Bullitt Center

Bullitt Center

Uno de los edificios más eficientes y sustentables del mundo construido en estructura mixta en la que el acero provee el núcleo resistente a las cargas horizontales, todos los sistemas de conexiones, la superestructura que soporta la cubierta solar y la eficiente piel de cerramiento perimetral.

El Bullitt Center es quizás el más eficiente y sustentable ejemplo de edificio de oficinas en el mundo, concebido como un proyecto comercialmente viable pero con prácticamente ninguna huella ambiental. Gracias a la iniciativa de la Fundación Bullitt, este edificio de 4.830 metros cuadrados fue el primer proyecto comercial en cumplir con los rigurosos requisitos de la certificación del Living Building Challenge (LBC), ya que está diseñado como un organismo "vivo", con un consumo neto de agua y energía igual a cero, y generación de residuos igualmente nula. La certificación LBC evalúa el proyecto en siete áreas o categorías, incluyendo lugar, agua, energía, salud, materiales, equidad y belleza, más la comprobación del desempeño del edificio durante un año de operación. Los criterios e indicadores cuantitativos de alto rendimiento guiaron cada decisión de carácter arquitectónico, estructural y constructivo, teniendo como objetivo no sólo un consumo e impacto cero, sino también la creación de un lugar de trabajo estéticamente atractivo, saludable y conectado con su entorno. El edificio a su vez sirve como laboratorio vivo y educativo de manera de influenciar la manera en que la sociedad ve la relación de un edificio con el medio ambiente.


Imagen 1: Vista general del edificio Bullitt Center desde su fachada Sur-oriente. Destaca su cubierta solar sostenida sobre una estructura de acero, su fachada diseñada bajo los criterios bioclimáticos, y la recuperación del entorno.Créditos:NicLehoux
El edificio como un sistema vivo


Imagen 2: Esquemas generales del funcionamiento del edificio en cuatro ámbitos: ciclo de vida del edificio (materiales); cero uso de agua en base a recolección, tratamiento,  reutilización y eficiencia; cero uso de energía en base a una envolvente térmica eficiente, iluminación y ventilación natural, bajas cargas internas y uso de energías renovables, y; ocupación del edificio, destacando la estrategia de incentivos para la eficiencia energética de los ocupantes. Créditos: Miller Hutt Partnership

La función social del edificio: agregando valor
El terreno fue elegido por su ubicación altamente visible y accesible, en un barrio predominantemente residencial que se esfuerza por generar desarrollo económico y comercial. En ese sentido, el Bullitt Center ha actuado como un catalizador para aumentar la plusvalía del barrio. El edificio se ha transformado en un faro dentro de su comunidad, cumpliendo los objetivos del cliente de ¨dar el ejemplo¨ y compartir las lecciones aprendidas tanto a través de publicaciones como de estadísticas diarias disponibles a través de un tablero digital. Así, miles de estudiantes, profesionales, funcionarios gubernamentales y el público en general han visitado el edificio y observado cómo un edificio en un contexto urbano puede no solo reducir su impacto sino también restaurar su entono. La realización del edificio requirió una estrecha cooperación con el gobierno local, que identificó de manera proactiva las barreras que la normativa estaba generando a los edificios sustentables, modificando algunos aspectos para permitir ciertas estrategias, por ejemplo de tratamiento de aguas residuales, para incentivar su implementación en otros proyectos. El parque McGilvra adjunto al terreno, de 104 años de edad pero hasta ahora un lugar descuidado, fue revitalizado gracias a la incorporación de plantas nativas, la reutilización de materiales y su uso general como nuevo espacio público de reunión. Asimismo, el cruce peatonal de la esquina también fue mejorado. El edificio no tiene estacionamientos vehiculares pero si espacios para bicicletas, ducha y vestuarios, y existen subsidios para los usuarios que llegan en bus, bicicleta o caminando. Así, este tipo de usuarios llega al 75% en este edificio, un número bastante mayor al promedio nacional en Estados Unidos, que es de alrededor del 10%. 


