atelierjones heeft het ontwerp en afgerond van Heartwood, een 67.000 vierkante voet (ca. 6.225 vierkante meter) massief houten woonproject voor arbeiders en middeninkomens in Seattle, VS. Het acht verdiepingen tellende Heartwood-gebouw ligt in het voornamelijk residentiële Central District van de stad en is ontworpen voor Community Roots Housing, een non-profitorganisatie uit Seattle. Het is het eerste Type IV-C International Building Code (IBC) woongebouw voor arbeiders dat in de VS wordt gebouwd. De eerste steen werd gelegd in april 2022 en Heartwood werd eind 2023 opgeleverd.
De verwachte vraag naar hogere massief houten gebouwen heeft ertoe geleid dat er drie nieuwe constructietypes zijn toegevoegd aan de 2021 International Building Code: IV-A (18 verdiepingen), IV-B (12 verdiepingen) en IV-C (9 verdiepingen). Type IV-constructie heeft betrekking op gebouwen die zijn gemaakt van massief hout. Heartwood is gecategoriseerd als Type IV-C en heeft acht verdiepingen met in totaal 126 arbeiderswoningen (113 studio's en 13 eenpersoonskamers), een binnenplaats met groenvoorziening, fietsenstallingen, een wasserette op het terrein en winkels.
Het water testen
atelierjones is opgericht door Susan Jones en zet zich in voor duurzame paden binnen de architectuur, waarbij de nadruk ligt op de ontwikkeling van koolstofarme, geprefabriceerde massief houten systemen. Het werk van Jones wordt omschreven als het tot stand brengen van "plezier en verwondering in overgebleven, vuile, vergeten plaatsen, ruimtes en materialen, het creëren van nieuwe toepassingen op innovatieve en mooie manieren". In 2016 trad Jones op als vertegenwoordiger van het American Institute of Architects (AIA) en hielp hij bij het wijzigen van de IBC om de bouw van hoge massief houten gebouwen van maximaal 18 verdiepingen mogelijk te maken. Dit werk maakte de weg vrij voor Heartwood.
"We begonnen in 2019 met het project - het ontwerpproces duurde ongeveer twee jaar, gevolgd door een bouwperiode van twee jaar," zegt Jones. "Op dat moment begon mijn praktijk net bij te komen van het schrijven van de bouwcodes voor hoogbouw in de VS over een periode van tweeënhalf jaar. Je kunt je voorstellen hoe enthousiast ik was over de mogelijkheden om te bouwen en te testen met codes die ik had helpen schrijven, vooral nadat ik vier van de eerste massief houten projecten in de VS had voltooid."
Susan Jones is een pionier in het gebruik van massief hout. atelierjones werd onlangs uitgeroepen tot beste "Architect (Small Firm) - West" in The Architect's Newspaper 2023 "Best of Practice" Awards. De publicatie prees Jones' leiderschap op het gebied van massief hout in Seattle met de woorden "[h]er werk om de technologie te introduceren in de ICC [International Code Council] Building Code heeft de weg vrijgemaakt voor de groeiende populariteit van dit constructiesysteem vandaag de dag".
Heartwood is ontstaan nadat Jones een Urban and Community Forestry Grant had aangevraagd bij de Forest Service van het Amerikaanse ministerie van Landbouw. Jones merkt op dat er in het begin niet veel respons was van potentiële klanten: "De subsidie bedroeg $250.000, dus geen klein bedrag, maar het risiconiveau werd als zeer hoog ervaren in de VS, zelfs op de markt in Seattle," zegt ze. "Het project starten met een non-profitorganisatie was een beetje een verrassing voor me - ik had nog nooit eerder met een non-profitorganisatie gewerkt. Community Roots Housing is een ontzettend ondernemende, betaalbare woningaanbieder. Het massieve houtelement van het project trok hen enorm aan. In samenwerking met SkipStone Development begreep Community Roots Housing de waardepropositie, de lagere ecologische voetafdruk en de verdienste om de eerste te zijn die het water testte - het was geweldig dat ze bereid waren dat risico met ons te nemen."
"Het project begon op een parkeerplaats tegenover een bestaand project voor betaalbare huisvesting", zegt Jones. Centraal gelegen in Seattle "de basis van de site was erg goed, maar werd voornamelijk onderbenut”, vervolgt ze. “We hebben de locatie kunnen overnemen en verjongen. We voelden ons gelukkig dat we konden bouwen op een parkeerplaats, met het gemeenschappelijke doel om een prachtige ruimte te creëren waar twee bevolkingsgroepen samen kunnen komen en om het exterieur van de lagere, perifere eenheden te maximaliseren." De twee gebouwen delen een binnenplaats - ontworpen in de stijl van een voetgangersstraat, met groenvoorzieningen en een gemeenschappelijke vuurplaats.
