Progettato da Behnisch Architekten, il nuovo Science and Engineering Complex (SEC) dell'Università di Harvard è un laboratorio dinamico per la ricerca e l'apprendimento. Il suo design lungimirante riflette le avanzate soluzioni spaziali e tecnologiche di prima classe della sua facoltà e del suo staff che soddisfano le complesse e mutevoli esigenze della ricerca scientifica. L'edificio cardine del nuovo Campus Allston della scuola, situato direttamente dall'altra parte del fiume Charles dalla sede di Harvard di 300 anni a Cambridge, la struttura di ricerca e insegnamento di 544.000 piedi quadrati che ospita la Scuola di Ingegneria e Scienze Applicate (SEAS) stabilisce un tono architettonico distintivo per lo sviluppo futuro in uno degli ultimi quartieri non sviluppati di Boston. Incaricato di diventare "l'edificio più sano del campus di Harvard", il SEC stabilisce l'impegno dell'università verso la sostenibilità, l'attività accademica e di ricerca all'avanguardia e il design urbano di alta qualità.
Essendo una scuola relativamente nuova all'interno della Facoltà di Arti e Scienze, il SEAS mancava di un'impronta consolidata e di uno spazio adeguato a Cambridge. Il SEC ha presentato l'opportunità di collocare la maggior parte della scuola sotto un unico tetto con l'obiettivo di promuovere ulteriormente una cultura già solida di collaborazione e lavoro interdisciplinare. Riflettendo la natura evolutiva e interdisciplinare della ricerca, l'edificio è progettato per essere altamente flessibile e adattabile, attraverso una serie di ambienti che supportano la collaborazione e creano vibranti spazi pubblici in una varietà di scale. L'edificio è stato costruito sulle fondamenta esistenti di un complesso di scienze biologiche precedentemente progettato che è stato sospeso nel 2008. Quando il progetto è stato ripreso, è stato progettato per creare un forte precedente per lo sviluppo di spazi esterni, l'attivazione delle strade e l'integrazione con le reti di spazi pubblici più grandi che sono una parte fondamentale del piano generale dell'università per Allston.
Il SEC a otto livelli è situato in modo prominente lungo Western Avenue, un'arteria principale. La struttura intreccia tre blocchi di laboratori a quattro piani sopraelevati intorno a due atri, permettendo al piano terra di essere una zona altamente pubblica e comunicativa focalizzata sull'insegnamento e sugli spazi collaborativi e fornendo accesso e apertura verso il cortile paesaggistico a sud. Crea un ritmo visivo lungo i quasi 500 piedi di fronte alla strada analogo alle strutture di dimensioni più tradizionali, mantenendo la continuità del programma in un unico edificio. I blocchi del laboratorio sono rivestiti con uno schermo frangisole personalizzato in acciaio inossidabile che fornisce un controllo solare e un miglioramento della luce del giorno al modello di finestre sfalsate dietro di esso. Dalla strada, i volumi del laboratorio sembrano fluttuare sopra i primi e i secondi piani più generosamente vetrati che collegano la facciata pubblica dell'edificio al giardino lussureggiante a sud.
Un piano e un programma integrati e collaborativi
L'organizzazione dell'edificio segue la logica delle masse, con aule, laboratori didattici e spazi ricreativi che occupano i piani inferiori per sfruttare la vicinanza alla strada e al cortile, mentre i laboratori di ricerca nei volumi superiori mantengono livelli appropriati di solitudine e sicurezza. Gli spazi di lavoro regolarmente occupati si trovano lungo il perimetro di gran parte del SEC e sono progettati come una sorta di strato ambientale che media l'esterno e l'interno dell'edificio. Questi uffici, spazi di lavoro e sale riunioni hanno tutti finestre apribili, con meccanismi di trasferimento che permettono all'aria fresca di penetrare in profondità nell'edificio e assicurano una ventilazione di alta qualità durante le condizioni esterne appropriate. I Makerspaces e i laboratori didattici situati lungo Western Avenue mostrano le metodologie di apprendimento attivo utilizzate da SEAS e coinvolgono la comunità nel lavoro svolto dagli studenti. Le aule e gli spazi di incontro sono di varie dimensioni e disposizioni, che vanno dalle tipiche aule in stile teatro con pavimenti inclinati e posti a sedere fissi agli spazi di apprendimento attivo che possono essere riconfigurati a piacimento per permettere scenari di classi capovolte e discussioni guidate dagli studenti.
