Κέντρο επισκεπτών Βοτανικού Κήπου - Κατασκευή φυτεμένης στέγης από ξύλο

Το κέντρο επισκεπτών στο βοτανικό κήπο VanDusen στον Καναδά, αποτελεί ένα παράδειγμα βιώσιμης αρχιτεκτονικής. Καταφέρνει να στεγάσει ανθρώπινες δραστηριότητες σε ένα φυσικό οικοσύστημα, χωρίς να διαταράξει την ισορροπία του συστήματος. Το κτιριολογικό πρόγραμμα περιλαμβάνει τη δημιουργία δημόσιας βιβλιοθήκης, χώρου αναψυχής, χώρου στέγασης εθελοντικών δραστηριοτήτων, καθώς και αίθουσα για τη διενέργεια εκπαιδευτικών προγραμμάτων.
Το κτίριο σχεδιάστηκε ισόγειο με κυματοειδή ογκοπλασία, εμπνευσμένη από τη μορφή μιας τοπικής ποικιλίας ορχιδέας. Η στέγη, αποτελείται από καμπύλα επίπεδα, που ξεκινούν από το έδαφος και καταλήγουν σε ένα κεντρικό, κυκλικό άνοιγμα. Εξωτερικά, τα όρια μεταξύ φυσικού και δομημένου περιβάλλοντος είναι δυσδιάκριτα, καθώς οι επιφάνειες της στέγης διατέθηκαν προς φύτευση.

Στοιχεία βιώσιμης αρχιτεκτονικής
Το κτίριο σχεδιάστηκε, προκειμένου να λάβει την πιστοποίηση "Living Building Challenge Certification v1.3 (LBC)", μια από τις πιο αυστηρές πιστοποιήσεις που αφορούν στη βιώσιμη και αειφόρο αρχιτεκτονική. Για να επιτευχθεί αυτό, ήταν απαραίτητη η αξιοποίηση τόσο της τεχνολογίας, όσο και των δυνατοτήτων που παρείχε η ίδια η τοποθεσία. Τα βασικά ερωτήματα που έπρεπε να απαντηθούν ήταν η αποκατάσταση του τοπίου μετά την κατασκευή του κτιρίου, η ομαλή ενσωμάτωση των ανθρώπινων δραστηριοτήτων και η προστασία της βιοποικιλότητας.
Η χωροθέτηση του κτιρίου στο βοτανικό κήπο έγινε με κριτήριο τις ελάχιστες επιπτώσεις στο περιβάλλον, εξασφαλίζοντας ότι δεν θα καταστραφούν σπάνια δέντρα, θάμνοι και φυτά. Επιπλέον, η φυτεμένη στέγη αποκατέστησε το έδαφος που αφαιρέθηκε για να κατασκευαστεί το κτίριο. Επίσης κατασκευάστηκε μία ράμπα που συνδέει το έδαφος με τα φυτεμένα δώματα, με σκοπό τη φυσική επέκταση της βλάστησης επάνω από το κτίριο.
Η έμπνευση των αρχιτεκτόνων από τη φύση, δεν περιορίστηκε μόνο στη μορφή του κτιρίου αλλά επεκτάθηκε και στη συμπεριφορά του. Το κτίριο, ακριβώς όπως ένα φυτό, συλλέγει νερό, αξιοποιεί την ηλιακή ακτινοβολία και αποθηκεύει ενέργεια για μελλοντική χρήση. Στο έδαφος εγκαταστάθηκε σύστημα γεωθερμίας και το θερμό νερό που παράγεται χρησιμοποιείται για τη θέρμανση των εσωτερικών χώρων μέσω ενδοδαπέδιας θέρμανσης.
Στην οροφή του κτίσματος τοποθετήθηκαν ηλιακοί συλλέκτες για την παροχή ζεστού νερού και φωτοβολταϊκά στοιχεία. Το ρεύμα που παράγεται διοχετεύεται αφενός στο δίκτυο ηλεκτρικού ρεύματος και αφετέρου τροφοδοτεί το σύστημα γεωθερμίας. Το αποτέλεσμα, όλων των παραπάνω ενεργειών είναι η μηδενική απορρόφηση ενέργειας από το δίκτυο κατά τη λειτουργία του κτιρίου.
Όσον αφορά στη διαχείριση του νερού, από την οροφή συλλέγεται το νερό της βροχής και καταλήγει σε δύο υπόγειες δεξαμενές. Η μία δεξαμενή, ύστερα από επεξεργασία παράγει πόσιμο νερό, ενώ η άλλη μη πόσιμο νερό που κατευθύνεται στις τουαλέτες, στο λέβητα του συστήματος γεωθερμίας και στο αρδευτικό σύστημα των κήπων. Το ακάθαρτο νερό ανακυκλώνεται για δεύτερη φορά μέσω ενός βίο-αντιδραστήρα και χρησιμοποιείται για την άρδευση των φυτών.
Το γυάλινο άνοιγμα, που βρίσκεται στην κορυφή της στέγης, αποτελεί ίσως το πιο περίοπτο και εντυπωσιακό στοιχείο του κτιρίου. Ωστόσο, η κατασκευή του ανοίγματος δεν έγινε για μορφολογικούς λόγους αλλά για βιοκλιματικούς, καθώς λειτουργεί ως ηλιακή καμινάδα που βοηθάει στον παθητικό δροσισμό του κτιρίου. Η λειτουργία της καμινάδας βασίζεται στην ηλιακή ακτινοβολία, που καθώς θερμαίνει τον αέρα προκαλεί την ανοδική κίνηση του. Αυτή η κίνηση συμπαρασύρει και τον αέρα εντός του κτιρίου, ο οποίος αναπληρώνεται από πλαϊνά ανοίγματα. Περαιτέρω η ηλιακή καμινάδα διαθέτει διάτρητη ψήκτρα αλουμινίου, που παράγει θερμότητα, ενισχύοντας περισσότερο την κίνηση του αέρα.

