No-nonsense technieken voor kwalitatieve, ononderbroken zorg in CH Les Viviers
In Charleroi opent een gloednieuw ziekenhuis de deuren. CH Les Viviers is het grootste niet-universitaire ziekenhuis van het land. Sweco zet als de ontwerper van deze helende omgeving, in samenwerking met Réservoir A, graag enkele sleutelbegrippen in de verf. Lees ook onze blogartikels over het ontwerp van de healing environment en algemene ontwerpbenadering van dit uitzonderlijk project.
De technische installaties van CH Les Viviers vormen het kloppend, voor de gebruikers vaak onzichtbare hart van het ziekenhuis. In een helende omgeving zijn ze cruciaal om een ononderbroken zorg te garanderen. De ingenieurs technieken van Sweco staan daarbij voor een bijkomende uitdaging door de constante evolutie van de medische sector. Naast betrouwbaarheid is flexibiliteit en uitbreidbaarheid dus een belangrijke parameter.
Het installatieconcept voor CH Les Viviers weerspiegelt deze noden, in een mix van technieken die hun deugdelijkheid en betrouwbaarheid hebben bewezen, en anderzijds innovatieve technieken die inspelen op toekomstige evoluties. Uiteraard vergeten we daarbij niet het door de subsidiërende overheid opgelegde budgettaire kader. We noemen dit een no-nonsense aanpak of “design to budget”.
CH Les Viviers stelde daarbij enkele uitdagingen, deels vanuit de grootschaligheid van het project, deels vanuit de locatie bovenop een terril met daaronder een mijngangenstelsel.
Installatieconcept met het oog op de energietransitie
Voor de verwarming en koeling onderzochten we verschillende geothermische opties:
| 1 | het ‘klassieke’ gesloten geothermiesysteem, gebaseerd op Boorgat Energie Opslag (BEO) |
| 2 | de mogelijkheid om het water in de verlaten mijngangen onder de site als energiebron te gebruiken |
| 3 | het aanwenden van een diepe (> 2km) watervoerende laag met een constante temperatuur van 70°C als bron voor verwarming en absorptiekoeling |
Een proefboring gaf aan dat, door ongekende mijngangen onder de site, een BEO-veld een risicovolle en dus geen aangewezen optie was. Door de ongekende factoren in dat gangenstelsel bleek ook het gebruik van het water van de mijngangen geen haalbare kaart. Een diepe watervoerende laag is zowel op vlak van beschikbaar temperatuurregime als duurzaamheid een zeer aangewezen optie. Maar de grote investeringskost en een te groot beschikbare vermogen voor het ziekenhuis alleen, tillen deze optie naar een hoger niveau. Deze optie moet op een grotere schaal bekeken worden, met de overheid of een privé-partner. Dan kan de watervoerende laag de basis vormen van een warmtenet, met het ziekenhuis als één van de gebruikers. Hier ligt dus nog een kans voor een breder maatschappelijk vraagstuk.
Bij het ontwerp in 2014-2015 is dan ook gekozen voor een scenario dat de energietransitie zoveel mogelijk incalculeerde, op een moment dat “full electric” niet kon, met lage temperatuur verwarming en hoge temperatuur koeling,. De verwarming gebeurt door middel van twee gasgestookte verwarmingsketels. Ook voor de stoomproductie zijn er twee gasgestookte ketels, die via een stoom-waterwarmtewisselaar als backup dienen voor de verwarming. Drie watergekoelde koelmachines in combinatie met koeltorens zorgen voor de koeling.
Warmtepompen staan in voor een directe uitwisseling tussen koeling en verwarming in het winter- en tussenseizoen, waardoor we een optimum in energieconsumptie bereiken. Bij voldoende lage buitentemperaturen kan een drycooler freecooling inzetten. Door twee warmtekrachtkoppelingen worden verwarming en elektriciteit gelijktijdig geproduceerd.
Daarnaast optimaliseerden we uiteraard de isolatie en luchtdichtheid, binnen de perken van een grootschalig project.
Klimatisatie bevoordeelt TCO
Een doordachte verdeling van de luchtbehandelingsgroepen beperkt hun aantal en reduceert zo de TCO. Kritische diensten beschikken uiteraard over een eigen luchtgroep. Minder kritische diensten worden bediend door centrale luchtbehandelingsgroepen met dito hoofdtracés, met de nodige redundantie ingebouwd. De niet-kritische diensten gebruiken warmtewielen voor recuperatie. Dit minimaliseert de noodzaak aan (stoom)bevochtiging en zodoende ook het energieverbruik.
