Lo studio internazionale BIG - Bjarke Ingels Group e lo studio londinese Heatherwick hanno completato una tripletta di strutture leggere e a lunga campata per l'azienda tecnologica Google. Gli edifici sono caratterizzati da tetti concavi rivestiti da 50.000 pannelli fotovoltaici - una "pelle solare" che assorbe il sole della California e trasforma la sua energia in energia elettrica per il nuovo campus che ospita migliaia di utenti.
La Silicon Valley è diventata una fonte di prodotti innovativi decenni prima che le sue aziende si avventurassero nella realizzazione di architetture innovative.
È stato solo con il primo campus di Google - il Googleplex, inaugurato nel 2004 e progettato da Clive Wilkinson Architects - che l'industria tecnologica della regione ha iniziato a definire gli standard di progettazione architettonica con una pianificazione inventiva degli spazi aperti e una programmazione dinamica. Più di recente, la sede ad anello di Foster + Partners per Apple a Cupertino e quella di Gehry Partners a Menlo Park per Facebook, inaugurate rispettivamente nel 2017 e nel 2018, hanno fatto notizia per le loro dimensioni. Il primo si distingue per la sua geometria pura e l'estetica pulita, mentre il secondo per il suo design giocoso e informale.
E ora l'epicentro della tecnologia ha un nuovo punto di riferimento architettonico: Il campus di Bay View di Google. Il progetto prevede una serie di strutture leggere a lunga campata che producono involucri a doppia curvatura rifiniti con un sistema di "tegole solari". Si può dire che l'uso smisurato della foto voltaica, una tecnologia che utilizza il silicio come semiconduttore, abbia addirittura ampliato l'associazione della Silicon Valley con questo materiale al di là del suo uso storico nell'hardware dei computer. I tre edifici che compongono la nuova sede di Google presentano superfici fotovoltaiche di dimensioni tali da generare l'equivalente dell'energia necessaria ad alimentare 3500 case unifamiliari in un anno. Secondo le stime di Google, questa superficie fotovoltaica fornirà circa il 40% del fabbisogno energetico del campus.
Il campus ospita 1,1 milioni di piedi quadrati (102.000 metri quadrati) di spazio. Comprende due edifici per gli spazi di lavoro, un centro eventi per 1.000 persone e 240 unità abitative per i dipendenti a breve termine. Le strutture si trovano in un sito di 42 acri che vanta zone umide, boschi e paludi restaurate. Il progetto è la più grande struttura ad aver ottenuto la certificazione LEED Platinum, oltre ad essere la più grande struttura ad aver ottenuto la certificazione LBC Water Petal dell'International Living Future Institute, che riconosce il riutilizzo delle acque reflue e meteoriche.
Sviluppo di una struttura innovativa a campata lunga
In un periodo di rapida crescita, i fondatori di Google hanno cercato di pianificare un nuovo campus che potesse servire per il futuro. L'azienda aveva bisogno di nuovi spazi flessibili, e di molti. Il team di pianificazione di Google si è rivolto agli architetti con l'incarico di progettare un campus per migliaia di scrivanie che potesse evolversi con l'azienda. "Volevano un edificio che potesse resistere alla prova del tempo", spiega Blake Smith, associato di BIG e progettista di Bay View.
Secondo Smith, il progetto si è sviluppato come un rapporto diretto tra gli architetti e la leadership di Google. Larry Page, in particolare, è stato determinante nelle prime fasi della progettazione: "Ci ha chiesto di realizzare una richiesta "moonshot"", dice Smith. "Voleva una struttura con un involucro perfetto: senza peso, invisibile, che generasse energia, che supportasse la biofilia, che fornisse una qualità dell'aria interna ottimale e condizioni di illuminazione ideali per il lavoro al computer e alla scrivania".
Durante il tour iniziale del sito, il team di progettazione ha visitato l'adiacente Moffett Federal Airfield, sede di hangar costruiti per servire l'aviazione americana durante entrambe le guerre mondiali. "Siamo rimasti colpiti dalla scala e dall'integrità delle strutture, dal contesto unico che creavano e soprattutto dalla loro versatilità per una vita che va ben oltre il loro uso originario", spiega Smith. Le forme leggere e flessibili e gli spazi ampi hanno convinto gli architetti che le ambizioni di Google potevano essere soddisfatte con una sorta di hangar moderno. "L'idea di una tettoia minimale che si libra sopra i villaggi dei team è emersa come mezzo per fornire flessibilità e creare al contempo un'esperienza attiva, simile a un campus".