Υλικά και μέθοδοι κατασκευής:
Η αρχιτεκτονική ομάδα, θέτοντας ως κριτήρια το αποτύπωμα άνθρακα, τη δυνατότητα ανακύκλωσης, τη μεγάλη διάρκεια ζωής και τις επιπτώσεις στην υγεία των χρηστών, κατέληξε στη χρήση ξύλου.
Το ξύλο δεν είχε ξαναχρησιμοποιηθεί στην κατασκευή παρόμοιων μορφών και έτσι οι μελετητές έπρεπε να αναζητήσουν καινοτόμους λύσεις. Κατ' αρχάς, δεν χρησιμοποίησαν κοινή ξυλεία, αλλά πολυστρωματική, συγκολλητή ξυλεία. Σε σχέση με το κοινό ξύλο, η συγκολλητή ξυλεία έχει υψηλότερη αντοχή και ακαμψία, και ως εκ τούτου μπορεί να φέρει μεγαλύτερα φορτία και να καλύψει μεγαλύτερα ανοίγματα χωρίς ενδιάμεσα υποστυλώματα. Ειδικά στο κέντρο Vandusen, το συγκεκριμένο υλικό είχε και ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα. Οι δοκοί συγκολλητής ξυλείας μπορούσαν να μορφοποιηθούν και να πάρουν το επιθυμητό καμπύλο σχήμα. Μερικά ακόμη πλεονεκτήματα ήταν το μικρότερο ενεργειακό αποτύπωμα και το μικρότερο βάρος σε σχέση με το χάλυβα και το σκυρόδεμα, αλλά και το μικρότερο κόστος.
Προκειμένου οι μηχανικοί να μπορέσουν να κατασκευάσουν την καμπυλόμορφη στέγη αποφάσισαν να τη διαιρέσουν σε μικρότερα τμήματα. Τελικά προέκυψαν 71 κομμάτια τραπεζοειδούς κάτοψης, με μέγεθος μικρότερο από 3,60 m πλάτος και 18 m μήκος. Αυτό το μέγεθος, προέκυψε από τις διαστάσεις του οχήματος, που θα μετέφερε τα προκατασκευασμένα κομμάτια στο εργοτάξιο.
Παρόλο που το κάθε κομμάτι είχε διαφορετικές διαστάσεις και σχήμα, εφαρμόστηκε η ίδια μέθοδος κατασκευής. Το περιμετρικό πλαίσιο του σκελετού κατασκευάστηκε με δοκάρια συγκολλητής ξυλείας, ενώ ανάμεσα τοποθετήθηκαν μικρότερα ξύλινα δοκάρια.
Για τον υπολογισμό των δοκαριών, που εκτός από διπλή καμπυλότητα θα έπρεπε να έχουν και κωνικό σχήμα, απαιτήθηκε η μελέτη της στέγης με λογισμικό τρισδιάστατης, παραμετρικής σχεδίασης. Επιπροσθέτως, απαιτήθηκε η ανάπτυξη ειδικής συνδεσμολογίας, μεταξύ οροφής και υποστυλωμάτων, για να μπορεί να εφαρμοστεί σε όλα τα κομμάτια.
Όσον αφορά στην προκατασκευή, το κάθε κομμάτι μεταφέρθηκε στο εργοτάξιο, έχοντας ήδη εγκατεστημένη τη θερμομόνωση, τους αγωγούς φωτισμού και πυροπροστασίας,
την επένδυση με κόντρα πλακέ, την ακουστική επένδυση και τις ράγες της οροφής.
Επίσης οι μηχανικοί, για να αντιμετωπίσουν το μεγάλο βάρος του φυτεμένου δώματος, ανέπτυξαν ένα πλευρικό σύστημα στήριξης με μεταλλικά στηρίγματα και τοίχους οπλισμένου σκυροδέματος.