レトロフィットが歴史的な銀細工の建物に新たな命を吹き込む

Dec 01, 2023

MaryBeth DiDonna は、ラボ マネージャーのラボ デザイン エディターおよびデジタル イベント エディターです。 この出版物のラボ設計セクションでの彼女の作品は、プロジェクト チームが直面する課題を調査しています...

ジョンズ・ホプキンス大学のホワイティング工学部は、以前は同校の機器がキャンパス内の 3 つの別々の建物に保管されていたため、統合された材料特性と処理スペースを必要としていた。 同校は、プログラムの新たな拠点の候補として、キャンパス内にある 20 世紀初頭の歴史的建造物に注目しました。

その結果、最先端の電子顕微鏡と走査型電子顕微鏡の研究および機器を備えた 18,000 平方フィートの中核実験施設である材料特性評価および処理 (MCP) 施設が完成しました。 Design Excellence Awards のエントリーによると、MCP は材料の処理と特性評価において大西洋中部で最も洗練された施設となる予定です。

歴史的な建物を保存し、最先端の科学機器を組み込むように改造したことにより、研究室マネージャーは、Page Southerland Page, Inc. に 2023 年のデザイン エクセレンス アワードのイノベーション賞を受賞しました。 Page Southerland Page, Inc. は、メリーランド州ボルチモアにあるジョンズ ホプキンス大学の材料特性評価および処理施設のプロジェクトの設計アーキテクト/ラボ プランナーを務めました。

MCP は、1924 年にシュティーフ シルバー カンパニーの鋳物工場として建設されたシュティーフ シルバー ビルディング内にあり、1971 年に倉庫スタイルの増築が行われました。この建物は国家歴史登録財に登録されています。 設計チームは 2018 年に初めてジョンズ・ホプキンス大学のチームと会い、2020 年 10 月に建設が始まり、研究室は 2022 年 12 月から正式に使用されました。

1971 年に建てられた建物には 10 の計器ラボと、4 つの計器ラボで共有される計器用の 2 つの制御室があります。 機器は、居住者の流れと研究室へのアクセスを提供する主要な「静かな」廊下の周りに配置されています。 チラー、ポンプ、サーバー ラックなど、多量の熱と騒音を発生する機械は、後部の機器チェイスに配置されています。

設計チームは、「ビッグ 4」として知られる繊細な機器を扱うプロジェクトの主な課題を挙げています。

振動： MCP は交通量の多い道路の近くに位置し、大きな波の水槽を含む他の高層研究所と床板を共有しています。 振動コンサルタントは、その場所の適性を判断するためにその空間のベースライン調査を実施し、深さ 16 インチ以上の非常に安定したスラブを発見しました。スラブは実際には深さ 6 インチですが、岩盤の上に建てられています。 コンサルタントは設計チームに対し、既存のスラブへの影響を最小限に抑えるようアドバイスしました。 ユーティリティ追跡戦略はさらに、機器室を外壁や隣接する道路から隔離するのに役立ちます。

電磁妨害：提案された敷地の中央にある主電気室には交流 (AC) 電源が設置されていましたが、計測室の壁、床、天井に設置された厚さ 4 分の 1 インチの溶接アルミニウム パネルによって緩和されました。 直流 (DC) 電源には、既存のエレベーター、近くの道路上の乗用車やトラック、近くの路面電車などが含まれます。

ノイズ：音響干渉により、顕微鏡画像が乱れることがあります。 計器室は建物内の他の空間から隔離するため、箱内箱工法を採用しました。 垂直壁は二重壁構造とし、天井は建物支持構造に接触せず、垂直壁で支えた。 天井または二重壁を通過するすべてのユーティリティは、室内への振動や騒音の伝達を制限するために、柔軟な接続を使用しました。 音を吸収して空間を静めるために、布で包まれたサウンドパネルが室内に設置されました。 高性能の吸音システムを提供するために、典型的な平面吸音パネルの代わりに角度のある壁パネルがさまざまな配置で使用されました。

熱環境:機器室では、24 時間で摂氏 0.8 度という極めて低い温度変化が要求されます。 この種の環境を実現するには冷却壁パネルが最も効果的な方法であると判断され、幅 4 フィート、高さ 12 フィートのパネルが部屋の周囲に数枚設置されました。 クリーンな空気環境を提供し、室内に換気空気を提供するために、HEPAフィルター付きパネルが低い壁の排気ダクトとともに天井に設置されました。 これらのフィルターは、単一方向の空気の流れを可能にし、空気の混合を最小限に抑えます。 各部屋には独自の制御と 3 つの動作モードがあります。つまり、機器使用中 (流量が非常に低い)、人がいるモード、およびパージ モード (機器を使用する前に部屋を清掃するとき) です。