Il team di BIG e Heatherwick si è concentrato sulle strutture a lunga campata come punto di partenza del progetto. Nei suoi studi concettuali, il team di progettazione ha esaurito il canone delle tipologie strutturali. "Abbiamo esplorato tutta la gamma", dice Smith. Cupole, gusci, telai spaziali, tensostrutture in vetro con fotovoltaico integrato e persino una struttura pneumatica completamente gonfiabile sono stati studiati per capire come avrebbero potuto fornire un involucro adeguato a migliaia di Googler. Il progetto finale è un ibrido di tipologie a lunga campata, che combina forme a compressione e a trazione.
Una nuova forma di spazio di lavoro
Per determinare la natura e la forma della struttura, gli architetti sono partiti dalle esigenze dei Googler, dal modo in cui collaborano, dalla natura dei team e dalla loro propensione alla crescita. Il team di progettazione ha intrapreso un ampio processo di feedback e di contatto con Google, incontrando persone di tutti i reparti, dagli addetti alla sicurezza dei dati ai programmatori.
Secondo Smith, "Google mette a disposizione dei propri dipendenti una grande quantità di servizi e risorse", come centri fitness, sale massaggi, studi medici, bar e caffetterie. "Questi servizi sono molto apprezzati e fanno di Google un luogo di lavoro incredibile. Ma quello che abbiamo sentito dai programmatori è che può anche essere fonte di distrazione avere tutto questo brusio di attività sul posto di lavoro. Le persone si spostano continuamente da e verso queste strutture e gli spazi possono diventare rumorosi". Questo ha portato BIG a considerare una disposizione su due piani, dove gli uffici sono collocati al di sopra di spazi comuni che includono sale conferenze e servizi. Smith descrive il secondo piano come una "cattedrale per la concentrazione".
Le strutture si assottigliano fino a raggiungere un picco, in modo da risultare alte al centro, ma poco imponenti ai bordi, dove si entra. "La scala del volume interno e la natura ripetitiva della struttura evocano un senso di sublime", spiega Smith. Il progetto consente di creare un senso di comunità tra una popolazione di Googler che raggiunge le migliaia di persone, mentre l'architettura interna è stata modellata per mantenere l'intimità e favorire la collaborazione tra gruppi più piccoli di persone. Per migliorare la flessibilità futura del campus, la struttura interna è completamente staccata dalla tettoia. Può essere rimossa o sostituita in base alle esigenze.
"Dal punto di vista urbanistico, volevamo che gli edifici fossero eleganti e leggeri, nonostante la loro mole", spiega Smith. Dall'esterno, il campus è percepito come una serie di tettoie basse che toccano delicatamente il suolo in quattro angoli.
Un tetto che regola temperatura e acustica
La geometria della copertura regola il comfort termico e l'acustica. Come in altre grandi strutture, come i terminal aeroportuali, il volume interno è sufficientemente ampio da stratificare il calore e quindi da produrre passivamente una ventilazione di spostamento. Le sporgenze della tettoia proiettano le ombre sulle facciate in vetro, mentre un sistema di ombreggiamento automatizzato offre ulteriore comfort e protezione dall'abbagliamento. Un esteso sistema geotermico installato in pali strutturali - il più grande del Nord America - permette all'edificio di offrire un comfort termico tutto l'anno. Il team di progettazione stima che, di conseguenza, le emissioni di carbonio siano ridotte del 50% e l'acqua utilizzata per il raffreddamento del 90%.
La geometria interna convessa delle campate favorisce l'acustica, riflettendo i suoni in varie direzioni all'interno degli spazi anziché concentrarli, evitando le condizioni di eco che si potrebbero verificare in uno spazio a cupola o a volta. Le porzioni inferiori della tettoia sono costruite con metallo perforato contenente pannelli di assorbimento acustico. Al secondo piano, per migliorare la privacy e l'acustica locale, si utilizzano moquette e partizioni flessibili.
Drenaggio e manutenzione
Le tettoie sono state progettate per massimizzare la raccolta dell'acqua piovana. Ogni campata ha un punto alto e uno basso, situati agli angoli, che consentono un drenaggio positivo senza l'uso di pompe. I pluviali sono alloggiati all'interno delle colonne e sul perimetro della tettoia, mentre l'acqua piovana viene raccolta in una serie di bacini superficiali. L'acqua viene trattata in loco, combinata con le acque reflue trattate e riutilizzata per soddisfare tutte le esigenze non potabili del campus.