Imágenes 3 y 4: Vistas del parque McGilvra ubicado junto al Bullitt Center y que fue recuperado gracias al proyecto. Créditos: Benjamin Benschneider.
Imagen 5: Vista interior del área de acceso al edificio, que es utilizado como centro demostrativo y educativo sobre el proyecto. Créditos: Nic Lehoux


Imagen 6: Plataforma interactiva para que el público revise en tiempo real los consumos de energía y agua del edificio, así como la energía generada y el agua captada. Créditos: The Bullitt Center

Diseño bioclimático
Prácticamente todas las decisiones de diseño tomadas por el equipo del proyecto apoyaron las metas de tener un edificio de consumo neto cero, complementado con decisiones de carácter más expresivo para generar una mayor integración estética y simbólica con la naturaleza y el entorno inmediato. Para servir como un modelo de desarrollo comercial, el proyecto apuntó a lograr el máximo de superficie útil rentable permitido por la normativa local. Para optimizar la producción de energía fotovoltaica requerida para cubrir el consumo de un edificio de 4.830 metros cuadrados en un terreno urbano relativamente pequeño, se utilizó un software de modelamiento paramétrico que facilitó la prueba de varias soluciones geométricas para la parrilla solar. El análisis de la iluminación natural definió el “ritmo” de muros y ventanas, la configuración del muro cortina y las claraboyas, así como de las protecciones solares exteriores que se ajustan automáticamente según las condiciones exteriores, dando al edificio un carácter dinámico y cambiante. Estas decisiones de diseño bioclimático son visibles a través de todo el exterior e interior del edificio.

Dado el clima templado de Seattle, la principal estrategia bioclimática fue diseñar un edificio que prácticamente no necesitase de energía para su calefacción y enfriamiento. Esto derivó en el diseño de una envolvente térmica de alta eficiencia, combinado con la recuperación de calor del aire de salida de la ventilación mecánica. En períodos cálidos, la ventilación natural facilita el enfriamiento pasivo, apoyado por el uso de masa térmica en pisos, lo que permite acumular energía para luego disiparla durante la noche.  Asimismo, el uso de la iluminación natural y la reducción de las cargas de los enchufes minimizan la producción interna de calor. Las anteriores estrategias requerían de aprovechar al máximo la orientación de las fachadas del edificio y reducir la profundidad de las plantas de arquitectura, lo que fue facilitado por la forma y ubicación del terreno.

De esta forma, la iluminación natural y la ventilación natural fueron los factores más influyentes en la configuración del diseño del edificio. La altura libre interior de 4.25 metros y el uso de ventanas que se extienden hasta el cielo de cada piso maximizan la penetración de la luz natural de modo que la luz artificial sólo es necesaria un 18% del año, incluso bajo cielos comúnmente cubiertos. Las protecciones solares exteriores están totalmente automatizadas y controlan el deslumbramiento. Las ventanas, junto con proporcionar una conexión visual al exterior para el 100% de los recintos interiores, se abren automáticamente cuando las condiciones exteriores son convenientes para la ventilación natural o el enfriamiento nocturno. Sin perjuicio de ello, los usuarios pueden operar las ventanas manualmente.


Imágenes 7 y 8. Algunos aspectos destacados de la envolvente térmica de alto rendimiento: ventanas operables para ventilación natural y enfriamiento pasivo, ventanas de triple vidriado hermético, persianas exteriores operables para minimizar la radiación solar directa y el deslumbramiento. Créditos: Nic Lehoux


Imagen 9. Algunos aspectos del espacio interior: Altura interior de 4.25 metros que permiten un mayor ingreso de luz natural, ventilación natural y enfriamiento pasivo apoyado por ventiladores de techo, estructura mixta de madera y acero a la vista, climatización en base a sistema radiante de piso. Créditos: Nic Lehoux

La función ambiental: cerrando los ciclos del agua y la energía
Aunque el edificio ocupa virtualmente todo el terreno de 1.000 metros cuadrados, el proyecto utiliza eficientemente el espacio para asegurar un mínimo impacto en el entorno. El diseño del edificio imita el de un ecosistema natural usando y procesando el agua disponible en el terreno.

