5 NEW SUSTAINABLE HOSPITALS FOR HELORA NETWORK IN BELGIUM

Our vision for the hospital of the future is to challenge traditional models to provide more humanistic and patient-centered healthcare to improve their experience during their hospital stay and optimize their recovery time, while attracting and retaining the best health professionals from Belgium and Europe in Wallonia in a peaceful working environment.

To take care of the health of patients and the well-being of staff on the one hand, and to take care of the landscape and the surrounding urban fabric of future hospitals on the other hand, sustainability is the key word of our design urban and architectural.

With the construction of 5 new hospitals, Helora is on the way to becoming the largest Walloon hospital network.

It's about building more than a network, as Helora's slogan says, but a real brand image of innovative hospitals based on the following five pillars: organizational efficiency, sustainability & circular economy, off-site hyper-standardization, well-being & biophilia, as well as the landscape opening of sites towards the city.

PILLAR 1: ORGANIZATIONAL EFFICIENCY, A PROTOTYPE OF A RADIANT “COMPACT-LAYERS” HYBRID HOSPITAL

Our architectural bias was to imagine a building hybridizing two traditional hospital models, the “compact” hospital and the “layered” hospital, taking all the advantages of each of the two models to find a new super spatially efficient hybrid hospital in terms of organization and flow distribution.

Our canvas takes the shape of the “Power” logo.

The line of the “Power” logo represents the black block, with the Medical-Technical Block. Orthogonal, it is designed soberly on a 7m80 frame allowing it to be modulated functionally. It includes operating theatres, endoscopy and intensive care in level 2, technical and logistics premises in level 1, emergencies, and maternity on the ground floor. This Medical-Technical Block is perforated by patios letting in natural light and offering views towards open-ground gardens. Its roof is treated as a true fifth facade transformed into a medicinal garden open to strolling and resting.

The circle of the “Power” logo represents the white block. It brings together six accommodation units per floor from level 3 to level 5, the day hospital in level 2, consultations in level 1, administration, and visitor reception with its double interior street. height in the ground floor. This ring is perfectly controlled geometrically with a standardized chamber type every 2.5 degrees along its convex facade, every 2.65 degrees along its concave facade, and forming a complete stroke of 270 degrees.

Each accommodation unit is “T”-shaped and has a 45-degree spread divided into two symmetrical modules of 22.5 degrees. Each unit is centered around the nursing station, logistics premises, elevators. Between each accommodation unit there are integrated airlocks and double-flight emergency stairwells as at the Château de Chambord. In the axes of the Cardo-Decumanus, the duplex elevators dedicated to visitors are clearly engraved in hollow joints, which thus arrive at the end of each of the accommodation units without crossing flows.

Between the black block and the white block, between the line and the circle, an exterior street 10 meters wide separates them and allows the easy integration of a firefighter route while maximizing the supply of natural light. To connect them, oblique footbridges span the exterior street every 45 degrees in the axis of each of the “T”-shaped accommodation units.

Under the black block and the white block, visitor, patient, and staff parking lots are developed. In fact, we wanted the entire project to levitate on stilts to concentrate all the parking under its footprint, once again optimizing flows and thus fighting against the artificialization and waterproofing of the five sites. In addition, this parking lot is naturally lit and ventilated by moats and patios, and it makes it possible to integrate the arrival of all the innervation flows of the building through its technically easily accessible underside.

Like Helora, this “Power” canvas therefore presents a radiant spatial organization optimizing the distances between the black block and the white block, the fire safety of the building, and the integration of urban flows (technical, logistical, humans) in each of the five sites.

This radiant canvas is easily recognizable and allows all future users (patients, staff, visitors) to unequivocally identify a Helora hospital site and to easily navigate the facilities as if the five sites ultimately formed only one. only one.

PILLAR 2: SUSTAINABLE LOW-CARBON HOSPITALS, BASED ON THE CIRCULAR ECONOMY

The analysis of sober approaches and innovative solutions was carried out to identify the right balance in the choices between “Low-Tech” and “High-Tech” with a view to building flexible and low-carbon hospitals, integrating simple construction methods allowing scalability and mutability, bio-based materials, and renewable energies.

