The Spheres: la sfida di Amazon per una nuova visione dello spazio di lavoro

Qual'è il lugo ideale di lavoro ? come dovrebbe essere concepito lo spazio di un ufficio con l'obiettivo di creare un ambiente positivo e creativo ? è possibile fare tutto questo all'interno di una città ? come dovrebbe essere organizzato lo spazio interno e la relazione con l'esterno ?

Immaginare l'ufficio ideale

Le ultime riflessioni di Angelo Ciribini su come la digitalizzazione possa influire il progetto, non solo in termini di strumenti (software di calcolo e modellazione sempre più potenti, BIM, virtualizzazione) ma di futuro uso del cespite, fino ad arrivare a una senseable home o, ancor più, senseable city, come la chiama Carlo Ratti, non possono che stimolarci a una serie di domande su come dovranno essere concepiti i nuovi spazi di lavoro.

Per comprendere questi cambi di paradigma e quindi comprendere come si evolverà la progettazione nei prossimi anni è utile osservare come stia succedendo in alcune aziende.

Le disponibilità quasi infinite in termini finanziari di alcune techcompany hanno consentito la sperimentazione di nuovi modelli organizzativi degli spazi di lavoro fino a ieri impensabili. Uffici in cui non ci sono più scrivanie "assegnate stabilmente" agli impiegati, in cui sono disponibili spazi per il gioco e per il wellness, in cui scompaiono le stanze come da noi immaginate ... sono alcuni degli esempi che è possibile ritrovare negli uffici sparsi per il mondo di GOOGLE, APPLE. FACEBOOK ...

E sulla base di questa esperienza The Spheres, il Campus Amazon di Seattle.

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"Le sfere sono un luogo in cui i dipendenti possono pensare e lavorare in modo diverso circondati da piante."

The Spheres è uno spazio di lavoro unico nel suo genere che fonde la natura nel mondo aziendale. In una recente visita al sito, Jay Taylor, direttore amministrativo strutturale di Magnusson Klemencic Associates (MKA) sul progetto, ha commentato che, tra tutti i progetti che ha progettato, non riusciva a ricordarne uno che superasse le aspettative così sfidanti sotto ogni aspetto.

Fin dall'incontro di lancio del progetto all'inizio del 2013, Amazon ha sfidato il team a concepire, progettare ed eseguire una destinazione di riferimento di Seattle per locali e turisti.

John Savo, principale responsabile di NBBJ sul progetto, ha condiviso la sfida del proprietario al team: "nessun compromesso sulla visione".

Sulla base dei commenti del proprietario, delle amazzoni e dei visitatori sin dall'apertura, il team di progettazione e appaltatore è salito sopra la sfida.

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La Visione che sta alla base di The Spheres

Originariamente indicato come il "Centro di energia", The Spheres erano concepite come un luogo in cui gli "amazzonici" potevano "allontanarsi dalla città" senza lasciare il quartiere. Un ritiro dall'attività quotidiana, dal trambusto e dal rumore del tipico ambiente d'ufficio, questo spazio di lavoro "alternativo" fornirebbe ai dipendenti un luogo per essere energizzati.

L'idea di un'area di lavoro circondata da piante viventi si è evoluta dal concetto di un giardino d'inverno tradizionale in un progetto che abbraccia la convinzione che il design biofilo - l'incorporazione della natura nell'ambiente costruito - avrebbe un effetto positivo sui dipendenti.

Il responsabile del design principale per NBBJ, Dale Alberda, ha articolato la sua visione del progetto come una moderna interpretazione dei conservatori vittoriani. Voleva un edificio che avesse una struttura della facciata completamente integrata, con giunti, dettagli e connessioni esposti ed espressivi: la struttura doveva essere visibile e bella.

"Steampunk" (dal futurismo vittoriano di Jules Verne e al sottomarino Nautilus) era un termine usato da Dale per descrivere l'estetica e divenne una fonte di ispirazione per l'aspetto del carattere architettonico, della struttura e dei dettagli strutturali.

Dale ha anche chiarito che l'obiettivo del team era quello di sviluppare un approccio "mai fatto prima" per il sistema strutturale per creare le cupole.

Il design doveva essere organico, cristallino e simile a un fiocco di neve con uno schema ripetitivo indiscernibile o un "kit di parti".

"The Spheres sono il risultato di una riflessione innovativa sul carattere di un luogo di lavoro e di una lunga conversazione su ciò che manca tipicamente agli uffici urbani, un collegamento diretto con la natura. The Spheres ospitano oltre 40.000 piante provenienti dalle regioni delle foreste pluviali di oltre 30 paesi."

Per diverse settimane il team ha studiato precedenti architettonici e strutturali, nonché teorie geometriche e matematiche per la definizione di sfere e strutture a conchiglia.