El 100% de los 900 metros cúbicos anuales de agua lluvia que caen sobre la cubierta se almacenan en una cisterna subterránea de 200 metros cúbicos, agua que luego se utiliza para todos los usos potables y no potables del edificio. Los artefactos son eficientes y consumen la mitad que un artefacto normal. Las aguas grises (por ejemplo de lavamanos) son tratadas en base a un humedal, construido en la cubierta del primer piso, que permite un flujo diario de 1.3 metros cúbicos, mientras que los ¨desechos humanos¨ de inodoros y humedales se recolectan y son tratados in-situ en base a 10 unidades de compostaje; el edificio produce 340 litros de compost anualmente, los que son trasladados y utilizados en un bosque nativo cercano.


Imágenes 10 a 12. Esquemas generales del sistema de captación y almacenamiento de aguas lluvias y su posterior uso para consumo potable y no potable, y del sistema de tratamiento de aguas grises en base a un humedal construido sobre la placa del primer piso y los jardines exteriores. Créditos: Miller Hutt Partnership.

Imágenes 13 y 14. Sección esquemática de las estrategias de tratamiento de aguas, destacando a la derecha las unidades de tratamiento de compostaje de inodoros, tecnología sin precedentes en un edificio comercial urbano. Créditos: PAE Engineering.

Imágenes 15 y 16. Vista de los jardines exteriores, que cumplen un rol funcional en el tratamiento de aguas. Créditos: Nic Lehoux

En materia de energía y como ya hemos comentado, una envolvente térmica de alta eficiencia, ventilación con recuperación de calor, protecciones solares, además de refrigeración pasiva por ventilación natural, se combinan para reducir la demanda de calefacción y refrigeración del edificio. Las demandas restantes se satisfacen con un sistema extremadamente eficiente de bomba de calor con 26 pozos geotérmicos.Por otra parte, la potencia instalada del sistema de iluminación artificial, que en la práctica se utiliza muy poco, es de sólo 4 watts/m2, casi un tercio de lo que se instala en un edificio normal.  Adicionalmente, los arrendatarios de las oficinas reciben una reducción en el arriendo si adoptan medidas de eficiencia energética y no sobrepasan rangos de consumo pre-establecidos. Todo lo anterior resultó en un consumo energético estimado de 37 kWh/m2/año, lo que equivale a un 83% de reducción respecto a un edificio de similares características. La cubierta solar de paneles fotovoltaicos, sostenidos por una elegante y vistosa sub-estructura de acero, fue dimensionada para cubrir un 100% esta demanda de energía. En la práctica, el consumo de energía ha sido de sólo 32kWh/m2/año, lo que equivale a un 90% de reducción, por lo que el edificio ha terminado produciendo más energía de la que consume.

Imagen 17 izq. Principales estrategias energéticas ´activas´ del Bullitt  Center: Calefacción y refrigeración en base a piso radiante alimentado con bomba de calor eficiente con 26 pozos geotérmicos; ventilación mecánica (cuando no puede operar la ventilación natural) con recuperador calor; enfriamiento por ventiladores de cielo (cuando el refrescamiento pasivo por ventilación no puede operar. Créditos: Nic Lehoux

Imagen 18 der. Las anteriores estrategias, complementadas por una envolvente térmica de alta eficiencia, reducen el consumo a sólo 32kWh/m2/año, energía que es suministrada por una gran cubierta solar fotovoltaica de 244kWh. Créditos: NicLehoux

Imagen 19. Vista de la cubierta solar y esquema de reducción de demanda y consumo energético, para lograr un edificio de energía neta cero. Créditos: Nic Lehoux

Materiales: sustentabilidad, durabilidad y flexibilidad
El proyecto fue ideado para usar materiales con la menor energía incorporada posible, es decir la energía utilizada durante su extracción, procesamiento y fabricación, y que estuviesen libres de toxinas prohibidas por el Living Building Challenge. En ese sentido era clave el diseño estructural del edificio, sobre todo en su estructura superior. La decisión final en este caso fue utilizar un sistema mixto de madera y acero, en el que la madera trabaja las cargas por gravedad y el acero las fuerzas laterales. Además, se utilizó acero laminado para generar en fábrica todos los conectores estructurales, acelerando el proceso constructivo y reduciendo significativamente la generación de residuos. Respecto a las toxinas, como éstas están presentes en su mayoría en los materiales de terminaciones, se optó por utilizar los materiales estructurales interiores en su estado natural.