The mixed concrete-wood construction method:

The best construction method is the one that is used in the right place for the right purpose. We opted for a mixed constructive principle concerning the structure. The medical-technical block and the spine of the circular ring (including the central corridor and the bathrooms) are built in low-carbon concrete.

The accommodation ring, made up of rooms with convex facades and concave facades, is built from cross-laminated timber, more commonly called CLT.

These CLT panels will be used for the prefabricated structure of the facades and accommodation floors. From the inside, the wood will be visible on the ceiling and on the internal facade and will help to warm up the conviviality of the rooms. From the outside, white ceramic cassette cladding will give the five hospitals a lasting image.

The same goes for all the joinery in the bedrooms and curtain walls which is made of wood with external aluminum protection for the frames exposed to bad weather.

Manufactured in a dry process off-site, assembled quickly on site, CLT panels are ideally suited to the objectives of serialization, standardization and economies of scale advocated by the Helora project.

The conjunction of these two construction methods “low-carbon concrete” & “cross-laminated timber” makes it possible to deliver low-carbon hospitals, with a low rate of greenhouse gas emissions during their construction.

Renewable energies and ICT:

Our first objective is to build five energy-saving hospitals in terms of consumption through a bioclimatic design which ensures natural ventilation and lighting, through high-performance insulation providing excellent thermal inertia to ensure comfort in winter and summer. Then, we propose to set up a geothermal network under the foundations of the building and to integrate a solar farm of photovoltaic and thermal panels on the roof of the accommodation ring to produce electricity and hot water in a short circuit.

With an area of 8000m², this solar roof is covered with an extensive plant layer made up of sedums and perennials which allows the undersides of the photovoltaic panels to be naturally cooled to optimize their performance.

ICTs are also a founding element of our design. They will be developed in coordination with the Contracting Authority from the automation of flows by robots to the development of the computerized patient file through the real-time optimization of energy consumption and production.

PILLAR 3: HYPER-STANDARDIZATION, INDUSTRIALIZATION AND REPETITIVITY

The standardization of structural frames and repetitive modules is the guiding concept in the design of the 5 sites.

The strength of our project is to present a canvas based on this hyper-standardization of the structure, the facades, the rooms, the care units, the operating theaters, the bathrooms, the furniture walls between the rooms, but also roofs, canopies, gardens, planters and car parks, all aiming towards maximum industrialization of design, ease of maintenance, and mutability offering flexibility.

This industrialized design results in an identical spatial identity for the five Helora sites, easily appropriated by all users, whether visitors, patients, or caregivers. Our radiant screen provides increased ease of use, handling, orientation, and circulation within buildings.

From the repetitiveness of structural elements, facade panels, insulation and waterproofing complexes to the concept of the “all inclusive” type “furniture wall” separating the bedrooms, everything is designed to industrialize maximum possibilities. And therefore, necessarily to induce economies of scale in terms of costs and construction and maintenance times.

Non-standardization is the exception.

Finally, an intrinsic quality of our design is its spatial agility in terms of reversibility. In a circular economy, the best waste is that which is not produced.

The black block and the white block which are independent could very well be reconverted, one into logistics, sports or commercial space, the other into housing and/or office buildings.

PILLAR 4: A BIOPHILIC DESIGN AIMING THE WELL-BEING OF THE HEALING ENVIRONMENT

Based on the concept that the nature contributes to the reduction of patient anxiety and staff stress, to better pain management, to a more positive overall state of mind and to an acceleration recovery (physical and mental), our biophilic approach is based on the rapprochement of the individual and architecture with natural environment and endemic biodiversity.

In this well-being strategy focused on nature and life, plants are one of the raw materials of our architecture, its DNA and have many benefits beyond aesthetic enrichment:

- The fight against urban heat islands: By evapotranspiration of plants, revegetation helps to cool the temperature felt in summer by 3 to 5 degrees.

- The fight against pollution: By simple photosynthesis, vegetation captures CO2 particles and transforms them into oxygen under the action of solar radiation. Architecture is therefore “carbo-absorbing”, a new label which appears in Western countries.

- The fight against the waterproofing of soils: Fighting against the artificialization of soils by compacting buildings as much as possible allows better impregnation of rainwater into groundwater and protects the organic richness of the soils.

- Rainwater management: Green roofs allow better retention of rainwater and its storage for cleaning and irrigation water.