Le passerelle e le porte lungo e all'interno dei clerestori sono accessibili dalle colonne della tettoia per la manutenzione del tetto. Ulteriori passerelle per la manutenzione e punti di ancoraggio garantiscono un accesso sicuro lungo il perimetro delle campate inclinate. I pannelli fotovoltaici in vetro supportano il peso umano e possono essere calpestati direttamente.
I dettagli del tetto
"Il nostro obiettivo per il tetto era creare una struttura bella e leggera che bilanciasse la necessità di generare energia con il desiderio di luce naturale", spiega Smith. Le tettoie, in gran parte opache, massimizzano la superficie per raccogliere l'energia del sole, mentre le finestre a lucernario invitano a una luce naturale indiretta che permette di vedere il cielo e limita l'abbagliamento degli schermi dei computer.
Le campate quadrate in tensostruttura si estendono per 37 metri e sono sostenute da sottili colonne cruciformi che trasferiscono i carichi e ospitano le condutture elettriche che servono il fotovoltaico e i tubi dell'acqua piovana che scendono dalla tettoia fino a terra.
Ogni campata è costituita da un reticolo di tubi d'acciaio cuciti insieme da capriate Vierendeel su tutti i lati, che funzionano come una sorta di rete strutturale. Al di sopra è stato installato un decking in acciaio perforato con assorbimento acustico tra le lamelle, sormontato da uno strato impermeabilizzante e da battute per sostenere le giunture metalliche verticali per il drenaggio.
Unistrut è fissato alle giunture metalliche e funge da sistema di binari per il sistema fotovoltaico di tegole solari. Questo dettaglio permette di differenziare la direzione dell'aggraffatura e l'orientamento delle tegole, contribuendo a ottenere la struttura a "scala di drago". I bordi in acciaio inossidabile sono ben definiti in ogni campata della tettoia.
Proprietà del fotovoltaico
Il fotovoltaico, pur con tutti i suoi vantaggi, è spesso un'aggiunta antiestetica ai progetti architettonici. Ma il prodotto utilizzato per il campus di Google Bay View ha una forma, una consistenza e un colore unici, raffinati e ben integrati, come le squame di un pesce che sembrano cambiare con l'orientamento, rendendo la superficie irriconoscibile come impianto fotovoltaico.
50.000 pannelli fotovoltaici di 3 x 3 piedi (1 x 1 metro) sono stati prodotti per il progetto dall'azienda svizzera SunStyle. Il termine "scandola" è appropriato in quanto il prodotto viene utilizzato come rivestimento e può assumere la forma di superfici sia piane che curve. Secondo SunStyle, la forma del prodotto si ispira ai tetti in ardesia della regione alpina svizzera.
Le tegole sono pannelli compositi costituiti da celle fotovoltaiche stratificate sormontate da uno strato di vetro prismatico temperato e testurizzato che presenta molteplici vantaggi: riduce l'abbagliamento sul tetto, fornisce una finitura complessa che oscura il colore e l'aspetto delle celle e aiuta anche a recuperare alcuni dei fotoni che altrimenti verrebbero riflessi dalle celle.
Secondo le specifiche di prodotto di SunStyle, il pannello è un tipo di cella solare monocristallina, cioè utilizza singoli pezzi di silicone come semiconduttore, a differenza delle celle policristalline che sono meno efficienti. I pannelli SunStyle sono del tipo Passivated Emitter and Rear Contact (PERC), che includono uno strato di silicio aggiuntivo per riflettere parte dei raggi solari all'interno della cella, consentendo di produrre più energia rispetto ai pannelli solari convenzionali.
Ogni tegola ha una potenza nominale di 110 wp (watt di picco) e un'efficienza del 17%. Il sistema è una soluzione di copertura brevettata, impermeabile all'acqua grazie alla sua applicazione sovrapposta, durevole e garantita per 25 anni. Il prodotto è realizzato con vetro liscio o strutturato e con rivestimento colorato opzionale.
Adamson Associates (Architect of Record)
Thornton Tomasetti (Structural Engineer)
Integral Group (MEP Engineer)
Arup (Civil, Acoustics)
Sherwood (Water consultant)