Desde el principio y desde una perspectiva de su ciclo de vida, se entendió que este edificio debía diseñarse para ser durable y flexible al mismo tiempo, siendo concebido como capas de componentes y sistemas de fácil mantenimiento que pueden ser desensamblados según se necesite en el tiempo, con una interrupción mínima en otros sistemas. Por ejemplo: la madera estructural utilizada es intrínsecamente ignífuga en virtud de su tamaño y su naturaleza de combustión lenta y, al estar totalmente contenida dentro de la envolvente térmica, se eliminaron los potenciales problemas de humedad a largo plazo; la estructura de acero de la cubierta solar es ajustable; las placas de piso abierto permiten acomodar las necesidades cambiantes del inquilino. Así, los materiales estructurales utilizados proporcionan una vida útil de al menos 250 años, la fachada unos 50 a 75 años, y finalmente las tecnologías activas y las piezas móviles, concebidas como la última capa del edificio, permiten su fácil reemplazo sin comprometer la estructura ni la fachada.

 
Imágenes 20 y 21. Detalles de la estructura mixta de madera laminada de alta densidad, uniones prefabricadas ejecutadas en acero laminado, y estructura central de acero para soportar los esfuerzos laterales del edificio, reduciendo significativamente la cantidad de material, los tiempos de construcción y la generación de residuos durante. Créditos: John Stamets

Imagen 22. Interior ya terminado en el que destaca la estructura central de acero. Créditos: Nic Lehoux


Imágenes 23 y 24 (superior izquierda y centro). Detalles del montaje de la estructura mixta de madera laminada de alta densidad y acero. Créditos: John Stamets. Imagen 25 (superior derecha). Vista de la estructura exterior de la escalera principal del edificio. A diferencia de la típica escalera de edificios comerciales, fue colocada en la fachada para que tuviese iluminación natural y vistas al exterior, buscando con ello aumentar su atractivo e incentivar a que los usuarios la prefiriesen en vez de los ascensoresCréditos: Nic Lehoux.

Imágenes 26 y 27. En la escalera principaldestaca nuevamente la combinación de acero y maderacomo materiales seleccionados para su construcción. Créditos: Nic Lehoux

Proceso colaborativo y uso de herramientas de apoyo
Los rigurosos objetivos de rendimiento del edificio ya descritos exigían un proceso altamente colaborativo que abarcara un equipo de arquitectos, ingenieros y contratistas locales que trabajasen en forma integrada. Una fase sustancial de pre-diseño identificó y demostró los elementos esenciales requeridos para lograr los objetivos de consumos netosde energía y agua igual a cero. Las características que no contribuían a esta meta, aunque fuesen estéticamente seductoras, fueron abandonadas, llegando rápidamente a una estrategia general de diseño.

Lo anterior requería del uso de herramientas que apoyasen el proceso de diseño. El modelamiento de energía estableció parámetros generales para el diseño, mientras que el modelamiento paramétrico dimensionó y configuró la cubierta fotovoltaica, incorporándola arquitectónicamente al diseño. Además, se realizaron modelamientos de iluminación, ventilación y confort térmico.

El edificio es continuamente monitoreado y analizado en tiempo real y la información sobre el diseño, la construcción y las operaciones del edificio están disponibles para su revisión en línea. Además, se han publicado varios informes y realizado diversas presentaciones a la comunidad, profesionales, instituciones y empresas. Finalmente, cabe destacar que las estrategias de eficiencia energética e hídrica le permiten al Bullitt Center tener una gran autonomía en caso de cortes de suministros.

Imágenes 28 y 29. Planta de arquitectura de un piso tipo y elevaciones exteriores. Créditos: Miller Hutt Foundation

Imágenes 30 y 31. Estructura de acero arriotrada para soportar las cargas horizontales (sísmicas) del edificio.
Créditos: John Stamets

Información adicional
•    Destino:  Oficinas
•    Cliente:  Bullitt Foundation
•    Arquitectos:  The Miller Hutt Partnership
•    Ingenierías: 2020 Engineering, DCI Engineering
•    Project Manager: PAE Engineering
•    Construcción:  Foushee &Schuchart
•    Año de construcción: 2013
•    Superficie: 4.830 m2
•    Costo: 32 millones dólares
•    Ubicación:  Seattle, Estados Unidos
•    Certificación Living Building Challenge

José Tomás Videla Labayru
Arquitecto LEED-AP, MSc, MBA

 

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