- Recycling of gray water: Gray water, which mainly comes from kitchens and bathrooms, can be purified by phyto-purification in lagoons where aquatic plants participate in the filtration of micro-organic waste. This gray water, once recycled, is then reinjected in a virtuous loop to irrigate the gardens and planters on the facade.

- Protection of biodiversity: Fighting against the extinction of pollinating species in urban areas, green roofs become preservation sanctuaries in the form of honey meadows cultivated for native biodiversity.

- The development of Urban Agriculture: Green roofs and greenhouses dedicated to permaculture market gardening are the new playgrounds for urban farmers. These new organic cultivation spaces have educational virtues of learning about the cycles of nature while renewing links between patients and nurses.

Public landscaped park with moats and aquatic swales around the hospital, medicinal garden and urban agriculture on the fifth facade of the medical-technical block, green facades along the road and railway axes, melliferous and protected solar roofs covering the ring of accommodation, all these benefits of biophilic architecture have been carefully considered to best integrate into the Helora repository.

PILLAR 5: OPENING TO THE CITY

To be adopted by the population and local urban policies, the Helora network must register its five new large-scale hospitals in the Walloon territory. Each hospital is thus a true gesture of landscape acupuncture to open to the public and people with reduced mobility sites that were, for the most part, industrial and rural, until then closed in on themselves.

This opening must be achieved through physical connections and programmatic complementarities which will be studied for each site according to its context, such as for example the creation of the new Boulevard Urbain de l'Est in La Louvière and the construction of a footbridge towards the "K" wing; the installation of the future interchange spanning the R5 on the Puits 28 site in Mons; or the dialogue to be developed with the heritage architecture of the historic Warquignies hospital.

Destination place where it is good to live, have fun, be treated, and above all be treated. From the territorial scale to the “patient-centric” approach of the five new hospitals, our project aims to create sustainable and exemplary hospital eco-districts in terms of sustainable development, agility of use and high-quality health environment.

This is the vision we are proposing for the construction of the 5 new hospitals in the Helora network. A strong, efficient, and committed vision responding to the climate challenges of ecological and energy transition of our time. This vision is contextual. It wants to “take care” of its territory by embodying the industrial mining and steelmaking past of Wallonia and by writing the future history of a region whose heart wants to beat again by becoming a hospital center of excellence radiating throughout the Europe and the World.

Vincent Callebaut Architectures

5 NOUVEAUX HOPITAUX DURABLES POUR LE RESEAU HELORA EN BELGIQUE

Notre vision de l’hôpital du futur est de défier les modèles hospitaliers traditionnels pour fournir des soins de santé plus humanistes et centrés sur le patient afin d’améliorer son expérience lors de son séjour à l’hôpital et d’optimiser son temps de récupération, tout en attirant et en retenant les meilleurs professionnels de santé de Belgique et d’Europe en Wallonie dans un cadre de travail apaisé.

Pour prendre soin de la santé des patients et du bien-être du personnel d’une part, et pour prendre soin du paysage et du tissu urbain environnant des cinq futurs hôpitaux d’autre part, la durabilité est le maître-mot de notre conception urbaine et architecturale.

Avec la construction de 5 nouveaux hôpitaux, Helora est en passe de devenir le plus grand réseau hospitalier wallon.

Il s’agit de construire plus qu’un réseau, comme le dit le slogan d’Helora, mais bien une véritable image de marque d’hôpitaux innovants basés sur les cinq piliers suivants : l’efficience organisationnelle, la durabilité & l’économie circulaire, l’hyper-standardisation hors site, le bien-être & la biophilie, ainsi que l’ouverture paysagère des sites vers la ville.

PILIER 1: EFFICIENCE ORGANISATIONELLE , UN PROTOTYPE D’HOPITAL HYBRIDE DE TYPE « COMPACT-LAYERS » RAYONNANT

Notre parti pris architectural a été d’imaginer un bâtiment hybridant deux modèles d’hôpitaux traditionnels, l’hôpital dit « compact » et l’hôpital dit en « layers », en tirant tous les avantages de chacun des deux modèles pour fonder un nouvel hôpital hybride super efficient spatialement sur les plans organisationnels et de répartition des flux.

Notre canevas prend la forme du logo « Power ».