Codes en verhalen
atelierjones kon zijn expertise van eerdere massief houten projecten aanscherpen, waaronder het CLT-huis uit 2015 waarin Jones woont, en deze kennis, zowel technisch als praktisch, toepassen op de ontwikkeling van Heartwood. De bouw van massief houten gebouwen in de Verenigde Staten loopt achter op die in Europa. "Als er zoveel gebouwen in Europa van hout worden gemaakt, is er bijna een 'waarom maken jullie hier zo'n ophef over' reactie van Europeanen," zegt Jones. "In de VS bouwen we voortdurend met lichte houten frames, maar massief hout werd beschouwd als een onbekende entiteit. Elk project brengt risico's met zich mee en het risico van het verkrijgen van een vergunning was een van de grootste zorgen van onze klant. Daarbij kwam nog het element van het hoge hout en de nieuwe bouwvoorschriften. Hoewel ik had geholpen bij het schrijven van de codes, was Heartwood nog steeds het eerste Type IV-C gebouw dat in de VS werd goedgekeurd."
Tijdens haar werk met de Building Code Committee wilde Jones graag begrijpen waarom het zo moeilijk was om hoge gebouwen te bouwen met massief hout, iets wat in Europa en Canada al was gebeurd. Er was een duidelijk structureel bezwaar in verband met het risico op aardbevingen in het noordwesten van de Stille Oceaan, maar veel structureel onderzoek had aangetoond dat het veilig zou zijn. "Uiteindelijk ging het niet om structurele problemen, maar om brand", zegt Jones. "Het verraste de Amerikaanse ontwerpgemeenschap enorm." Voor Jones is brand niet een gebied waar architecten veel aandacht aan besteden als het gaat om ontwerpen, naast het werken met brandveiligheidsaannemers om sprinklers in een gebouw aan te brengen en ervoor te zorgen dat aan exitcodes wordt voldaan, enzovoort. Een aantal leden van de codecommissie heeft zorgen geuit over de brandveiligheid van hogere gebouwen. "Op sommige momenten stelden we wel 24 en zelfs 40 verdiepingen voor," zegt Jones. "Uiteindelijk kwamen we uit op 18 verdiepingen, maar dat was zwaarbevochten."
Het ontwerp en de materialiteit van Heartwood
Het gebruik van massief hout verkortte de totale bouwtijd van het project en zorgde voor minder overlast. Het ontwerp van Heartwood was in zekere zin vergelijkbaar met dat van een normatief gebouw. "We volgden de voorschriften - ik kende ze goed en het team kende ze goed," zegt Jones. "Een deel van ons succes is te danken aan het feit dat we een geïntegreerd team hadden, waaronder een bouwkundig ingenieur die eerder had gewerkt aan hoge massieve houten gebouwen en een brandbeveiligingsingenieur met wie ik in de codecommissie had gezeten. De gemeente had ja gezegd tegen het project, maar was streng over hoe we met de codes moesten omgaan. We kregen geen uitzonderingen omdat 'Seattle een goede plaats is' of omdat 'Susan in de codecommissie zat'. Het was heel erg volgens het boekje, vooral omdat dit het eerste Type IV-C gebouw was dat werd gebouwd. Er waren momenten dat Susan de architect Susan de code-schrijver vervloekte."
De massief houten/hybride structuur van Heartwood bestaat uit zichtbare CLT (cross-laminated timber) plafonds, met glulam (gelijmd gelamineerd hout) kolommen en balken in de appartementen, gangen en lobby/lounge. Het gebouw heeft een betonnen fundering met stalen wapening en een stalen laterale kern, deels om seismische redenen. Blootliggende MPP (Mass Plywood Panel) uitgangstrappen maken deel uit van de laterale kern. "Er zijn stalen trekstangen die uit de kern komen en aan de bovenkant van de platen worden bevestigd om het CLT-diafragma te laten fungeren als een structureel geheel en om het bij elkaar te houden," legt Jones uit. De CLT vloer- en plafondpanelen staan loodrecht op de glulam palen- en balkenstructuur, met voorzieningen - er zijn 17 verticale sanitairschachten per verdieping - horizontaal en verticaal verdeeld over het gebouw. De geluidsisolatie tussen de units bestaat uit een combinatie van hout en lichtgewicht gipsbeton. Alle ramen zijn voorzien van driedubbel glas.
