El edificio y el libro

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El edificio y el libro

Por Sarah Ghorbanian,Viral Amin, Kyle Lehman, SmithGroup

Cómo abordaron los diseñadores los desafíos de los sistemas de incendio y seguridad humana en la construcción del Museo de la Biblia de $500 millones de dólares en Washington, DC

Readaptando un edificio histórico

El Museo de la Biblia, ubicado cerca del parque National Mall en Washington, DC, fue construido dentro de un edificio que alguna vez sirvió como el depósito de cámara frigorífica principal de la ciudad. Adaptar este histórico edificio para ser utilizado como un museo, al mismo tiempo que se trabajaba con las restricciones de un lugar limitado y se daba lugar a un ambicioso y complejo plano, fue un difícil desafío, tanto desde un punto de vista arquitectónico como de seguridad humana. Nuestro equipo de arquitectos e ingenieros en protección contra incendios trabajó con la autoridad competente, conservadores del museo, diseñadores de exposiciones, el contratista, y subcontratistas especializados para entregar el museo en tan solo cinco años, desde el concepto inicial hasta la fecha de apertura el 17 de noviembre de 2017. En el camino, tuvimos que resolver numerosos desafíos de diseño y seguridad humana, entre ellos las medianeras entre el museo y el edificio adyacente, el diseño de control de humo en el atrio, y complejidades asociadas con las exposiciones del museo que básicamente creaban múltiples museos dentro de un museo.

Finalmente, entregamos uno de los museos más tecnológicos y avanzados del mundo, un espacio de 430,000 pies cuadrados, con un valor de $500 millones de dólares de ocho pisos de altura que incluye espacios de exposición, laboratorios de investigación y bibliotecas, un auditorio, un recinto para artes escénicas, un salón de baile con 500 asientos, residencias para académicos visitantes, salones de clase, oficinas, y un jardín y restaurante en la terraza.

El Museo de la Biblia aprovecha la tecnología de vanguardia para crear una atractiva experiencia de sumersión para los visitantes mientras exploran la historia, narrativa, e impacto de la Biblia. Las características de las instalaciones incluyen “docentes digitales” que brindan información dependiente de la ubicación, 12 teatros que brindan una experiencia audiovisual de sumersión – incluyendo una cámara interactiva que permite que los visitantes vuelen y planeen virtualmente por encima de lugares de importancia bíblica – y un centro de conferencias con capacidad de traducción simultánea.  

El depósito para cámara frigorífica fue originalmente construido por Terminal Refrigerating and Warehouse Co. en 1923. Con un ramal de tren que ingresaba directamente en el edificio, albergaba una cámara frigorífica y una planta de hielo antes de quedar finalmente en desuso con la adopción de la refrigeración residencial. En la década del 70, el edificio fue rediseñado como el Centro de Diseño de Washington, y fue utilizado para exhibir productos arquitectónicos y de diseño interior durante los siguientes 35 años. Uno de nuestros objetivos principales para el proyecto fue hacer referencia al legado arquitectónico del lugar al mismo tiempo que brindamos una experiencia totalmente moderna para los visitantes y amplias instalaciones de apoyo para la institución.

MuseumOfTheBible188La mayor parte de los 430,000 pies cuadrados del nuevo museo se encuentra en antiguas instalaciones de una cámara frigorífica, con el agregado de un nivel en la terraza que se extiende también sobre un edificio de oficinas adyacente;

A fin de albergar muchos elementos programáticos exigidos para esta nueva institución, se realizaron finalmente agregados y renovaciones a las tres estructuras existentes que ocupaban esta cuadra de la ciudad. Se conservó y restauró la mampostería original de ladrillos rojos existente del depósito y se reinauguró el portal original del tren de la estructura histórica para servir como la entrada monumental del museo. Se construyeron dos pisos adicionales de construcción nueva por encima de la estructura histórica restante para albergar un recinto de artes escénicas con 472 asientos, en espacio de reunión, un restaurante, y espacios adicionales de exhibición. A mitad de cuadra, se eliminó un agregado no histórico del edificio con una dársena de carga para dar lugar a dos niveles de espacio subterráneo y una nueva circulación vertical para el museo. 

