Rollimarchini Architects en G8A Architects hebben een fabriek in Vietnam ontworpen met drie lineaire kilometers aan gestapelde, groene plantenbakken rond de omtrek om het gebouw op natuurlijke wijze te koelen. Het aangepaste hekwerksysteem integreert producten van het bekende moederbedrijf van de fabriek, Jakob, waaronder bouwkundige spankabels en metaalgaas.
Jakob Rope Systems is een Zwitserse fabrikant en leverancier van staalkabels en touwnetten die in de architectuurbranche worden gerespecteerd om hun elegante engineering en hoogwaardige detaillering in roestvrij staal en inox. Het familiebedrijf is opgericht in 1904 en heeft duurzame producten gemaakt die wereldwijd worden gebruikt in projecten variërend van spraakmakende gebouwen tot brugsystemen en dierenverblijven.
Veel producten van Jakob worden machinaal vervaardigd, maar sommige, zoals het populaire metalen gaas, moeten met de hand worden gemaakt. Om een dergelijk product levensvatbaar te maken op de internationale markt, vertrouwt het bedrijf op de productie in Vietnam, waar de werknemers hoog opgeleid zijn en de arbeidskosten lager liggen dan in Europa.
Toen Jakob in 2015 zijn activiteiten uitbreidde met een tweede Vietnamese fabriek in een industriepark bij Ho Chi Minhstad, schakelde het bedrijf Rollimarchini Architects uit Bern en G8A Architects uit Genève in om een nieuwe faciliteit te ontwerpen die de technische precisie van zijn eigen producten belichaamt. G8A, met hoofdkantoor in Zwitserland, opende in 2007 een kantoor in Hanoi, Vietnam, en heeft ruime ervaring met het ontwerpen van projecten die geschikt zijn voor het tropische klimaat van Zuidoost-Azië.
Het 30.000 vierkante meter grote terrein van de Jakob-fabriek ligt in een industriepark, ongeveer 50 kilometer ten noorden van de economische hoofdstad van Vietnam, Ho Chi Minhstad. Het bestaat uit een reeks gebouwen met werkruimten en parkeerplaatsen, die in de vorm van een vierkant zijn gerangschikt om een centrale binnenplaats te omsluiten, zoals de vorm van typische Vietnamese dorpen. De gebouwen maken gebruik van een intelligente, poreuze en royaal beplante gevel die briesjes binnenlaat en de werkruimten koelt.
Een nieuwe vorm van industriële fabriek
De recente snelle groei van Vietnam heeft geleid tot de ontwikkeling van grote industrieparken in de buurt van stedelijke gebieden. Veel fabrieken zijn snel en slecht gebouwd, uitpuilende constructies van één verdieping met een grote voetafdruk die schadelijk zijn voor het plaatselijke milieu. Om nadelige en vervuilende praktijken tegen te gaan, wilde de directie van Jakob een groene, milieuvriendelijke fabriek bouwen.
"De CEO Peter Jakob wilde een gebouw realiseren dat van hoge kwaliteit was en dat sociale waarde kon bieden aan de werknemers", zegt Grégoire Du Pasquier, partner en medeoprichter van G8A. "De opdracht was ambitieus en vanaf het begin was hij op zoek naar het meest intelligente project voor deze fabriek, iets dat zinvol is in de context."
Rollimarchini en G8A bedachten een openluchtfabriek met gestapelde werkzones om de ontwikkelingsruimte te beperken en gebruik te maken van een massa die de werknemers toegang kan bieden tot landschappelijke buitenruimtes. Volgens de architecten was de fabriek de eerste in Vietnam met volledig natuurlijk geventileerde productievloeren.
Reageren op een tropisch klimaat
In Ho Chi Minhstad blijft de temperatuur het hele jaar door ongeveer 30 graden Celsius. Elk project dat in Zuid-Vietnam wordt gebouwd, krijgt te maken met de vochtigheid en hitte van de regio. Het bereiken van thermisch comfort voor werknemers is van vitaal belang in alle soorten gebouwen, en passieve ontwerpoplossingen kunnen een enorme impact hebben op het realiseren van comfortabele ruimtes en tegelijkertijd de behoefte aan elektrische koeling verminderen. Dit geldt met name voor fabrieken, waar de bedrijfsuren lang zijn en de energiebehoefte hoog.
