Harvard University Science and Engineering Complex

Harvard University Science and Engineering Complex

Architecte
Behnisch Architekten
Lieu
150 Western Avenue, Allston, Boston, Massachusetts 02134, USA | View Map
Année du projet
2021
Catégorie
Universités
Brad Feinknopf
Fiche technique du produit

ÉlémentMarqueProduct Name
TilesMosa
LightingZumtobel Lighting Gmbh
Stainless Steel MeshCarl Stahl Architecture
Resilient Sheet Flooringnora
LightingHess AG
Exterior Balance DoorsDawson Metal Company, Inc.

Fiche technique du produit
Tiles
by Mosa
Stainless Steel Mesh
Resilient Sheet Flooring
by nora
Lighting
by Hess AG
Exterior Balance Doors

Complexe de sciences et d'ingénierie de l'université de Harvard

Behnisch Architekten en tant que Architectes.

Conçu par BehnischArchitekten, le nouveau complexe de sciences et d'ingénierie (SEC) de l'université de Harvard est un laboratoire dynamique de recherche et d'apprentissage. Sa conception tournée vers l'avenir reflète les solutions spatiales et technologiques avancées et de classe mondiale de son corps enseignant et de son personnel qui répondent aux exigences complexes et changeantes de la recherche scientifique. La pierre angulaire du nouveau campus Allston de l'école, situé de l'autre côté de la rivière Charles, en face de la maison tricentenaire de Harvard à Cambridge, l'installation de recherche et d'enseignement de 544 000 pieds carrés qui abrite l'école d'ingénierie et de sciences appliquées (SEAS) donne un ton architectural distinctif au développement futur de l'un des derniers quartiers non développés de Boston. Chargée de devenir le "bâtiment le plus sain du campus de Harvard", la SEC témoigne de l'engagement de l'université en faveur de la durabilité, d'une activité académique et de recherche de pointe et d'un design urbain de haute qualité.

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En tant qu'école relativement nouvelle au sein de la faculté des arts et des sciences, le SEAS ne disposait pas d'une empreinte consolidée et d'un espace adéquat à Cambridge. Le SEC a offert l'opportunité d'installer la majorité de l'école sous un même toit, dans le but de favoriser une culture déjà solide de collaboration et de travail interdisciplinaire. Reflétant la nature évolutive et interdisciplinaire de la recherche, le bâtiment est conçu pour être très flexible et adaptable, grâce à une série d'environnements qui favorisent la collaboration et créent des espaces publics dynamiques à différentes échelles. Le bâtiment a été construit sur les fondations existantes d'un complexe des sciences de la vie conçu précédemment et dont les travaux ont été suspendus en 2008. Lorsque le projet a repris, il a été conçu pour établir un précédent solide pour le développement d'espaces extérieurs, l'activation des rues et l'intégration à des réseaux d'espaces publics plus vastes qui constituent un élément clé du plan directeur de l'université pour Allston.

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Le SEC de huit niveaux est situé de manière proéminente le long de Western Avenue, une artère principale. La volumétrie tisse trois blocs de laboratoires surélevés de quatre étages autour de deux atriums, permettant au rez-de-chaussée d'être une zone hautement publique et communicative axée sur les espaces d'enseignement et de collaboration, et offrant un accès et une ouverture vers la cour paysagée au sud. Cela crée un rythme visuel le long des 500 pieds de façade sur la rue, analogue aux structures de taille plus traditionnelle, tout en maintenant la continuité du programme dans un seul bâtiment. Les blocs de laboratoire sont recouverts d'un écran pare-soleil en acier inoxydable personnalisé qui assure le contrôle solaire et l'amélioration de la lumière du jour pour le modèle de fenestration échelonné derrière lui. Depuis la rue, les volumes du laboratoire semblent flotter au-dessus du premier et du deuxième étage, plus généreusement vitrés, qui relient la façade publique du bâtiment au jardin paysager luxuriant situé au sud.

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Un plan et un programme intégrés et collaboratifs        

L'organisation du bâtiment suit la logique de la volumétrie, avec des salles de classe, des laboratoires d'enseignement et des espaces d'agrément occupant les étages inférieurs pour profiter de la proximité de la rue et de la cour, tandis que les laboratoires de recherche dans les volumes supérieurs maintiennent des niveaux appropriés de solitude et de sécurité. Des espaces de travail régulièrement occupés bordent le périmètre d'une grande partie de la SEC, et sont conçus comme une sorte de couche environnementale médiatrice entre l'extérieur et l'intérieur du bâtiment. Ces bureaux, espaces de travail et salles de réunion sont tous dotés de fenêtres ouvrantes, avec des mécanismes de transfert qui permettent à l'air frais de pénétrer en cascade dans le bâtiment et assurent une ventilation de haute qualité dans des conditions extérieures appropriées. Les espaces de fabrication et les laboratoires d'enseignement situés le long de l'avenue Western mettent en valeur les méthodologies d'apprentissage actif utilisées par le SEAS et font participer la communauté au travail effectué par les étudiants. Les salles de classe et les espaces de réunion sont de tailles et d'agencements différents, allant des salles de classe typiques de style théâtre avec des sols inclinés et des sièges fixes aux espaces d'apprentissage actif qui peuvent être reconfigurés à volonté pour permettre des scénarios de classe inversée et des discussions dirigées par les étudiants.