この既存の建物を扱う際のさらなる課題は、建物が占有されている間に改修と改修を行うことでした。 新しい MCP エリアは既存の建物の最下層の半分を占め、敷地の隣接および上部で調査と研究が進行中です。 さらに、MCP の敷地内には、機械、電気、配管、通信システムが密集していました。これらの一部は不要で取り壊すことができましたが、その他は建物の他のエリアで使用し続ける必要がありました。 設計チームは解体段階で請負業者と協力して、どのシステムを撤去できるか、どのシステムを残してもよいか、どのシステムを再配置する必要があるかを適切に分類しました。

3 つの機器室には、高い顕微鏡コラムを収容するために 13 フィートの空きスペースが必要でしたが、既存の床から床までの高さでは 12 フィートの空きスペースしかありませんでした。 この追加の高さに達するために、既存のバージョイストの間に新しい W 字型の梁が設置され、ビームが設置されるとバージョイストが取り外されました。 これらの部屋への機械ダクトは、必要な空きスペースを最大限に確保するために、新しい梁の間に設置されました。

MCP 機器ラボは、機能要件を満たすだけでなく、「高級感のある外観」を提供するように設計されています。 ほこりは機器にとって大きな危険であるため、部屋は無菌状態を保つために白色ですが、研究目的または単に色のしぶきを提供するために色が変化する照明が導入されました。 主要ユーザー (訓練を受けた地質学者) は、測地線ドームまたは岩石のフラクタルを反映するスペースを要求しました。 吸音パネルは主なデザイン要素として利用され、厚さ 2 ～ 4 インチの角度を付けた 2 フィート x 2 フィートのパネルが壁と天井の周りにランダムに配置されました。

主要な「静かな」廊下から各機器室にアクセスでき、窓やビデオ ディスプレイ モニターから機器や特定のスペースの研究の様子を眺めることができます。 暗い空間、幾何学模様のカーペット、オーク材のスラット壁のアクセント、および金属パネルの「星月夜」天井は、洗練された美的な外観を与えながら、機器研究室の外の音を吸収して減衰させ、潜在的な外乱を軽減する高度に機能的な方法として機能します。仕事に。 廊下と制御室では、快適なユーザー エクスペリエンスを提供するために、屋外の自然な変化する光を模倣するサーカディアン照明を使用しています。

設計プロセスの開始時点では、ユーザーは MCP に配置される機器をまだ特定できていなかったため、将来性のある設備が必要でした。 ユーザーは、研究を達成するために将来必要になる可能性のある機器を組み立てるよう依頼され、設計チームはこれらの機器を検討して 3 つのカテゴリに分類しました。 そこから、空間の 3 つの類型が開発され、デザインに影響を与える部屋タイプ マトリックスに体系化されました。 考慮された特性は、電磁干渉、振動、音響、温度、およびその他の詳細な要件でした。

その後、施設の寿命を延ばし、機器の交換を可能にするために、共有機器追跡が開発されました。 各機器室は、騒音があり、発熱し、一般に破壊的な機器を配置するための裏のスペースを共有しています。 これらの共有エリアでは、新しい機器が導入されたり、その他の変更が加えられたりするにつれて、機器のサポート機器が栄枯盛衰することが可能になります。 これにより、この建物は科学と技術の未来を見据えながら、その歴史を保存することができます。

AIA、NCARB、LEED AP BD+C、上級プランナー、高等教育担当、Page Southerland Page, Inc. 校長のブライアン・タッカー氏は、「このような革新的でユニークな研究室プロジェクトでこの賞を受賞できたことを光栄に思い、興奮しています」と述べています。顕微鏡やイメージングの空間設計は、多くの場合、機器の技術的および機能的ニーズによってのみ推進され、美学は後回しにされます。ジョンズ・ホプキンス大学のプランナー チームが、機能的にも美的にも革新的な空間を作成するよう挑戦してくれたことに感謝しています。このプロジェクトは、既存の歴史的建造物を最先端の近代的な実験室スペースとして再利用するというユニークな機会を強化するものです。その成果は、他の施設の中で本当に際立ったショーケース施設となります。」