"We zijn begonnen met na te denken over een werkomgeving die volledig open en natuurlijk geventileerd is, maar tegelijkertijd beschermd tegen regen en zon," zegt Du Pasquier. De architecten ontwikkelden een concept voor een eenvoudige open vloer omgeven door een circulatieruimte van één meter die de nodige diepte zou bieden voor zonwering. De centrale productievloer kan indien nodig van deze perimeterruimte worden afgesloten door schuifdeuren van polycarbonaat, maar blijft anders aan alle kanten open voor natuurlijke ventilatie. De circulatieruimte werd omgeven door drie lineaire kilometers ondiepe, gestapelde plantenbakken, gevuld met laaggroeiende tropische plantensoorten.
Planten en passieve koeling
Behalve dat ze de Jakob-fabriek een zachte en natuurlijke uitstraling geven, filteren de plantenbakken regen en zon, en verlagen ze de temperatuur van de atmosfeer door de hoeveelheid direct zonlicht die op de gebouwoppervlakken valt te verminderen. De planten werken ook als luchtzuiveraars en stofdeeltjesbinders om de luchtkwaliteit voor de gebruikers van het gebouw te verbeteren.
Het is bekend dat planten het thermisch comfort verbeteren en ze worden vaak toegepast op daken, balkons, binnenplaatsen en gevels, met uiteenlopende gevolgen voor het microklimaat van een gebouw. Planten kunnen worden gebruikt om de windsnelheid en -richting te regelen en kunnen bijdragen tot verkoeling van een ruimte doordat het water op hun bladeren verdampt in de passerende wind. In het geval van de Jakob-fabriek kan het gebouw dankzij de open gevels aan alle kanten wind uit alle richtingen opvangen.
Hoewel koeling met behulp van planten de energiekosten van een gebouw kan verlagen, moet worden opgemerkt dat de kosten van speciaal onderhoud - zoals voortdurend snoeien, schoonmaken en vervangen van de grond - op stedelijke locaties complexer en duurder kunnen worden. Vanwege de onderhoudsvereisten is het ook aanzienlijk gemakkelijker om planten te integreren in de omhullende van laagbouw. In tropische klimaten, waar de regenwatervoorziening constant is, zijn groene gevels vaak levensvatbaarder omdat ze minder afhankelijk zijn van het oppompen van water uit het stadsnet voor de verzorging van de planten.
Detaillering van de plantenbakken
De plantenbakken zijn over de volle hoogte van de Jakob-fabriek gestapeld - tot drie verdiepingen en zo'n 12 meter hoog. De verticale afstand van iets meer dan een meter is zo gekozen dat het groen weelderig kan groeien en er toch ruimte blijft voor luchtstroming in en over de diepe fabrieksvloeren.
Het typische detail dat werd ontwikkeld voor de omhulling omvat zowel high- als low-tech materiaaloplossingen om een verfijnde en visueel lichte constructie op te leveren waarin de plantenbakken langs de rand van het gebouw lijken te zweven, ondanks het aanzienlijke gecombineerde gewicht van de grond en de plantenbakken. Het systeem is structureel opgehangen met twee lagen Jakob gespannen staalkabels die van een betonnen balk bij de fundering van het gebouw naar een paar stalen balken aan de bovenkant van de gevel lopen. "De spanning is vrij hoog", aldus Andrea Archanco, geassocieerd architect bij G8A. "We moesten samenwerken met de ingenieurs van Jakob om de waarden te bepalen."
De ondiepe en radiale plantenbak bevat verschillende lagen geotextiel, eierschaaldrainage, een antirootlaag en grond om de planten te ondersteunen en het water adequaat te verdelen en op te vangen. Een eveneens door Jakob geproduceerd metalen net wordt gebruikt om de opbouw bijeen te houden. "We hebben de eigen producten van Jakob gebruikt om een soort showroom te creëren", zegt Du Pasquier.
Voor het project werd een mockup gemaakt om verschillende materialen voor de plantenbak te testen, waaronder roestvrij staal en HDPE-buis van hogedichtheidspolyethyleen. HDPE is een gerecycleerde, ondoordringbare en flexibele kunststof die vaak wordt gebruikt voor stormwater- en drainagesystemen. Het werd uiteindelijk gekozen omdat het in de voor het project vereiste vormen kan worden gebogen, met behoud van de continuïteit. HDPE is ook aanzienlijk goedkoper dan roestvrij staal.