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Les étages supérieurs abritent 69 120 pieds carrés d'espace ouvert de laboratoires de recherche humide accueillant des activités biologiques, chimiques, physiques, optiques et électroniques, ainsi que 24 000 pieds carrés de laboratoires de recherche sèche pour les chercheurs en informatique. Des environnements de laboratoire modulaires et flexibles, un zonage intelligent des zones hautement ventilées par rapport aux espaces secs, et la fourniture robuste de services de laboratoire centralisés garantissent l'adaptabilité future et l'utilisation continue de l'espace de laboratoire pour les décennies à venir. Des salons de deux et trois étages entre les blocs de laboratoires offrent des points de connexion et de répit aux chercheurs à une échelle plus intime. Des matériaux simples tels que le béton apparent, le verre et les plafonds acoustiques ouverts permettent de garder les espaces ouverts et flexibles, tandis que le plancher et les escaliers en bois, les sièges, les barres de travail et les bancs soulignent les zones de collaboration et de rassemblement. 

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Lumière et air naturels

Deux atriums inondent l'intérieur de lumière naturelle et facilitent la ventilation naturelle. L'atrium central relie tous les niveaux du bâtiment, passant des étages d'enseignement plus publics aux étages de recherche plus privés aux niveaux supérieurs. Un grand café et une zone de sièges en gradins, bordée de bois, donnent sur la cour et les espaces de collaboration aux niveaux inférieurs, renforçant ainsi la connexion des espaces d'enseignement sur les trois étages inférieurs du bâtiment. L'atrium ouest agit comme un élément d'organisation secondaire pour le bâtiment, créant des espaces supplémentaires pour les événements et le travail collaboratif tout en éclairant de jour tous les étages supérieurs de la moitié ouest du site.

De profonds surplombs et des brise-soleil horizontaux fixes définissent les terrasses paysagées, qui culminent dans une série de jardins d'eau pluviale au niveau du sol qui entourent la cour centrale. Les taux de ventilation, qui sont généralement le facteur le plus important de la consommation d'énergie des laboratoires, ont été examinés dans le cadre d'une évaluation complète des risques afin de déterminer le débit d'air approprié pour tous les espaces du bâtiment, dans le but de réduire les taux de ventilation d'un tiers sans sacrifier la sécurité des occupants.

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Une durabilité de pointe

Le SEC est un exemple de durabilité intégrée, tant en termes quantitatifs que qualitatifs, non seulement pour Harvard mais aussi aux États-Unis. Le projet, qui a reçu la certification LEED Platinum et LivingBuildingChallenge (LBC), Petal en matière de matériaux, de beauté et d'équité, devrait réduire les émissions de gaz à effet de serre de 50 % par rapport à un bâtiment de référence comparable.

La conception en couches de la façade calibre l'échelle des grands volumes qui constituent le programme de recherche du bâtiment, crée une identité pour le complexe et joue un rôle crucial dans la performance énergétique du bâtiment ainsi que dans le confort des occupants. Cinq acres de toits-terrasses végétalisés contribuent au confort thermique et offrent aux occupants des étages inférieurs leur propre vue sur le jardin à chaque niveau du bâtiment. BehnischArchitekten a travaillé avec Transsolar pour développer un concept intégré de climat et d'énergie en mettant l'accent sur quatre concepts de façades distincts, la ventilation naturelle et la ventilation des laboratoires. BehnischArchitekten et le maître d'œuvre Turner Construction ont fait équipe avec Harvard pour rechercher plus de 5 600 produits et systèmes de construction individuels, et ont obtenu des déclarations de matériaux de plus de 1 500 fabricants sous contrat, garantissant une transparence totale de la composition chimique des produits spécifiés pour le projet.

Pilier des objectifs énergétiques ambitieux du bâtiment, la conception révolutionnaire et spécialisée de sa façade permet d'équilibrer les objectifs techniques et esthétiques de manière à célébrer ses aspects axés sur la performance et à affirmer avec force la présence de l'université à Allston. Quatre principaux types de façades sont utilisés pour le bâtiment :

- Le mur-écran du laboratoire : Les zones de recherche des étages supérieurs sont enveloppées d'une enceinte grillagée sophistiquée conçue en collaboration avec le cabinet d'ingénierie structurelle KnippersHelbig. Premier système de façade tendu hydroformé au monde, il combine le contrôle solaire et l'innovation matérielle, en utilisant de l'acier inoxydable qui a la délicatesse et la légèreté du tissu. Le concept est centré sur un écran pare-soleil fixe, calibré géométriquement pour réduire de 65 % les charges de refroidissement maximales tout en reflétant la lumière du jour dans les espaces. Le défi de produire 12 000 panneaux fraisés avec précision dans 14 formes différentes a exigé de Josef Gartner GmbH/PermasteelisaNorthAmerica Corp. de développer des techniques de fabrication très innovantes.

