetreding, ventilatie en rook- en warmteafvoer onderzocht. Samen met Daidalos Peutz werd een atypisch sheddak geconcipieerd dat, door bewuste keuzes naar oriëntatie toe, de interactie met wind en zonnetoetreding optimaliseert en de beleving in het atrium karakteriseert. 

Fossielvrij

Ook in het energetische luik vinden we circulariteit terug. Het gebouw dient een demonstratieproject te zijn ook op gebied van technische uitrusting. Een zeer performante schil – gevels 0,15 W/m²K, daken 0,10 W/m²K, drievoudige beglazing, lamellenzonwering met maximale daglichttoetreding – ligt aan de basis van het energieconcept. In een kantoorgebouw leidt dit ook tot een belangrijke vraag naar koeling. Een eerste uitgangspunt binnen deze context was geen fossiele middelen aanwenden voor het dekken van die vraag en voor de gehele energievoorziening tot court. Boydens Engineering koos er daarom voor te werken met een gesloten verticale bodemwarmtewisselaar, een zogenaamd BEO-veld, die afwisselend de functie van koude- en warmtebron zal vervullen. Tijdens de zomer bevindt de ondergrond zich op een lagere temperatuur en kan dus koelte onttrokken worden om een passieve koeling te realiseren. Tijdens de winter kan de grondwarmtebron nuttig gebruikt worden door geothermische warmtepompen.

Om de warmte of koelte vervolgens in het gebouw te verdelen wordt hoofdzakelijk gebruikgemaakt van klimaatplafonds. Hiertoe werd een zoneregeling voorzien. Het gebouw werd ingedeeld in een aantal gebruikszones waarvoor de klimaatplafonds op basis van referentiemetingen afzonderlijk kunnen aangestuurd worden.

De hygiënische ventilatie wordt gerealiseerd door een systeem D met warmterecuperatie. Over de totaliteit van het gebouw wordt een ver doorgedreven vraagsturing toegepast hetgeen toegelaten heeft de dimensionering van de luchtgroepen danig te optimaliseren. Daarnaast zorgen opengaande ramen en het centraal atrium voor een gebruikersvriendelijk natuurlijk ventilatiesysteem.

Aanvullend is overal ledverlichting voorzien die werkt op basis van daglichtsturing zodat het verlichtingsniveau aangepast wordt aan de noodzaak.

Werf als onderzoeksfase

Het bouwteam ziet de werf als bijkomende fase in het onderzoeksproces die de ontwerpaannames implementeert en dient te bevestigen. Tijdens de uitvoering zal er dus een interactieve participatie van al de actoren nodig zijn.

Om de interdisciplinaire bouwteamwerking en het bouwproces te optimaliseren, werden de meest geavanceerde digitale technologieën gebruikt. BIM-toepassingen, gestandaardiseerde protocollen en toegepaste communicatieplatformen voor datawisseling werden door Bureau Bouwtechniek, in samenspraak met de onderzoekers van het WTCB, geïmplementeerd in een unieke common data environment (CDE).

Naast Bureau Bouwtechniek (bouwtechnische ondersteuning, BIM en werfcontrole), Daidalos Peutz (bouwfysica), Denis Dujardin (landschap), Ney & Partners BXL (stabiliteit) en Boydens Engineering (technieken en EPB) waren ook de studiebureaus Health & Safety Consulting (veiligheidscoördinatie), Bert Leroy (visualisatie) en Bureau d’Etudes Delta GC (brandveiligheid) bij het project betrokken.

De werken zijn inmiddels volop bezig. In maart 2022 moet het vernieuwde WTCB-kantoorgebouw de deuren openen.