Le trait du logo « Power » représente le bloc noir, c’est-à-dire le Bloc Médico-Technique. Orthogonal, il est dessiné tout en sobriété sur une trame de 7m80 permettant de le moduler fonctionnellement. Il intègre notamment les blocs opératoires, l’endoscopie et les soins intensifs en R+2, les locaux techniques et logistiques en R+1, les urgences et la maternité en RDC. Ce Bloc Médico-Technique est perforé de patios laissant entrer la lumière naturelle et offrant des vues vers des jardins en pleine terre. Sa toiture est traitée comme une véritable cinquième façade transformée en un jardin médicinal ouvert à la flânerie et au repos.

Le cercle du logo « Power » représente quant à lui le bloc blanc. Il regroupe six unités d’hébergements par étage du R+3 au R+5, l’hôpital de jour en R+2, les consultations en R+1, l’administration et l’accueil des visiteurs avec sa rue intérieure double-hauteur en RDC. Cet anneau est parfaitement maîtrisé géométriquement avec une chambre type standardisées tous les 2,5 degrés le long de sa façade convexe, tous les 2,65 degrés le long de sa façade concave, et formant une course complète de 270 degrés.

Chaque unité d’hébergement est en forme de « T » et présente un développé de 45 degrés divisé en deux modules symétriques de 22,5 degrés. Chaque unité est centrée autour du poste de soin infirmier, des locaux logistiques, des ascenseurs. Entre chaque unité d’hébergement sont intégrés des sas et les cages d’escaliers de secours en double volée comme au Château de Chambord. Dans les axes du Cardo-Decumanus, sont clairement engravés en joints-creux les duplex d’ascenseurs dédiés aux visiteurs qui arrivent ainsi à l’extrémité de chacun des unités d’hébergements sans croisement de flux.

Entre le bloc noir et le bloc blanc, entre le trait et le cercle, une rue extérieure de 10 mètres de large vient les désolidariser et permet l’intégration aisée d’une voie pompier tout en maximisant l’apport de lumière naturelle. Pour les relier, des passerelles obliques viennent enjamber la rue extérieure tous les 45 degrés dans l’axe de chacune des unités d’hébergement en forme de « T ».

Sous le bloc noir et le bloc blanc, se développent les parkings visiteurs, patients et personnels. En effet nous avons voulu que tout le projet soit en lévitation sur pilotis pour concentrer tout le stationnement sous son emprise au sol, optimisant une nouvelle fois les flux et luttant ainsi contre l’artificialisation et l’imperméabilisation des cinq sites. De plus, ce parking est naturellement éclairé et ventilé par des douves et patios et il permet d’intégrer l’arrivée de tous les flux d’innervation du bâtiment par sa sous-face facilement accessible techniquement.

A l’image d’Helora, ce canevas « Power » présente donc une organisation spatiale rayonnante optimisant les distances entre le bloc noir et le bloc blanc, la mise en sécurité incendie du bâtiment, et l’intégration des flux urbains (techniques, logistiques, humains) dans chacun des cinq sites.

Ce canevas rayonnant est aisément reconnaissable et permet à tous les futurs utilisateurs (patients, personnels, visiteurs) d’identifier sans équivoque un site hospitalier Helora et de s’orienter aisément dans les installations comme si les cinq sites n’en formaient finalement qu’un seul.

PILIER 2: DES HOPITAUX DURABLES BAS-CARBONES, BASES SUR L’ECONOMIE CIRCULAIRE

L’analyse d’approches sobres et de solutions innovantes a été menée afin d’identifier le juste équilibre dans les choix entre « Low-Tech » et « High-Tech » en vue de construire des hôpitaux flexibles et bas-carbone, intégrant des modes constructifs simples permettant toute évolutivité et mutabilité, les matériaux biosourcés, et les énergies renouvelables.

Le mode constructif mixte béton-bois : Le meilleur mode constructif est celui qui est utilisé au bon endroit pour le bon l’usage. Nous avons opté pour un principe constructif mixte concernant la structure. Le bloc médico-technique et la colonne vertébrale de l’anneau circulaire (comprenant le couloir central et les salles de bains) sont construits en béton bas carbone.

L’anneau d’hébergement, constitués des chambres en façades convexes et en façade concaves, est construit en bois lamellé croisé, plus communément appelé CLT « Cross Laminated Timber ».