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Pour maximiser l'efficacité de la structure, des matériaux et de la fabrication, l'approche s'est inspirée d'objets utilitaires tels que des boîtes de soupe, des brouettes et des carrosseries de voitures. Une équipe d'ingénieurs, de fabricants et de spécialistes de l'éclairage et du climat a eu recours à des tests empiriques, à un prototypage rapide, à des maquettes visuelles et de performance à grande échelle, ainsi qu'à des logiciels de conception et de simulation industrielles avancés (notamment CATIA, un logiciel de modélisation 3D utilisé pour la conception et la visualisation de formes complexes et innovantes) pour optimiser les panneaux d'écran en termes de résistance, de production et de qualités visuelles.

Les panneaux sont fabriqués à partir d'acier inoxydable de 1,5 mm d'épaisseur en utilisant une méthode de production connue sous le nom d'hydroformage, que l'on retrouve couramment dans les secteurs des pièces industrielles et de l'automobile. Après avoir plié chaque panneau pour obtenir l'intégrité structurelle, l'étape finale - la découpe au laser selon cinq axes - permet de perforer leurs bords, estompant ainsi le contraste entre l'ombre et l'extérieur.La rigidité structurelle des panneaux a permis d'obtenir une structure de support de traction minimale, permettant aux vues et à la lumière du jour de pénétrer à l'intérieur. La rigidité structurelle des panneaux a permis d'utiliser une structure de support minimale, permettant aux vues et à la lumière du jour de pénétrer à l'intérieur.

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En fonction de sa position exacte sur la façade, chaque écran est précisément dimensionné et usiné pour protéger l'intérieur du bâtiment contre les gains de chaleur solaire pendant les mois chauds, tout en laissant entrer le soleil bénéfique pendant l'hiver. Cela réduit considérablement les charges de refroidissement et de chauffage de l'installation mécanique. L'écran reflète également la lumière du jour vers l'intérieur tout en conservant de grandes ouvertures vers l'extérieur. L'enceinte thermique derrière l'écran est à triple vitrage et ponctuée de fenêtres ouvrantes pour faciliter la ventilation naturelle de l'intérieur du bâtiment.

La qualité multicouche de la façade interpelle le public en absorbant et en reflétant les conditions changeantes de son environnement, créant ainsi une tapisserie dynamique.

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- Façade du jardin : Les deux étages inférieurs et toutes les parties du bâtiment orientées vers le sud sont dotés de fenêtres en ruban de verre d'un étage, très transparentes, qui s'étendent du sol au plafond. Deux modules sur trois du système d'aluminium unitisé sont entièrement vitrés ; le troisième module est opaque. Des fenêtres ouvrantes sont intégrées à chaque troisième module.
- Façade d'entrée à double hauteur : Installé sur des espaces à plusieurs étages aux entrées principales du bâtiment, ce système à triple vitrage et à cadre d'acier produit une apparence intérieure très nette.  Des volets ouvrants aux niveaux supérieurs de cette façade permettent une ventilation naturelle automatisée.

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- Façade de l'atrium : Le mur de six étages de l'atrium principal mesure environ 75 pieds de large sur 65 pieds de haut, et le mur de trois étages de l'atrium ouest mesure environ 45 pieds de large sur 55 pieds de haut. Le défi - intégrer les exigences structurelles de ces murs de verre à longue portée avec le brise-soleil extérieur nécessaire pour maintenir le confort thermique dans les espaces de l'atrium - est relevé avec un élément d'ombrage sur mesure qui agit également comme une poutre rigide collectrice de vent. Le système d'ombrage et le mur à triple vitrage situé derrière lui sont suspendus à la structure du toit.                             

La conception de BehnischArchitekten pour le projet de complexe de sciences et d'ingénierie rassemble un certain nombre de fils de la vie contemporaine, qui influenceront certainement les générations futures : l'influence décisive de l'ingénierie sur la découverte et la résolution de certains des problèmes les plus urgents du monde, l'importance critique des efforts interdisciplinaires pour réaliser des initiatives de recherche majeures, et un véritable leadership dans le domaine de la conception durable et du développement urbain.

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Cette histoire est disponible en plusieurs langues
Crédits de projet
Climate Engineering
Ceiling Contractor
Lighting Design
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