Il team di progettazione ha trovato la sua soluzione, in ogni caso, in un paralume!

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Un membro del team aveva visto un paralume sferico composto da quello che sembrava essere uno schema organico ripetuto. Un altro membro del team ha identificato il modello come basato su un solido catalano. La teoria dei solidi catalani fu sviluppata da Eugene Charles Catalan, un matematico francese e belga alla fine del 1800.


Tutti i solidi di Catalan sono convessi. Poiché i solidi archimedei hanno vertici uniformi, e la dualità scambia i ruoli di vertici e facce, quelli di Catalan hanno facce uniformi: per ogni coppia di facce, esiste una simmetria del solido che sposta la prima nella seconda. D'altra parte, come i solidi archimedei non sono uniformi sulle facce, quelli di Catalan non lo sono sui vertici: esistono infatti vertici aventi valenze differenti.

Contrariamente alle facce dei solidi platonici e dei solidi archimedei, le facce dei solidi di Catalan non sono poligoni regolari. Tuttavia le cuspidi ai vertici sono regolari e presentano angoli diedri uguali. Inoltre due dei solidi di Catalan, il dodecaedro rombico e il triacontaedro rombico, sono uniformi sugli spigoli.

Ispirato, il team di progettazione ha scavato. Hanno esplorato molteplici possibilità e alla fine si sono stabiliti su una forma a sfera caratterizzata da 60 pentagoni di uguali dimensioni e forma disposti attorno a una sfera (tecnicamente, un solido catalano a doppio poliedro a 60 facce, altrimenti noto come pentagonale hexecontahedron).


Dal punto di vista dell'ingegneria strutturale, MKA è stata incuriosita dalla ripetizione della forma del pentagono e dalla sua potenziale efficienza come "soluzione di kit di parti".

Tuttavia, ciò che ha incuriosito e ispirato NBBJ e il team di progettazione sono state le infinite configurazioni possibili della struttura in acciaio che potrebbe essere collocato all'interno di ciascun pentagono e il conseguente carattere unico e organico, rendendo The Spheres una struttura completamente unica nel suo genere.

Dopo aver esplorato letteralmente centinaia di opzioni  il team ha deciso una configurazione di inquadratura descritta come simile a un "jet da combattimento". Quando la configurazione è stata inserita in ciascun pentagono e disposta attorno a ciascuna sfera, ha creato il bellissimo modello organico Dale Alberda aveva immaginato.

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Il progetto della struttura di The Spheres

Per trasformare la visione in realtà, il team di progettazione doveva raggiungere diversi obiettivi critici oltre l'estetica: determinare una forma strutturale coerente per migliorare la costruibilità e sviluppare una metodologia di analisi strutturale per questa forma complessa.

 

Il modello selezionato all'interno di ciascun pentagono è stato quindi denominato con il termine Catalano.

Il modello catalano originale consisteva in sezioni rettangolari di scatole curve in entrambe le direzioni a curvature continuamente variabili e contorte attorno al loro asse: la forma era ragionevole per un modello generato come parte di uno studio di architettura, ma stimolante e costoso da fabbricare, poiché richiedeva l'intero struttura da fabbricare da scatole di lamiera d'acciaio costruite.

Uno dei primi compiti è stato quello di coinvolgere l'esperienza del produttore e del dettaglio in acciaio per comprendere i confini della piegatura delle tipiche sezioni in acciaio cavo (HSS).

Una volta compresi i confini, il team di progettazione è stato in grado di modificare sottilmente la geometria catalana in modo tale che le sezioni HSS semplificate potessero essere arrotolate in alcune curvature costanti senza deformazioni. Riducendo al minimo l'estensione delle sezioni deformate e semplificando le sezioni HSS, il team di progettazione è stato in grado di semplificare in modo significativo la fabbricazione.

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MKA ha creato un modello di analisi dettagliato direttamente derivato dal modello di superficie geometrica dell'architetto utilizzando il software parametrico Rhino / Grasshopper.

Un unico catalano d'acciaio è stato accuratamente costruito nel programma; quindi gli strumenti di progettazione parametrica sono stati usati per replicare quel catalano su tutta la superficie di ogni sfera.

Una volta che il modello è stato completamente assemblato in Rhino, la geometria è stata esportata nel software di analisi insieme alle dimensioni e agli orientamenti dei membri.

Quindi gli elementi di supporto della facciata supplementare sono stati generati da un processo simile ed esportati nel modello di analisi.

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"il team di progettazione ha studiato la forma e la funzione di diversi conservatori a forma di sfera in tutto il mondo, tra cui i Kew Gardens del Regno Unito, il Conservatorio Mitchell Park di Milwaukee, WI e La Biosfera a Genova, Italia. Alla fine, sono emersi tre edifici distinti e la loro forma e geometria si sono evolute nel corso del processo di progettazione."

