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BOTANIC CENTER
Introducing Metamorphosis & Energy Solidarity,
Brussels 2016,
Belgium

TITLE : The Botanic Center Bloom
LOCATION : Brussels, Belgium - 2016
CLIENT : STEPHANO IMMO


THE BOTANIC CENTER BLOOM

INTRODUCING METAMORPHOSIS & ENERGY SOLIDARITY

Metamorphosis means the transformation of the caterpillar into a butterfly.
Metamorphosis doesn't mean eradicating the past, but rather integrating the best of the past into our future.
Metamorphosis means privileging writing a story over another.
Metamorphosis means selecting which components of the past will form the foundations of a future still to be imagined.
The role of architects extends beyond mere conservation or restoration: it involves advocating for a hybrid history, and making bold choices not for one self but for others.
It also means being determined to act as forward thinkers, and to bring the Botanic Center into the 21st century in terms of uses, technological progress and innovative, sustainable building principles. Today's architecture is capable of implementing "energy solidarity" between a piece of architectural heritage -- modern in this case -- and a contemporary project. The latter provides the necessary energy to the former by integrating renewable energies, thus limiting carbon emissions as recommended by the COP 21.

PRELIMINARY DRAWINGS

Built in 1977, the Botanic Center looks vertically unfinished today. With its 274 identical, ornamental concrete modules typical of the modern period, the façade doesn't reflect the birth name of the building, related to the nearby Jardin Botanique (botanical garden).
The proposed concept is to "bloom" the existing building, in the botanical, flowering sense of the word. Planter beds and a web of cables act as substrate, dressing the mineral façade with a vegetal envelope that regroups the entire range of the flora endemic to the Brussels area.
At the top of the building, a "Chrysalis" made of wood and steel deploys its curves to offer panoramic views to tenants and visitors, while echoing the large, Xaveer De Geyter-designed circular canopy that now covers the Place Rogier.

URBAN INTEGRATION

Located strategically at the entrance of the Rue Neuve, and across from the City 2 shopping mall (the largest in Belgium) and the Belfius tower, the Botanic Center benefits from an exceptional urban location worthy of celebration.
Given the project's location in the heart of the highly mineral Boulevard Botanique, recommending an ecological landmark and vegetal architecture was an obvious choice -- using photosynthesis to absorb the carbon particles contained in the urban smog, while integrating advanced renewable energies that address the project's own needs.
The Chrysalis is carefully placed on the roof, aligning with the scale of the City 2 shopping mall. Its proactive (i.e., no longer inert) architecture embraces its era.
On the ground floor, a contemporary façade and structural glass canopy reinforce the appeal of the public space by enhancing the indoor/outdoor interaction towards the Place Rogier, thus forming a homogenous, dynamic whole.

DESIGN OF THE CARBON-ABSORBING FAÇADES

Our ambitions are as follows: to imagine a vegetal envelope on the three façades of the Botanic Center; to bring biodiversity back into the heart of the City; and with the help of botanists, to select plants that will color the building according to seasons.
The 274 planter beds are directly integrated into the 274 existing modules of the façades. They enable the growth of overhanging and climbing plants along the web of cables woven into the existing vertical seals of the façades. A drip system irrigates the beds. Maintenance is performed twice a year, at the beginning of spring and the end of autumn.
The photosynthesis of the 10,000 plants covering the façades and green roofs enable the capture of close to 50 tons of carbon dioxide in the Brussels atmosphere each year. In addition, the vegetal façades increase the building's thermal inertia, while the woodwork and window panes are replaced by curved double glazing with high performance, airtight tilt and turn frames.

DESIGN OF THE PHOTOVOLTAIC ROOF & SOLAR FARM

The high thermal energy shell of the titanium covered Chrysalis embraces the curves imposed by the urban setbacks along the Rue Neuve and Boulevard Adolphe Max. Its underside rests on the existing equipment rooms. Its top side is made of 12 gills that extend southwards to better capture sunlight, thus increasing the energy efficiency of the silicon panels covering them. The 600 m² (c. 6,460 square feet) solar shield helps generate more than 96,000 kWh/year (160 kWh/m²/year = c. 15 kWh per square foot per year).
This energy production is supplemented by a 42-VAWT farm (vertical axis wind turbines). The annual output of those wind turbines is estimated at 770 kWh x 42 turbines = 32,340 kWh/year.
The total annual output of renewable energies (solar and wind) is therefore 128,340 kWh/year, which allows to either cover part of the existing building's needs, or to ensure the self-sufficiency of the new dedicated spaces inside the Chrysalis.