La organización del Museo de la Biblia también adquirió los derechos sobre el espacio aéreo del centro de oficinas adyacente Washington Office Center, en el que se construyó un agregado de un piso por encima del edificio para brindar espacio para instalaciones de conferencia y educativas para académicos asociados con la rama de investigación del museo, la Iniciativa de Académicos del Museo de la Biblia, así como residencias para académicos visitantes.

Desafío: edificio adyacente y muros cortafuego

Al igual que muchos sitios urbanos, el Museo de la Biblia es un sitio delimitado, con las vías del tren hacia el sur, rutas hacia el norte y oeste, y un edificio vecino, el centro de oficinas Washington Office Center, hacia el este. Las barreras cortafuego con certificación contra incendios de dos horas colocadas espalda contra espalda entre el museo y el centro de oficinas brindan la separación de medianeras requerida. 

Integrar la totalidad del museo, incluyendo las instalaciones para conferencias y las viviendas para académicos visitantes, dentro del edificio histórico de la cámara frigorífica no fue posible, a pesar de la nueva construcción por encima de la estructura histórica y el agregado de espacio subterráneo y de circulación vertical. Las rutas adyacentes y la vía del tren impidieron agregados horizontales, sin dejar espacio para expandir el plano del edificio.   

El centro de oficinas adyacente Washington Office Center, no obstante, era propiedad del mismo dueño que la estructura histórica, lo que brindó una oportunidad única de expandir el museo hacia, o más precisamente sobre, el centro de oficinas adyacente. Ahora un nuevo piso permite espacio para conferencias y para alojar a investigadores visitantes y está conectado al resto del museo a través de un nuevo ascensor. A pesar de que el nuevo piso sirve al museo, es parte del centro de oficinas, tanto desde el punto de vista legal como del código.

Si bien el Código de Construcción del DC prohíbe aberturas en medianeras entre edificios en lotes independientes, sí permite que los diseñadores propongan enfoques alternativos que brinden un nivel de seguridad equivalente, como se indica enMuseumOfTheBible102 la sección 1.4. de NFPA 101®,Código de Seguridad Humana. Pudimos obtener esa equivalencia para permitir el pasaje entre el espacio del museo y el nuevo piso sobre el centro de oficinas a través del proceso de reunión para revisión del diseño previo (PDRM) de la ciudad, que reúne a los diseñadores y evaluadores a principio del proyecto de modo que puedan resolverse cuestiones clave antes de la revisión del permiso final. Esto oscila desde disposiciones prescriptivas en el código que requieren de la aprobación explícita de la autoridad competente, como por ejemplo las alimentaciones eléctricas de estilo campus para bombas de incendio, hasta solicitudes de enfoques equivalentes hasta requisitos prescriptivos, tales como las aberturas en medianeras solicitadas como parte de este proyecto. Los evaluadores involucrados podrían limitarse a una única disciplina o ser parte de una gama completa de disciplinas, desde protección contra incendios hasta civil y zonificación.       

En nuestro caso, el debate en la PDRM llevó a una equivalencia aprobada que exigió protecciones en aberturas con certificación de resistencia al fuego adicionales en el ascensor, un acuerdo de compromiso que otorgaría el acceso al espacio del museo en el centro de oficinas Washington Office Center indefinidamente – incluso si se vendiera la propiedad en un futuro – y un ascensor adicional para ser utilizado por los bomberos para acceder al nuevo piso directamente desde el vestíbulo del centro de oficinas. Este ascensor adicional resulta de suma importancia porque la respuesta del cuerpo de bomberos a cualquier alarma en el nuevo espacio para conferencias o residencial sería al vestíbulo del centro de oficinas, más que al ascensor principal ubicado del lado del museo utilizado por el personal y los académicos para acceder al piso agregado.   