Jones selecteerde zelf het projectteam en werkte samen met een aantal bedrijven in de omgeving, waaronder Swinerton Builders. "Dit is een toonaangevende aannemer die met massief hout werkt in het noordwesten", zegt ze. "Swinerton was op dat moment bezig met het opzetten van het in Portland gevestigde Timberlab, een bedrijf dat zich bezighoudt met de nabewerking van hout in het noordwesten. Alle onderdelen van Heartwood werden ingekocht binnen een straal van 400 mijl van de locatie, van het zuiden van British Columbia (BC) tot het zuiden van Oregon."
"We gebruikten de panelen van Kalesnikoff Lumber uit BC - Kalesnikoff is de fabrikant van de CLT vloer- en plafondpanelen," zegt Jones. "DR Johnson uit Oregon is de fabrikant van de glulam balken en kolommen. Freres Lumber uit Oregon is de fabrikant van MPP, gebruikt in de trappanelen." Timberlab hielp bij de ontwikkeling van de unieke MPP-trappen. CLT en glulam werden rechtstreeks door de leveranciers op de bouwplaats geleverd en op dezelfde dag geïnstalleerd. "Met slechts 2 uur om te lossen en geen stellage toegestaan volgens de stadsvergunning, kon het innovatieve ontwerp van Heartwood met acht verdiepingen alleen worden gerealiseerd met de snelheid van installatie die massief hout biedt," legt Timberlab uit.
Over het ontwerp van Heartwood zegt Jones: "Ik denk dat het ontwerp van het project heel bescheiden is - het is een heel eenvoudig gebouw". Ze voegt eraan toe: "Voor de toekomst ben ik enthousiast over het potentieel van het structurele systeem van Heartwood. We waren in staat om 18 inch diepte te creëren in de buitenmuur, tussen de buitenkant van de kolom en de buitenkant van de huid. In die 18 inch is er een enorme diepte en flexibiliteit om veel formele dingen te doen, met het juiste budget - van de materialiteit tot de manier waarop de openingen natuurlijk licht in het gebouw brengen."
Duurzaamheid
"Duurzaamheid was een enorme factor bij het bouwen van dit project," zegt Jones. "Iedereen die erbij betrokken was, wist dat bouwen met massief hout een duurzamere oplossing was - ik hoefde niemand te overtuigen van dit feit. Het noordwesten is vooruitstrevend als het gaat om het gebruik van massief hout. We hebben ook een aantal vrij strenge energiecodes waar we ons aan moeten houden, vooral met betrekking tot operationele koolstof. Er is een Built Green Certification-norm die vrij lastig is, maar op een goede manier. Het stimuleerde ons om verder te kijken naar de energiemodellering vanuit een prestatiestandpunt. En ik ben echt blij dat de belichaamde koolstof eindelijk deel gaat uitmaken van de discussie, die tot nu toe werd gedomineerd door operationele koolstof."
In een poging om de koolstofuitstoot te verminderen, werkte Timberlab samen met DCI Engineers uit Portland aan de ontwikkeling van een balk-kolomverbinding "die gebruik maakt van de draagkracht van hout en het gebruik van stalen hardware vermijdt", aldus het bedrijf. "Het innovatieve ontwerp is een 2HR-brandwerende verbinding die voldoet aan de IBC-codes. Een bijkomend voordeel van dit ontwerp is dat de volledige houten verbinding blootgesteld kan worden binnen de constructie."
Opgenomen koolstof diagram:
Operationeel koolstofdiagram:
"Ik hoop dat de nieuwe huurders van Heartwood net zo graag in een houten gebouw wonen als ik en dat ze genieten van de prachtige biofiele ervaring," zegt Jones. "Het gaat om het aanpakken van vragen over milieurechtvaardigheid en hoe we met de natuur leven - iedereen moet van de natuur kunnen genieten, ongeacht het inkomensniveau."
Volgende stappen
"De volgende stap voor mij is om dit project in de toekomst te herhalen voor alle soorten klanten en ontwerpprofielen - ik wil zien hoe universeel het is," zegt Jones. Ik wil zien hoe universeel het is", zegt Jones. "Het is alsof we aan het begin van de 20e eeuw nadenken over hoe we bouwen in gewapend beton kunnen nabootsen, maar nu met een biogeen materiaal. Tot 12 verdiepingen wordt hetzelfde systeem gebruikt als bij Heartwood; tussen 13 en 18 verdiepingen zijn er wat meer brandwerende details nodig. Ik denk dat we een op gezond verstand gebaseerd systeem hebben ontworpen - er komt geen IP aan te pas - dat een standaard zal worden, in ieder geval binnen de woningbouw, voor de manier waarop deze gebouwen in de toekomst worden gebouwd in verschillende inkomensniveaus. Ik vind het geweldig om daar deel van uit te maken."