STRUCTURAL & FUNCTIONAL DESIGNS

The heightening of the Botanic Center requires a light, floating structure.
The Chrysalis is subdivided into 15 arches made of glulam (glued laminated timber), pretensioned by a web of steel cables that limit its spatial and visual clutter. These 15 arches rest on a deck (underside of the curve) levitating above the equipment floor. The deck transfers the loads to the building's carrier cores and existing columns.
The two façade tympana -- to the north towards the Belfius tower and to the south towards the historic city center -- are made of two inclined, structural glass curtain walls. The two east and west tympana are made of curved glass echoing the nearby roof curves imposed by urban setbacks. The vertical façades of the 12 north-oriented gills bring natural ventilation to the new space.
From a functional viewpoint, the Chrysalis is linked to the existing vertical circulations, with dedicated accesses located in the base of the mezzanine. Both the mezzanine and the deck have raised floors allowing the deployment of equipment such as plumbing, HVAC and NICT.
These raised floors provide a spatial and temporal flexibility in terms of space allocation. They can be reconfigurated endlessly to accommodate the needs of future tenants and visitors.

DESIGN OF FLEXIBLE PLAN TYPES

The Chrysalis represents a great real estate opportunity, as it enhances the existing architectural heritage while bringing in renewable energies.
With regard to the programming, it will be up to the contractor to complete the necessary market studies to enhance the value of a property that will become a new symbol in Belgium's capital city -- that of sustainable and environmentally responsible construction.
The heightened structure could also become a location dedicated to events and culture, to training or coworking, or to urban agriculture with permaculture gardens.

DESIGN OF A RETAIL STORE ON THE GROUND FLOOR & MEZZANINE

The architecture of the street-facing façades at ground and mezzanine levels is rethought to match the architecture of the heightened rooftop level.
The challenge is to bring as much natural ventilation and daylight into the basement spaces. Given the spatial clutter of the vertical circulation cores, the design selected dissociates the slab nosings of the ground and first basement levels from the perimeter of the glass façades, with dry moats that help expand the Retail Store, thus providing new marketable spaces.
Along the Boulevard Adolphe Max, an elliptical arch similar to that of the Chrysalis clearly marks the main entrance to the Retail Store, while two escalator shafts attached to the central core provide access to its four levels. The more discreet side entrances are kept.

DESIGN OF THE INTERIOR SPACES

We consider it a duty to design a low carbon impact architecture based on a "cradle to cradle" circular economy model that takes all the inherent carbon emissions into account, while addressing the energy balance of the building's life -- from its delivery to its entire "recyclability".
Designing an architecture that optimizes the quality of life and use is another duty, as the sustainability of a building is not solely energy-based. It is also based on spatial flexibility, on the use of biosourced materials that provide both quality and service in terms of comfort, performance and atmosphere, and on the reduction of nuisances and the generation of positive impacts. Such services are provided to all stakeholders (clients or future users), and at all scales (building, square, neighborhood, city, territory).
The purpose of the technical, structural and equipment "innervation" is to enable users to endlessly reconfigure their interiors. As discussed, technical components disappear within raised floors and double-partition walls, thus freeing space.
With regard to the interior design and furniture layout, we also pay particular attention to the use of natural materials that are recycled and/or recyclable, warm and pleasant.

AN ECOLOGICAL, "LANDMARK" URBAN RENEWAL & "NATION BRANDING" PROJECT

The architectural, technical, functional and landscaping choices reflect the integration of an environmental approach into our project.
Such bold choices enabled us to design an "out of the box" architecture that will impact Brussels environmentally, while definitely projecting the Botanic Center into the 21st Century.
Metamorphosis means transforming the caterpillar into a butterfly.

COPYRIGHT : VINCENT CALLEBAUT ARCHITECTURES, PARIS


TEXTE FRANCAIS


L'EFFLORESCENCE DU BOTANIQUE CENTER

INTRODUCTION A LA METAMORPHOSE ET A LA SOLIDARITE ENERGETIQUE

Métamorphoser, c’est transformer la chenille en papillon.
Métamorphoser, ce n’est pas faire table rase du passé mais bien au contraire intégrer le meilleur de chaque époque à notre avenir.
Métamorphoser c’est prendre parti pour une histoire à écrire plutôt qu’une autre.
Métamorphoser c’est faire le choix de juger quels éléments du passé composeront le socle d’un futur à imaginer.
Prendre position pour une histoire métissée, avoir de l’audace non pas pour soi mais pour les autres, c’est le rôle de l’architecte bien au-delà de la simple conservation ou restauration.
La volonté est d’agir comme des prospectivistes pour propulser le « Botanic Center » vers le 21ème siècle en termes d’usages, d’avancées technologiques, et de principes constructifs innovants et durables. En effet, l’architecture est capable aujourd’hui de mettre en œuvre le concept de « Solidarité Energétique » entre un patrimoine – moderne dans ce cas - allié à un projet contemporain. Le second fournissant l’énergie nécessaire au premier par l’intégration des énergies renouvelables pour atteindre un bilan sobre en carbone sur le plan environnemental comme le recommande la COP 21.