I piani superiori ospitano 69.120 piedi quadrati di spazio aperto per laboratori di ricerca umidi che ospitano attività biologiche, chimiche, fisiche, ottiche ed elettroniche, così come 24.000 piedi quadrati di laboratori di ricerca asciutti per ricercatori di informatica. Gli ambienti di laboratorio modulari e flessibili, la suddivisione in zone intelligenti di zone altamente ventilate dallo spazio asciutto e la fornitura robusta di servizi di laboratorio centralizzati assicurano l'adattabilità futura e l'uso continuo dello spazio di laboratorio per i decenni a venire. I saloni a due e tre piani tra i blocchi di laboratorio forniscono punti di connessione e di riposo per i ricercatori in una scala più intima. Materiali semplici come il cemento a vista, il vetro e i soffitti acustici aperti mantengono gli spazi aperti e flessibili, mentre i pavimenti e le scale in legno, le aree per sedersi, i bar per lavorare e le panchine enfatizzano le aree di collaborazione e di ritrovo.
Luce naturale e aria
Due atri inondano l'interno di luce naturale e facilitano la ventilazione naturale. L'atrio centrale collega tutti i livelli dell'edificio, passando dai piani di insegnamento più pubblici ai piani di ricerca più privati ai livelli superiori. Una grande caffetteria e un'area a gradini rivestita in legno si affacciano sul cortile e sugli spazi di collaborazione ai livelli inferiori, rafforzando la connessione degli spazi di insegnamento sui tre piani inferiori dell'edificio. L'atrio occidentale funge da elemento organizzativo secondario per l'edificio, creando spazi aggiuntivi per eventi e lavoro collaborativo mentre illumina a giorno tutti i piani fuori terra nella metà occidentale del sito.
Sporgenze profonde e frangisole orizzontali fissi definiscono le terrazze paesaggistiche, che culminano in una serie di giardini d'acqua piovana a livello del suolo che circondano il cortile centrale. I tassi di ventilazione, tipicamente il più forte fattore di consumo energetico dei laboratori, sono stati esaminati come parte di una valutazione completa dei rischi per determinare il flusso d'aria appropriato per tutti gli spazi dell'edificio, con l'obiettivo di ridurre i tassi di ventilazione di un terzo senza sacrificare la sicurezza degli occupanti.
Sostenibilità allo stato dell'arte
Il SEC è un esempio di sostenibilità integrata, sia in termini quantitativi che qualitativi, non solo per Harvard ma anche negli Stati Uniti. Il progetto, che ha ricevuto la certificazione LEED Platinum e LivingBuildingChallenge (LBC), Petal in Materials, Beauty, and Equity, dovrebbe ridurre le emissioni di gas serra del 50% rispetto all'edificio di riferimento.
Il design a strati della facciata calibra la scala dei grandi volumi che costituiscono il programma di ricerca dell'edificio, crea un'identità per il complesso e gioca un ruolo cruciale nel rendimento energetico dell'edificio e nel comfort degli occupanti. Cinque acri di terrazze vegetate sul tetto contribuiscono al comfort termico e danno agli occupanti dei piani inferiori le loro viste sul giardino ad ogni livello dell'edificio. Behnisch Architekten ha lavorato con Transsolar per sviluppare un concetto integrato di clima ed energia con particolare enfasi su quattro concetti di facciata separati, ventilazione naturale e ventilazione di laboratorio. Behnisch Architekten e il direttore dei lavori Turner Construction hanno collaborato con Harvard per ricercare più di 5.600 prodotti individuali e sistemi di costruzione e si sono assicurati le dichiarazioni dei materiali da più di 1.500 produttori, garantendo la piena trasparenza nella composizione chimica dei prodotti specificati per il progetto.
Il perno degli ambiziosi obiettivi energetici dell'edificio, il suo rivoluzionario design specializzato della facciata bilancia gli obiettivi tecnici ed estetici in un modo che celebra i suoi aspetti orientati alle prestazioni e fa una forte dichiarazione sulla presenza dell'università ad Allston. Nell'edificio sono utilizzati quattro tipi principali di facciata:
- Parete schermo del laboratorio: Le aree di ricerca ai piani superiori sono rivestite da un sofisticato schermo progettato in collaborazione con lo studio di ingegneria strutturale KnippersHelbig. Il primo sistema di facciata tensile idroformato al mondo, combina il controllo solare con l'innovazione dei materiali, utilizzando acciaio inossidabile che ha la delicatezza e la leggerezza del tessuto. Il concetto è incentrato su uno schermo parasole fisso che è calibrato geometricamente per abbassare i carichi di raffreddamento di picco del 65% mentre riflette la luce del giorno in profondità negli spazi. La sfida di produrre 12.000 pannelli fresati con precisione in 14 forme diverse ha richiesto a Josef Gartner GmbH/Permasteelisa North America Corp. di sviluppare tecniche di fabbricazione altamente innovative.
