Ontwikkeling van een duurzaamheidsevaluatiemethode voor grootschalige bouwprojecten in de zorgsector in Vlaanderen

In het voorbije decennium is de interesse in de manier waarop ziekenhuizen worden ontworpen en geëxploiteerd aanzienlijk toegenomen. Met de drang om de negatieve effecten van gebouwen te verminderen, worden ook ziekenhuizen opgeroepen om hieraan bij te dragen. Ziekenhuizen zijn zeer complexe structuren en in de meeste gevallen ook grootschalig – of één groot gebouw, of een groep van verschillende gebouwen. De duurzaamheid van ziekenhuizen beoordelen is daarom ook complex. Behalve de moeilijkheid om alle stromen tijdens de levenscyclus van het gebouw te inventariseren, zijn er eveneens gezondheids- en veiligheidsparameters waaraan moet voldaan worden en waar ontwerpers dus rekening mee moeten houden. Het evalueren van de duurzaamheid van een ziekenhuis is daarom uiterst moeilijk en het is daarom aangewezen om een methode te ontwikkelen die een betere benadering toelaat. Dat er rekening moet worden gehouden met de ecologische en financiële implicaties van het ziekenhuis al van bij het eerste voorontwerp, zal de uitdaging voor de ontwerpers nog vergroten. Om een ecologische en financiële analyse uit te voeren, is detail informatie over het gebouw nodig welke in de vroege ontwerpfase niet voorhanden is. De uitdaging van dit onderzoek ligt dan ook in het mogelijk maken van dergelijke analyses van ziekenhuizen in de vroege ontwerpfase.

Het hoofddoel van dit onderzoek is om architecten en ingenieurs (van VK Architects & Engineers) een ontwerpondersteunend tool te bieden dat hen zal helpen om de duurzaamheid van ziekenhuisbouwprojecten in Vlaanderen tijdens de vroege ontwerpfase te beoordelen. De tool die in dit onderzoek wordt ontwikkeld, is gebaseerd op een geïntegreerde levenscyclusaanpak, waarbij de levenscyclusanalyse (LCA) en de levenscycluskosten (LCC) methodologieën worden gecombineerd om de milieu- en economische prestaties van algemene ziekenhuisgebouwen vanaf de vroege ontwerpfase te beoordelen. De ontwerp-ondersteunende tool is gebaseerd op twee bestaande evaluatiemethodes voor gebouwen in de Belgische context, SuFiQuaD ("Sustainability, Financial and Quality evaluation of Dwelling Types") en MMG ("Milieugerelateerde Materiaalprestatie van Gebouw(element)en”).

De complexiteit van het ziekenhuisgebouw wordt aangepakt door de implementatie van de "elementmethode voor kostenbeheersing" die gebruik maakt van een hiërarchische onderverdeling van een gebouw in kleinere entiteiten (funderingen, buitenmuren, vloeren, installaties, enz.). Deze hiërarchische structuur wordt nuttig geacht in de context van ruwe LCA- en LCC-studies en maakt de toepassing ervan tijdens de verschillende stadia van het ontwerp mogelijk. Bovendien biedt de tool de mogelijkheid om vijf verschillende ziekenhuistypologieën te vergelijken, namelijk verbonden paviljoen, monoblok, podium met één toren, podium met twee of meer torens en atrium. De berekening van de milieueffecten en financiële kosten van het gekozen ziekenhuistype is gebaseerd op een vereenvoudigd geometrisch model van het gekozen gebouwtype. De databank van gebouwelementen die in de tool geïntegreerd zijn, is grotendeels gebaseerd op de elementen die gevonden werden in de casestudy van het Sint-Maartenziekenhuis. Een screening LCA en LCC van dit gebouw werd uitgewerkt om inzicht te krijgen in de milieu-impact en de financiële kosten over de volledige levenscyclus. Bij de uitwerking van de databank werden bovendien verschillende ziekenhuis-projecten van VK Architecten & Ingenieurs geconsulteerd en werden de extra verschillende bouwelementen gemodelleerd en in de tool opgenomen.

Door het gebruik van de tool op projecten van VK Architecten & Ingenieurs werden belangrijke hotspots in termen van milieu-impact en financiële kosten van algemene ziekenhuisgebouwen geïdentificeerd, namelijk het elektriciteitsverbruik door de medische apparatuur, de energie voor verwarming en warmwaterproductie, de schoonmaakprocessen en de productie van bouwmaterialen. Gezien de hygiëne en de veiligheid van patiënten te allen tijde voorrang dient te hebben over alle andere parameters, zal het moeilijk zijn om de schoonmaakprocessen te beperken. Verbetering van de hoge impact van het energie- en elektriciteitsverbruik lijkt wel haalbaar. Daarom wordt een aanpak voorgesteld om de operationele energie voor ruimtelijke verwarming en warmwaterproductie te berekenen tijdens het schetsontwerp van een ziekenhuisgebouw met behulp van de bestaande 3D computerondersteunde ontwerpapplicatiesoftware die in het bedrijf beschikbaar is (Rhinoceros 6). De aanpak levert schattingen op van het energieverbruik, afhankelijk van de geometrie van het ziekenhuisgebouw en de medische afdelingen die in de wedstrijddocumenten vereist zijn. Aangezien de huidige aanpak alleen de berekening van de operationele energie voor ruimteverwarming en warmwaterproductie omvat, zijn verdere stappen nodig om de energie voor ventilatie, verlichting en medische apparatuur tijdens de wedstrijdfase in te schatten. Toch werd de voorgestelde aanpak geschikt bevonden en wordt deze als zodanig gebruikt voor de communicatie van de schatting van het energieverbruik in de ontwikkelde tool.

Architecten van VK Architecten & Ingenieurs hebben het model proefondervindelijk goedgekeurd, doorheen de verscheidene competities waaraan de firma heeft deelgenomen. Het gebruik van de tool heeft zijn gebruiksvriendelijkheid en efficiëntie bewezen in termen van snelle berekeningen van de milieu- en economische impact van algemene ziekenhuisgebouwen. De tool heeft ook zijn rol vervuld als intuïtieve tool in de vroege ontwerpfase en heeft het bewustzijn van de architect ten aanzien van de milieu-impact en financiële kost van zijn ontwerpbeslissingen vergroot. De tool, ten slotte, fungeerde als “connector» tussen architect en ingenieur, en veroorzaakte multidisciplinaire consultaties en brainstorming gedurende de schetsontwerp fase.

Toch heeft de ontwikkelde tool verscheidene beperkingen. Ten eerste werd het ontwikkeld voor een specifiek architectenbureau en is daarom beperkt tot het inschatten van de ecologisch en financiële prestaties van ziekenhuizen, waarbij de sociale prestaties niet worden geëvalueerd. Ten tweede, de databank van gebouwelementen in de tool is beperkt en bevat nog geen informatie betreffende een aantal technische installaties typisch voor een ziekenhuis, zoals verwarming, koeling, en ventilatie. Ten derde, de vijf ziekenhuistypologieën zijn vereenvoudigd tot zeer rigide gebouwgeometrieën. Dit heeft ook een impact op de kwantiteitsberekeningen voor bepaalde gebouwelementen, zoals funderingen, paalfunderingen, dragende en niet dragende binnenmuren, trappen, vrijstaande kolommen, deuren, liften, en elektrische kabels. Ten slotte is het door het gebruik van de tool nog niet mogelijk om de verkregen resultaten te vergelijken met een benchmarkgebouw, aangezien er nog geen voldoende aantal LCA en LCC studies voor ziekenhuisgebouwen voorhanden zijn.