CROQUIS PRELIMINAIRES

Le Botanic Center datant de 1977 semble aujourd’hui verticalement inachevé. Sa façade, constituée de 274 modules identiques en béton architectonique typique de l’époque moderne, ne reflète guerre son nom de baptême lié à celui du Jardin Botanique non loin situé.
Le concept propose l’efflorescence du bâtiment existant au sens botanique du terme : « Commencement de la floraison ». Des lits de plantations et un réseau de câbles servent ainsi de substrat pour habiller la façade minérale d’une robe végétale répertoriant tout le panel de la flore endémique bruxelloise.
Au sommet, une chrysalide de bois et d’acier déploie ses galbes pour offrir des vues panoramiques à ses locataires et visiteurs tout en entrant en résonnance avec l’immense auvent circulaire dessiné par Xaveer De Geyter recouvrant désormais la Place Rogier.

INTEGRATION URBAINE

Stratégiquement situé à l’entrée de la Rue Neuve en face de City 2 (le plus grand shopping mall de Belgique) et de la Tour Belfius, le Botanic Center occupe un emplacement urbain d’exception qu’il convient de magnifier.
Au cœur du Boulevard Botanique, complètement minéralisé, il nous a semblé évident de proposer un landmark écologique, une architecture végétale. Elle absorbe ainsi par photosynthèse les particules de carbone contenue dans le smog urbain (le nuage photochimique de pollution) tout en intégrant les énergies renouvelables de pointe pour mieux subvenir à ses propres besoins. La chrysalide délicatement posée sur le toit s’aligne dans les gabarits de « City 2 ». Son architecture pro-active - et non plus inerte - assume son époque !
Au rez-de-chaussée, une façade contemporaine et son auvent en verre structurel renforcent l’attractivité de l’espace public en augmentant l’interactivité indoor/outdoor vers la Place Rogier pour former un tout homogène et dynamique.

CONCEPTION DE FACADES « CARBO-ABSORBANTES »

Imaginer une enveloppe végétale sur les trois façades du Botanic Center. Rapatrier la biodiversité au cœur de la Cité. Sélectionner avec des botanistes des essences de plantes qui permettent de coloriser le bâtiment selon les saisons. Tels sont nos ambitions.
Les 274 lits de plantations sont directement intégrés en façade aux 274 modules existants. Ils permettent de faire croître des plantes retombantes et ascendantes le long du réseau de câbles tissés en façades sur les joints verticaux existants. L’irrigation de ces jardinières se fait au goutte-à-goutte. La maintenance s’effectue deux fois par an, au début de printemps et à la fin de l’automne.
La photosynthèse des 10 000 plantes recouvrant les façades et les toitures arborées permet de capter près de 50 tonnes de CO2 dans l’atmosphère bruxellois chaque année. Cette façade végétale renforce de plus l’inertie thermique du bâti alors que les menuiseries et vitrages sont remplacés par des double-vitrages galbés avec châssis oscillo-battants performants, notamment vis-à-vis de l’étanchéité à l’air.

CONCEPTION ENERGETIQUE DE LA TOITURE PHOTOVOLTAIQUE & DE LA FERME SOLAIRE

La coque à haute inertie thermique de la Chrysalide recouverte de titane épouse les galbes imposés par les retraits urbains le long de la Rue Neuve et du Boulevard Adolphe Max. Sa face inférieure repose sur les locaux techniques existants. Sa face supérieure est composée de 12 ouïes qui se redressent vers le sud pour mieux capter les rayons du soleil et ainsi augmenter l’efficience énergétique des panneaux de silicium qui les recouvrent. Le bouclier solaire de 600 m² permet de générer plus 96 000 KWh/an (160 KWH/m²/an).
Cette production électrique est complémentée par une ferme de 42 éoliennes axiales (VAWT) . La production éolienne annuelle estimée est de 770 kWh x 42 éoliennes = 32 340 kWh/an.
Le total annuel de production d’énergies renouvelables (solaire + éolien) représente donc une production de 128 340 KWh/an permettant, soit de couvrir une partie des besoins du bâti existant, soit d’assurer l’autosuffisance des nouveaux espaces dédiés au cœur de la chrysalide.