Per testare l'integrità strutturale delle Sfere, il team ha assunto diversi consulenti specializzati.

Il consulente che si occupato delle azioni del vento e della neve (siamo a Seattle, dove le condizioni sono quanto mai severe), RWDI, ha fornito molteplici combinazioni di carico con vari schemi di carico sulle superfici delle Sfere.

Il modello di Rhino è stato utilizzato per organizzare ciascuna delle migliaia di elementi di facciata in carichi di vento e neve per ciascun caso di carico.

I carichi sono stati quindi esportati direttamente nel modello di analisi con zero immissione manuale dei dati.

In base ai requisiti del codice prescrittivo, il telaio in acciaio delle sfere necessita di protezione antincendio. Di fronte all'uso di ingombranti applicazioni antincendio a spruzzo o di costose vernici intumescenti, MKA ha lavorato con il consulente antincendio per sviluppare una custodia antincendio basata sulle prestazioni per dimostrare come l'inquadratura altamente ripetitiva non richiedesse l'impermeabilizzazione per soddisfare gli obiettivi prestazionali richiesti.

Centinaia di casi di analisi sono stati eseguiti variando la zona di inquadratura in cui si sarebbe verificato l'incendio di progetto, indebolendo così la struttura. In ciascuno di questi casi, l'inquadratura è stata in grado di resistere al caso di carico di incendio secondo AISC-360, specifica per edifici in acciaio strutturale. Il risultato? La vernice intumescente era necessaria solo su elementi ad arco strutturale non ridondanti, risparmiando denaro e offrendo la visione dell'architetto per l'acciaio strutturale espresso delicato.

È stato utilizzato un metodo di analisi di spostamento di grandi dimensioni per garantire che l'analisi catturasse qualsiasi effetto di secondo ordine dovuto al movimento strutturale. Ciò ha richiesto l'esecuzione di tutte le combinazioni di carico separatamente. Con un modello composto da circa 16.000 elementi del telaio, dopo l'ottimizzazione, i 96 casi di carico primario potevano essere eseguiti in circa 20 minuti.

Oltre ai tipici controlli di progettazione assiale e flettente, era necessario considerare due effetti aggiuntivi. Innanzitutto, la forza assiale nelle piastre laterali curve cambia direzione mentre le curve dell'elemento, ed è richiesta una forza di resistenza perpendicolare. Questa forza perpendicolare provoca una torsione, che deve essere considerata. Il secondo effetto è stato l'applicazione del carico sui fianchi dell'HSS mediante elementi di collegamento, che ha anche causato una torsione.

Le sollecitazioni lungo l'elemento sono state combinate con sollecitazioni perpendicolari dovute alla torsione per verificare il design dell'elemento. Questo è stato verificato in tutti gli angoli di sezione e nel mezzo di tutte le facce, per ogni caso di carico. Nel complesso, la progettazione della struttura ha richiesto decine di milioni di controlli di stress.

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The Spheres: la struttura finale

Con una visione chiara, un design consolidato e un modello strutturale controllato, il team di progettazione e appaltatore si è impegnato nel processo di dettaglio finale, fabbricazione e costruzion.

Un importante fattore che ha contribuito al successo di Spheres è stato il processo altamente collaborativo del team durante il progetto, in particolare la collaborazione iniziale con il produttore / produttore di acciaio.

Questo primo impegno con l'erettore d'acciaio ha contribuito a determinare i dettagli e le giunzioni per la fabbricazione dei pezzi più grandi trasportabili, che alla fine ha accelerato l'erezione in loco con 620 tonnellate di acciaio erette in sole 6 settimane!

I flussi di lavoro del team di progettazione integrato erano eccezionalmente efficienti, richiedendo solo 18 fogli di disegni strutturali per l'acciaio strutturale catalano!

Inoltre, l'uso estensivo di maschere durante la fabbricazione e l'assemblaggio dei componenti ha contribuito alla creazione di un "kit di parti".

Tutti i catalani assemblati sono stati sottoposti a scansione laser prima di lasciare l'officina di fabbricazione. 

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L'attenzione ai dettagli da parte di tutti i consulenti coinvolti e il team dell'appaltatore ha consentito al team del progetto di realizzare gli obiettivi di Amazon di una struttura unica, mai realizzata prima.

Una sfida apparentemente impossibile: progettare e costruire uno spazio per uffici bello, iconico e innovativo pur essendo conveniente.

Le Sfere sono un esempio incontaminato di ciò che può essere ottenuto con una visione chiara e una collaborazione e comunicazione senza soluzione di continuità.

Guarda il VIDEO.

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Fonti:

- AMAZON

- structuremag.org

- Wikipedia