Per massimizzare l'efficienza strutturale, materiale e di fabbricazione, l'approccio è stato ispirato da oggetti utilitari come barattoli di zuppa, carriole e carrozzerie. Un team di ingegneri, costruttori e specialisti dell'illuminazione e del clima ha utilizzato test empirici, prototipi rapidi, mockup visivi e prestazionali in scala reale e software avanzati di progettazione industriale e simulazione (incluso CATIA, un software di modellazione 3D utilizzato per la progettazione e la visualizzazione di forme complesse e innovative) per ottimizzare i pannelli dello schermo in termini di resistenza, produzione e qualità visive.
I pannelli sono fabbricati in acciaio inossidabile spesso 1,5 mm utilizzando un metodo di produzione noto come idroformatura, che si trova comunemente nelle parti industriali e nelle industrie automobilistiche. Dopo aver piegato ogni pannello per raggiungere l'integrità strutturale, il passo finale - il taglio laser lungo cinque assi - perfora i loro bordi, sfumando il contrasto tra ombra ed esterno. La rigidità strutturale dei pannelli ha permesso una struttura di supporto a trazione minima, permettendo alla vista e alla luce del giorno di penetrare negli interni. La cassetta dei pannelli è imbullonata direttamente alle barre d'acciaio verticali tese a molla, con solo un rinforzo per il vento ai livelli dei pennacchi.
A seconda della sua esatta posizione sulla facciata, ogni schermo è esattamente dimensionato e lavorato per schermare l'interno dell'edificio dal guadagno di calore solare durante i mesi più caldi, mentre lascia entrare il sole durante l'inverno. Questo riduce significativamente i carichi di raffreddamento e riscaldamento dell'impianto meccanico. Lo schermo riflette anche la luce del giorno verso l'interno pur mantenendo ampie aperture di vista verso l'esterno. L'involucro termico dietro lo schermo è a triplo vetro e punteggiato da finestre apribili per facilitare la ventilazione naturale dell'interno dell'edificio.
La qualità stratificata della facciata coinvolge il pubblico assorbendo e riflettendo le condizioni mutevoli del suo ambiente, creando un arazzo dinamico.
- Facciata del giardino: I due piani inferiori e tutte le porzioni dell'edificio rivolte a sud sono caratterizzate da finestre a nastro in vetro altamente trasparenti ad un piano che si estendono dal pavimento al soffitto. Ogni due moduli su tre del sistema di alluminio unitizzato sono completamente vetrati; il terzo modulo è opaco. Le finestre apribili sono integrate in ogni terza unità.
- Facciata d'ingresso a doppia altezza: installata su spazi a più piani agli ingressi principali dell'edificio, questo sistema a triplo vetro con telaio in acciaio produce un aspetto interno molto pulito. I lembi azionabili ai livelli superiori di questa facciata supportano la ventilazione naturale automatizzata.
- Facciata dell'atrio: Il muro a sei piani dell'atrio principale è largo circa 75 piedi per 65 piedi di altezza e il muro a tre piani dell'atrio ovest misura circa 45 piedi di larghezza per 55 piedi di altezza. La sfida - integrare i requisiti strutturali di queste pareti di vetro a lunga campata con il frangisole esterno richiesto per mantenere il comfort termico negli spazi degli atri - è stata affrontata con un elemento ombreggiante personalizzato che funge anche da trave collettrice rigida del vento. Sia il sistema di ombreggiamento che la parete a triplo vetro dietro di esso sono sospesi alla struttura sopraelevata del tetto.
Il design di Behnisch Architekten per il progetto del Complesso di Scienza e Ingegneria mette insieme un certo numero di fili della vita contemporanea, che certamente influenzerà le generazioni future: l'influenza decisiva dell'ingegneria sulla scoperta e la risoluzione di alcuni dei problemi più pressanti del mondo, l'importanza critica degli sforzi interdisciplinari per realizzare importanti iniziative di ricerca e la vera leadership nell'area del design sostenibile e dello sviluppo urbano.