Al participar en el proceso de la PDRM, pudimos trabajar el concepto con la autoridad competente en la primera etapa del diseño, ayudando a reducir el riesgo de que un concepto totalmente desarrollado fuera rechazado durante la revisión del permiso. La primera devolución de la ciudad también permitió que el equipo legal del propietario determine los acuerdos necesarios antes de la presentación del permiso, en lugar de esperar un comentario de la revisión que entonces retendría la emisión del permiso. Como resultado, comenzó la construcción a tiempo y el museo pudo ser entregado según los tiempos acordados.

Desafío: diseño del atrio y control del humo

Para darle orden a la compleja diversidad de espacios y funciones dentro del museo, hemos creado un sistema de circulación vertical de interconexión radial dentro de un extenso atrio central que conectó todos los pisos y alienta a los ocupantes a utilizar la escalera monumental en lugar de esperar los ascensores. El centro primario de circulación es un espacio tranquilo y luminoso que brinda a los visitantes tanto un espacio de descanso como una oportunidad para reorientarse en el edificio. Desde el centro finalmente se puede llegar al agregado en la terraza, que incluye un restaurante, espacios para eventos especiales, y un amplio teatro para artes escénicas.  

Con una abertura vertical que es apenas más extensa que la escalera, asumimos que los tradicionales cálculos hechos a mano serían inadecuados para diseñar el sistema de control de humo. NFPA 92, Norma para Sistemas de Control de Humo, contiene varias fórmulas algebraicas para estimar el volumen de humo producido por un cierto incendio de diseño, pero existen limitaciones en cuanto a la aplicación de esos cálculos hechos a mano.

De hecho, NFPA 92 (Sección A.5.9 en la edición 2018) indica explícitamente que las ecuaciones empíricas no son adecuadas para los atrios con “diferentes cortes transversales y geometrías complejas” y recomienda enfoques alternativos tales como modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD) en dichos casos. Ya que la interacción entre los penachos de humo y los balcones adyacentes no podría ser capturada por los cálculos hechos a mano o por modelos simples tales como modelos zonales, consideramos que un modelo de CFD sería el método más apropiado para evaluar el diseño del sistema de escape de humo.

La imponente escalera del atrio ofreció un foco de atención para el interior del museo pero creó un complejo desafío para el control del humo para los diseñadores.La imponente escalera del atrio ofreció un foco de atención para el interior del museo pero creó un complejo desafío para el control del humo para los diseñadores.

Nuestra teoría se confirmó cuando los primeros resultados del modelo de humo en computadora de nuestro consultor, Jensen Hughes, utilizando el simulador de dinámica de incendios (FDS) elaborado por el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST) de los Estados Unidos, demostró la acumulación de humo en los niveles cuatro y cinco, incluso cuando la capa principal de humo permaneció por encima de la parte superior de la escalera. Los análisis de tales resultados sugirieron que la geometría del espacio generó remolinos de humo en esos niveles, lo que llevó la visibilidad por debajo del umbral mínimo aceptable de 30 pies.   

A fin de mitigar los remolinos de humo en dichos niveles, se diseñaron cortinas de humo enrollables desde el techo para evitar el movimiento del humo hacia espacios ocupados adyacentes. Al activarse los detectores de humo en el atrio, estas cortinas se desenrollan de forma controlada para sellar por completo las aberturas hacia el atrio. Al retraerse, se integran al cielorraso y son prácticamente invisibles.    

El diseño de aire de reposición también contribuyó con un sistema de control de humo efectivo y eficiente. Ya que eliminar aire desde un espacio sin reemplazarlo crearía presiones negativas, se debe proporcionar aire de reposición para equilibrar el aire de escape.   

Hemos descubierto que la red de conductos, rejillas y aberturas de aire de reposición por lo general tiene un impacto arquitectónico más significativo que los ventiladores o aberturas de escape. Si bien las aberturas de escape están por lo general ubicadas en la parte superior del espacio y pueden eliminar un volumen significativo de humo a través de cada abertura, las entradas de aire de reposición son por lo general más extensas y están ubicadas en niveles inferiores. Esto con frecuencia exige la instalación de pozos, redes de conductos y áreas de muros para las entradas que están en competencia directa por el espacio con otros sistemas, estructura de la construcción y características arquitectónicas.