Waar mogelijk wordt gekoeld en verwarmd met klimaatplafonds: onder andere in patiëntenkamers, kantoren, consultatielokalen, … Afhankelijk van de gestelde comforteisen worden andere lokalen geklimatiseerd via de luchtbehandeling, ventilo-convectoren of andere systemen. Voor de operatiezalen verkoos het ziekenhuis een gedifferentieerde aanpak: vijf zalen zijn uitgerust met een ISO5 unidirectioneel plenum, de overige zalen hebben een luchtbehandelingssysteem op basis van verdunning, waarbij een ISO7-klasse wordt gegarandeerd.
Klimatisatie bevoordeelt TCO
Een doordachte verdeling van de luchtbehandelingsgroepen beperkt hun aantal en reduceert zo de TCO. Kritische diensten beschikken uiteraard over een eigen luchtgroep. Minder kritische diensten worden bediend door centrale luchtbehandelingsgroepen met dito hoofdtracés, met de nodige redundantie ingebouwd. De niet-kritische diensten gebruiken warmtewielen voor recuperatie. Dit minimaliseert de noodzaak aan (stoom)bevochtiging en zodoende ook het energieverbruik.
Waar mogelijk wordt gekoeld en verwarmd met klimaatplafonds: onder andere in patiëntenkamers, kantoren, consultatielokalen, … Afhankelijk van de gestelde comforteisen worden andere lokalen geklimatiseerd via de luchtbehandeling, ventilo-convectoren of andere systemen. Voor de operatiezalen verkoos het ziekenhuis een gedifferentieerde aanpak: vijf zalen zijn uitgerust met een ISO5 unidirectioneel plenum, de overige zalen hebben een luchtbehandelingssysteem op basis van verdunning, waarbij een ISO7-klasse wordt gegarandeerd.
Betrouwbaarheid troef voor water en energie
Elektrisch wordt het ziekenhuis rechtstreeks gevoed vanuit het Elia-transformatiestation in Gilly, door twee afzonderlijke, parallelle feeders. Dat garandeert al een zeer grote betrouwbaarheid van op het netniveau.
Drie noodstroomgeneratoren van telkens 1.500 kVA garanderen interne elektrische redundantie: met uitzondering van een deel van de koeling, kunnen ze het volledige ziekenhuis van noodstroom voorzien. Per gebouwdeel wordt de betrouwbaarheid versterkt door een eigen middenspanningscabine met redundante transformatoren en Algemeen Laagspanningsborden, en een eigen onderbrekingsvrije voeding (UPS). Een performant en redundant uitgevoerd besturingssysteem stuurt en bewaakt alle elektrische installaties.
Daarnaast heeft het ziekenhuis uiteraard ook de nodige performante zwakstroominstallaties zoals een verpleegoproepsysteem, uitgebreide toegangscontrole, camerabewaking, ICT-infrastructuur, … Als centrale serverroom (MER-lokaal) koos het ziekenhuis voor prefabcontainers op het logistieke plateau. Dat garandeert een grote vorm van autonomie en flexibiliteit, zodat toekomstige ICT-ontwikkelingen probleemloos ondervangen worden.
Water is voor een helende omgeving even belangrijk als stroom. Het ziekenhuis beschikt dan ook over twee opslagtanks van elk 100 m³. Bij problemen met het openbaar distributienet garanderen deze een autonomie van ongeveer 8 uur bij piekverbruik. De productie van sanitair warm water gebeurt decentraal per gebouw. De toiletten worden gespoeld met gerecupereerd regenwater, na de nodige zuivering en filtering, via flushspoeling.
Klaar voor de toekomst
Ziekenhuizen behoren tot de meest complexe gebouwentypes. Nieuwbouwziekenhuisprojecten duren van voorontwerp tot oplevering soms tot een decennium. Van het ontwerpteam wordt bij oplevering een performant gebouw verwacht. Een gebouw dat voldoet aan de comfort-, energie- en efficiëntie-eisen bij ingebruikname, en de jaren erna. Ondanks het gebrek aan een glazen bol, moet het ontwerpteam toch in de toekomst kunnen kijken en het gebouw zo ontwerpen dat het flexibel kan omgaan met omstandigheden die bij ontwerp nog onbekend zijn.
Met een mix aan beproefde toepassingen en innovatieve oplossingen ontwierpen onze experts technieken een installatieconcept dat is voorbereid op de energietransitie en andere uitdagingen die de toekomst kan brengen.