CONCEPTIONS STRUCTURELLES & FONCTIONNELLES

La surélévation du Botanic Center nécessite de concevoir une structure légère et aérienne. La Chrysalide est ainsi subdivisée en 15 arches en bois lamellé-collé mises en pré-tension par un réseau de câbles en acier lui permettant un faible encombrement spatial et visuel. Ces 15 arches reposent sur un tablier (le galbe inférieur) posé en sustentation au-dessus de l’étage technique. Ce tablier retransmet les charges sur les noyaux porteurs et les colonnes existantes du bâtiment.
Les deux tympans de façade, au Nord vers la Tour Belfius et au Sud vers le Centre-Ville historique, sont constitués de deux murs rideaux inclinés en verre structurel. Les deux tympans Est et Ouest sont quant à eux constitués de verre cintré rappelant les courbes des toitures voisines imposées par les retraits urbains. Les façades verticales des 12 ouïes orientées plein nord assurent la ventilation naturelle de ce nouvel espace.
Sur le plan fonctionnel, la chrysalide est raccordée aux circulations verticales existantes avec accès dédiés dans le socle de la mezzanine. Celle-ci ainsi que le tablier sont constitués de double-planchers techniques permettant de les innerver sur le plan des fluides et des TIC.
Ces double-planchers assurent une flexibilité spatiale et temporelle en termes de programmation des espaces. Ceux-ci pourront en effet durablement être reconfigurés à l’infini selon les besoins des futurs locataires/visiteurs.

CONCEPTION DE PLANS TYPES FLEXIBLES

La Chrysalide présente une belle opportunité immobilière par la valorisation du patrimoine architectural existant et par l’embarcation des énergies renouvelables.
En termes de programmation, il conviendra au Maître d’Ouvrage d’élaborer les études de marché nécessaire pour valoriser ce bien qui deviendra un nouveau symbole de la capitale, celui de la construction durable et écoresponsable.
La surélévation pourrait ainsi devenir un lieu dédié à l’évènementiel et à la culture, à la formation ou au co-working, ou bien encore à l’agriculture urbaine avec ses jardins cultivés en permaculture.

CONCEPTION D’UN « RETAIL-STORE » EN REZ-DE-CHAUSSEE & MEZZANINE

L’architecture des façades sur rue en rez-de-chaussée et mezzanine est repensée pour être en adéquation architecturale avec la surélévation en toiture.
Le challenge est d’amener un maximum de ventilation naturelle et de lumière du jour dans les espaces situés en sous-sol. Au vue de l’encombrement au sol des noyaux de circulations verticales, le concept retenu est celui de désolidariser du périmètre des façades en verre les nez de dalles des niveaux RDC et R-1. Des douves permettent ainsi de dilater le Retail-Store en offrant de nouvelles surfaces à commercialiser.
Le long du Boulevard Adolphe Max, une arche elliptique semblable à celles de la chrysalide marque clairement l’entrée principale du Retail-Store tandis que deux batteries d’escalators (accolés au bloc central) permettent d’accéder à ses 4 niveaux. Les entrées latérales – plus discrètes - sont maintenues.

CONCEPTION DES ESPACES INTERIEURS

Concevoir une architecture à faible impact carbone basé sur l’économie circulaire « cradle to cradle » prenant en compte les émissions de carbone intrinsèque et dressant le bilan énergétique de la vie du bâtiment, de sa livraison à sa « recyclabilité » complète est un devoir.
Concevoir une architecture optimisant les qualités de vie et d’usages en est un autre car la durabilité d’un bâtiment n’est pas qu’énergétique. Elle réside avant tout dans sa flexibilité spatiale dans le temps et dans la mise en œuvre des matériaux biosourcés pour générer des qualités et des services, à la fois en termes de confort, de performance, d'ambiances, mais aussi de réduction des nuisances et de génération d’impacts positifs. Ces services sont ainsi rendus à l'ensemble des acteurs : clients ou futurs usagers et à toutes les échelles: bâtiment, place, quartier, ville, territoire.
L’innervation technique, structurelle et fluide, doit permettre à l’usager de recomposer à l’infini son aménagement intérieur. Ainsi, pour rappel, la technique disparait dans des systèmes de double-planchers et de double-murs permettant de libérer les espaces. En terme d’aménagement mobilier et d’architecture intérieure, une attention particulière est apportée sur l’utilisation de matériaux naturels recyclés et/ou recyclables, chaleureux et conviviaux.

UN PROJET « LANDMARK » ECOLOGIQUE DE RENOVATION URBAINE & DE « NATION BRANDING »

Les choix architecturaux, techniques, fonctionnels et paysagers sont le reflet de l’intégration de la démarche environnementale dans notre projet.
Ces choix audacieux nous ont permis de concevoir une architecture « out of the box » marquant de son empreinte écologique le territoire bruxellois et projetant le Botanic Center résolument dans le 21ème siècle !
Métamorphoser, c’est transformer la chenille en papillon.

COPYRIGHT : VINCENT CALLEBAUT ARCHITECTURES, PARIS