Ces panneaux CLT seront utilisés pour la structure préfabriquée des façades et des planchers d’hébergement. De l’intérieur, le bois sera visible en plafond et en façade interne et participera à réchauffer la convivialité des chambres. De l’extérieur, un parement blanc en cassette céramique permettra de conférer aux cinq hôpitaux une image pérenne.

Il en est de même pour toutes les menuiseries des chambres et des murs rideaux qui sont en bois avec une protection aluminium extérieure pour les châssis exposés aux intempéries.

Fabriqués en filière sèche hors site, assemblés rapidement sur chantier, les panneaux CLT se prête idéalement aux objectifs de sérialisation, de standardisation et d’économies d’échelles prônés par le projet Helora.

La conjonction de ces deux modes constructifs « béton bas carbone » & « bois lamellé croisé » permet de livrer des hôpitaux bas carbones, c’est-à-dire avec un faible taux d’émission de gaz à effet de serre durant leur construction.

Les énergies renouvelables et les TICS :

Notre premier objectif est de construire cinq hôpitaux les moins énergivores en terme de consommation par une conception bioclimatique qui assure une ventilation et un éclairage naturel et par une isolation performante lui procurant une excellente inertie thermique pour assurer le confort d’hiver et d’été. Ensuite, nous proposons de mettre en place un réseau géothermique sous les fondations du bâtiment et d’intégrer une ferme solaire de panneaux photovoltaïques et thermiques sur la toiture de l’anneau d’hébergement pour produire en circuit court de l’électricité et de l’eau chaude sanitaire.

D’une superficie de 8000m², cette toiture solaire est recouverte d’une couche végétale extensive constituée de sedums et de vivaces qui permet de rafraichir naturellement les sous-faces des panneaux photovoltaïques afin d’optimiser leur rendement.

Les TICs sont également un élément fondateur de notre conception. Ils seront développés en coordination avec le Pouvoir Adjudicateur depuis l’automatisation des flux par robots à l’élaboration du dossier patient informatisé en passant par l’optimisation en temps réels des consommations et des productions énergétiques.

PILIER 3: HYPER-STANDARDISATION, INDUSTRIALISATION ET REPETITIVITE

La standardisation des trames et des modules répétitifs est le concept directeur de la conception des 5 sites.

La force de notre projet est de présenter un canevas basé sur cette hyper-standardisation de la structure, des façades, des chambres, des unités de soins, des blocs opératoires, des salles de bains, des murs-meubles entre les chambres, mais aussi des toitures, des marquises, des jardins, des jardinières et des parkings, le tout visant à tendre vers une industrialisation maximale de la conception, une facilité de maintenance et une mutabilité offrant flexibilité.

Découle de cette conception industrialisée, une identité spatiale identique pour les cinq sites Helora, appropriable facilement par tous les usagers qu’ils soient visiteurs, patients ou soignants. Notre canevas radiant confère une aisance accrue dans l’usage, le maniement, l’orientation et la circulation au sein des bâtiments.

De la répétitivité des éléments structurels, des panneaux de façades, des complexes d’isolant et d’étanchéité en passant par le concept du « mur meuble » de type « all inclusive » séparant les chambres, tout est pensé pour industrialiser au maximum des possibilités et donc nécessairement pour induire des économies d’échelles au niveau des couts et des délais de construction et de maintenance.

La non-standardisation est l’exception.

Enfin une qualité intrinsèque de notre conception est son agilité spatiale en termes de réversibilité. En économie circulaire, le meilleur des déchets est celui que l’on ne produit pas.

Dans cette optique, le bloc noir et le bloc blanc qui sont indépendants pourraient très bien être reconvertis l’un en surface logistique, sportive ou commerciale, l’autre en immeubles de logements et/ou de bureaux.

PILIER 4: UNE CONCEPTION BIOPHILIQUE VISANT LE BIEN-ÊTRE DU HEALING ENVIRONNEMENT

Partant de l’idée fondatrice que l’environnement au sens large participe à la réduction de l’anxiété du patient et au stress du personnel, à une meilleure gestion de la douleur, à un état d’esprit global plus positif et à une accélération de la récupération (physique et mentale), notre approche biophilique est basée sur le rapprochement de l’individu et de l’architecture avec la Nature et la biodiversité endémique.