Por lo general se requieren entradas más extensas para minimizar la velocidad del aire de reposición, ya que el aire de reposición a alta velocidad altera los penachos de humo, mezclándolos con el aire fresco circundante. Esta combinación aumenta el volumen de humo que debe ser eliminado. Están por lo general ubicadas en los niveles inferiores porque inyectar aire directamente en la capa de humo puede aumentar el volumen de humo, invalidando los esfuerzos del sistema de escape de humo.

En el Museo de la Biblia, contamos con el sistema de aire de reposición desde espacios adyacentes en los Niveles 1 a 6. Esto ayudó a distribuir la fuente de aire de reposición, de modo que ningún piso pierda demasiado espacio por las aberturas de aire de reposición. A pesar de que esto incluyó las entradas de aire de reposición en los niveles superiores, los resultados del modelo de incendio de la CFD indicaron que el penacho de humo no se vería afectado por el flujo de aire de reposición y que el movimiento natural del aire desde el área de presión alta en las entradas del aire de reposición hacia el área de presión baja en las salidas de escape ayudaría a mantener el humo dentro de la abertura vertical.   

Repeticiones adicionales del modelo de incendio que incorpora el aire de reposición final y los diseños de cortina de humo confirmaron la eficacia de estas medidas y demostraron que se esperaría que el sistema mantenga condiciones sostenibles para los incendios de diseño que fueron modelados. Estos resultados resultaron reales para escenarios que incluyeron incendios en el centro de la abertura del atrio, y para escenarios ubicados próximos a los puntos de inyección de aire de reposición.     

Desafío: organizar “museos dentro de un museo”

Si bien los museos tradicionales por lo general están formados por galerías, espacios para conferencias y actividades educativas, una tienda y tal vez un café, el Museo de la Biblia se concibió y diseñó como una institución más ambiciosa y flexible, con la idea de brindarle una experiencia multidimensional al visitante. Esta visión creó también importantes desafío de seguridad y diseño para los diseñadores. 

Las exposiciones permanentes y a largo plazo ocupan la mayor parte del espacio del piso dentro de la estructura original, y el proyecto incluye una serie de espacios de galería adicionales que presentan exposiciones de instituciones visitantes, tales como la Biblioteca del Vaticano y la Autoridad de Antigüedades de Israel. Cada uno de estos espacios únicos contó con su propio equipo de diseño de exposiciones especializado, que a su vez contaba con sus propios métodos para la creación de planos, comunicación con los armadores, y coordinación con los equipos de ingeniería de referencia del edificio. Este enfoque creó efectivamente un edificio de “museos dentro de un museo”, así como la necesidad de estandarizar muchos de los sistemas principales del edificio – como los controles de iluminación, paneles de graduación de la intensidad de la iluminación, dispositivos de seguridad humana, y pasajes de comunicación – sin reprimir el diseño de los espacios. Debido al limitado cronograma, fases necesarias del proyecto, y la gran cantidad de profesionales de diseño involucrados – más de 550 ingenieros, arquitectos, y otros expertos de la construcción – un enfoque tradicional del proyecto de diseño-licitación-construcción no hubiera permitido que el museo se complete dentro de los tiempos deseados por el cliente. El contratista general, Clark Construction, llegó a principios del proyecto, y la constante colaboración entre los equipos de diseño y de construcción ayudó a mantener un ajustado cronograma. Junto con el contratista general, seis equipos de diseño de exposiciones, y más de 60 subcontratistas especializados, el equipo del proyecto tomó un enfoque integrado a principios del proceso, con socios especializados que asistieron en el diseño dentro del equipo de diseño – armadores de sistemas de calefacción, ventilación y acondicionamiento de aire, plomería, protección contra incendios, eléctricos, y de muros de cerramientos, por nombrar algunos. Esto incluyó reuniones semanales para la coordinación del diseño con la participación de los seis equipos de diseño de exposiciones y el contratista, así como reuniones trimestrales del proyecto en las que se compartía el avance del diseño.