Er werd rekening gehouden met het vermogen van elk onderdeel om constante vochtigheid te weerstaan. Het frame van de plantenbak, de kabels, de leidingen en de bevestigingen zijn allemaal van roestvrij staal, zodat ze niet door water worden aangetast. "En toen we het voedsel voor de planten specificeerden, moesten we eisen dat het geen bepaalde zuurgraad heeft om corrosie te voorkomen," zegt Archanco. "Ze moeten voorzichtig zijn met chemicaliën." Ook werden verschillende afwateringsoplossingen en verbindingen tussen plantenbakken getest. De 160 mm regenpijpen liggen op 25 meter afstand en worden gebruikt om zowel de plantenbakken als het dak af te voeren.
De hele opbouw van de plantenbakken geeft het gebouw een gestructureerde, gelaagde kwaliteit. Sterke horizontale lijnen worden uitgedrukt door de Jakob inox structuur met daarop dik groen. Daaroverheen loopt een reeks dunne spankabels die de ene verdieping met de andere verbinden. De ingangen van het gebouw worden gemarkeerd door grote drempels die de schaal van het gebouw bepalen.
Selectie van plantensoorten
De mockup van de architecten werd ook gebruikt om gedurende enkele maanden plantensoorten ter plaatse te testen. "Sommige werkten niet en andere heel goed," zegt Archanco. De voor het project geselecteerde planten variëren per geveloriëntatie. De soorten omvatten tropische blad- en bloeiende planten zoals rhapis excelsa, chamaedorea elegans, citroengras, heliconia psittacorum, schefflera octophylla, sierbomen zoals gele areca, Hawaiiaanse areca, areca kleine trompet en nog veel meer.
Een van de belangrijkste vereisten voor de planten was dat zij de geringe plantdiepte konden verdragen. De planten werden ook geselecteerd op basis van hoogte, met drie categorieën voor variatie: laag, middelhoog en hoog. "Vanwege de ventilatie kunnen de planten niet te hoog worden, omdat er ruimte tussen moet blijven voor de luchtstroom in de fabriek", aldus Archanco.
Een automatisch irrigatiesysteem met sensoren is over de gevel verspreid om te detecteren welke planten water nodig hebben, waardoor uitdroging wordt voorkomen en het waterverbruik efficiënt wordt beheerd. Vanwege de oriëntatie van het gebouw worden planten die naar het westen gericht zijn vaker besproeid. De waterdistributie varieert ook per hoogte van de plantenbakken, omdat er schaduwen op het gebouw worden geworpen door omliggende structuren.
Onderhoud en verzorging op lange termijn
De planten zijn direct toegankelijk vanaf de fabrieksvloeren, waarbij alleen rolsteigers nodig zijn om de plantenbakken op het hoogste niveau te onderhouden. Het onderhoud omvat regelmatig snoeien en wieden. "Dit is een tropisch land en het is verbazingwekkend hoe snel dit groen groeit," zegt Archanco. "Twee mensen, fulltime, onderhouden de planten elke dag, door ze sectie voor sectie te snoeien. Ze maken de drie kilometer lengte af en beginnen dan weer van voren af aan."
Landschapsmedewerkers controleren ook of de planten niet verzopen zijn en of ze gelijkmatig water geven. Er wordt gemiddeld 5 liter water per vierkante meter per dag gebruikt. Er wordt periodiek gemaaid en op gezette tijden onderhouden om de planten te helpen bladeren te produceren en tegelijkertijd de groei van schimmels en het broeden van muggen en ander ongedierte te beperken. Om de twee jaar wordt aanbevolen een nieuwe laag voedingsbodem in de plantenbakken aan te brengen en deze opnieuw te vullen om de door erosie blootgelegde plantenstronken en wortels te bedekken.
Duurzame resultaten
Volgens de architecten helpen de passieve ontwerpstrategieën in de Jakob-fabriek om het gebruik van airconditioning met 30 procent te verminderen. De airconditioning wordt op de begane grond slechts gedurende een beperkt aantal werkuren gebruikt. "De temperatuur is echt aangenaam als je er 's ochtends of 's middags bent", zegt Archanco.
Het project is in 2019 opgeleverd en volgens de architecten is het gevelsysteem niet aangetast. Het ontwerpteam werkt momenteel aan een uitbreiding voor een tweede fabrieksruimte naast het bestaande project. Volgens Du Pasquier zijn er nog andere interessante mogelijkheden om de gevel bij de toekomstige uitbreiding te benutten. "Een idee is om eetbare planten zoals sla te kweken voor de fabriekskantine," zegt hij. "Er valt hier nog meer te experimenteren."