Dans cette stratégie de bien être axée vers la Nature et le vivant, le végétal est l’une des matières premières de notre architecture, son ADN et présente de nombreux bienfaits au-delà de l’enrichissement esthétique :

- La lutte contre les îlots de chaleur urbains : Par évapotranspiration des plantes, la végétalisation permet de rafraichir la température ressentie en été de 3 à 5 degrés.

- La lutte contre la pollution : Par simple photosynthèse, la végétalisation capte les particules de CO2 et les transforme en oxygène sous l’action du rayonnement solaire. L’architecture se fait dès lors « carbo-absorbante », nouveau label qui apparait dans les pays occidentaux.

- La lutte contre l’imperméabilisation des sols : Lutter contre l’artificialisation des sols en compactant au maximum le bâti permet une meilleure imprégnation des eaux pluviales dans les nappes phréatiques et protège la richesse organique des sols.

- La gestion des eaux de pluie : Les toitures végétales permettent une meilleure rétention des eaux pluviales et leur stockage pour les eaux de nettoyage et d’irrigation.

- Le recyclage des eaux grises : Les eaux grises, qui proviennent essentiellement des cuisines et des salles de bain, peuvent être épurée par phyto-épuration dans des lagunes où les plantes aquatiques participent à la filtration des déchets micro-organiques. Ces eaux grises une fois recyclées sont alors réinjectées en boucle vertueuse pour irriguer les jardins et jardinières en façade.

- La protection de la biodiversité : En plein extinction des espèces pollinisatrices en milieu urbain, les toitures végétales deviennent des sanctuaires de préservation sous forme de prairies mellifères cultivées pour la biodiversité indigène.

Le développement de l’Agriculture Urbaine : Les toitures végétales dédiées au maraîchage en permaculture sont les nouveaux terrains de jeu des agriculteurs urbains. Ces nouveaux espaces de culture biologique ont des vertus pédagogiques d’apprentissage des cycles de la nature tout en renouant des liens entre consommateurs et producteurs pouvant assurer une alimentation en circuit court.

Grand parc paysager avec douves et noues aquatiques autour de l’hôpital, jardin médicinal et agriculture urbaine en cinquième façade du bloc médico-technique, façades végétalisées le long des axes routiers et ferroviaires, toitures solaires mellifères et sanctuarisées couvrant l’anneau des hébergements, tous ces bienfaits de l’architecture biophilique ont été murement réfléchis pour s’intégrer au mieux dans le référentiel Helora.

PILIER 5: OUVERTURE SUR LA CITE

Pour être adopté par la population et les politiques urbaines locales, le réseau Helora doit inscrire ses cinq nouveaux hôpitaux à grande échelle dans le territoire wallon. Chaque hôpital est ainsi un véritable geste d’acuponcture paysagère pour ouvrir au public et aux personnes à mobilité réduite des sites pour la plupart industriel et ruraux jusque-là refermés sur eux-mêmes.

Cette ouverture doit se réaliser par des connections physiques et des complémentarités programmatiques qui seront étudiés pour chaque site selon son contexte comme par exemple la création du nouveau Boulevard Urbain de l’Est à La Louvière et la construction d’une passerelle vers l‘aile K ; l’implantation du futur échangeur enjambant la R5 sur le site Puits 28 à Mons ; ou encore le dialogue à développer avec l’architecture patrimoniale de l’hôpital historique de Warquignies.

Lieu de destination où il fait bon vivre, se divertir, soigner, et surtout se faire soigner. De l’échelle du territoire jusqu’à l’approche « patient-centrique » des cinq nouveaux hôpitaux, notre projet a pour vocation la fabrique d’écoquartiers hospitaliers durables et exemplaires en termes de développement durable, d’agilité d’usage et d’environnement de santé de haute qualité.

Voici la vision que nous proposons pour la construction des 5 nouveaux hôpitaux du réseau Helora. Une vision forte, efficiente et engagée répondant aux défis climatiques de transition écologique et énergétique de notre époque. Cette vision est contextuelle. Elle veut « prendre soin » de son territoire en incarnant le passé industriel minier et sidérurgique de la Wallonie et en écrivant l’histoire future d’une région dont le cœur veut battre à nouveau en devenant un pôle hospitalier d’excellence rayonnant à travers l’Europe et le Monde.