Debido a la naturaleza única deseada de cada uno de los “museos”, los equipos de diseño necesitaron ir más allá de la estandarización de los sistemas más amplios y encontrar soluciones para los problemas que no pudieron ser estandarizados. Aquí se incluyeron características tales como rociadores ocultos, con colores personalizados en una recreación del Pueblo de Nazaret; la ubicación precisa de los dispositivos de protección contra incendios en cielorrasos abovedados de telas extendidas en el piso que presentaba la Historia de la Biblia; y el encubrimiento de toda la infraestructura en una porción del recorrido de sumersión del Antiguo Testamento en el piso que presentaba las Historias de la Biblia. Para comprender la razón por la que estos elementos fueron tan importantes, se realizaron presentaciones en cada una de las oficinas de los equipos de diseño de exposiciones en las que se reunieron arquitectos, ingenieros y contratistas para escuchar cuáles eran los elementos más importantes para los equipos de las exposiciones y por qué. Esto con frecuencia llevó a innovadoras soluciones que podrían ser incorporadas a los documentos base de diseño del edificio en lugar de crear una orden de cambio más adelante en el proyecto. 

MuseumOfTheBible81Se tuvieron que incorporar las características de seguridad de forma discreta en una vasta diversidad de espacios del museo y exposiciones, incluso exposiciones de sumersión tales como la recreación del Pueblo de Nazaret, ilustrada arriba.

Algunos ejemplos incluyeron la presentación de dispositivos de alarmas de incendio ocultos en áreas en las que los dispositivos tradicionales habrían interrumpido los entornos de sumersión; enrutamiento de las tuberías de rociadores, conductos y redes de conductos para asegurar que ciertas áreas de exposiciones cuenten con espacios de cielorraso sin obstrucciones; y la elaboración de deflectores metálicos personalizados en la exposición del Museo del Vaticano que llenaron brechas en el cielorraso de tela de modo que no fuera necesario instalar una segunda capa de rociadores por encima del cielorraso acabado.  

Durante la construcción, esta comunicación cercana continuó con reuniones semanales, y trabajamos de cerca con los contratistas de supresión de incendios y alarmas de incendio para coordinar las ubicaciones finales para los dispositivos de seguridad humana y los equipos de supresión de incendios en todos los espacios. Las soluciones no fueron iguales para todos, y se requirió de una coordinación adicional para resolver detalles de la instalación, el espaciamiento de los rociadores, alternativas a los carteles de salida tradicionales en espacios de sumersión, e integración con acabados arquitectónicos y de la sala de exposición.  Se programaron talleres independientes para cada uno de los espacios de “museos dentro del museo” a los que asistieron el arquitecto, el equipo de exposición correspondiente, los ingenieros de diseño, el contratista, y todos los subcontratistas relevantes. La ubicación de cada rejilla, rociador, tubería, conducto y cartel fue revisada y documentada, y en aquellos lugares en los que fue necesaria la interacción de varios subcontratistas, se dibujaron los detalles a mano para trabajar por la secuenciación e instalación final de los dispositivos. Estos detalles fueron incorporados al trabajo del subcontratista y generaron una responsabilidad compartida para el resultado final. Estas reuniones asimismo ayudaron a mantener las vías de comunicación abiertas, minimizando las preguntas y la falta de comunicación con respecto al fin.  

Creemos que El Museo de la Biblia representa el futuro de las instituciones culturales, tanto por el modo en que revoluciona la experiencia del visitante como por las medidas que utiliza para garantizar su seguridad. El museo sirve como modelo de lo que podría lograrse a través de una ingeniería creativa, una innovadora planificación de la construcción y una colaboración superior.    

Sobre los autores

Sarah Ghorbanian, LEED AP, gerente de proyecto; Viral Amin, P.E., LEED AP, director, ingeniería de protección contra incendios y seguridad humana; y Kyle Lehman, P.E., director, ingeniería de protección contra incendios y seguridad humana, están junto a SmithGroup, una firma de diseño arquitectónico en Washington, DC.

    

 

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