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L'ingénierie du plus haut bâtiment BREEAM exceptionnel du Royaume-Uni
8 Bishopsgate
Situé à l'angle de deux des rues les plus en vue de Londres, le 8 Bishopsgate offre 52 900 m² de bureaux, avec des terrasses extérieures surélevées, un auditorium de 200 personnes et une galerie d'observation publique au sommet de l'immeuble de 50 étages.
Arup a fourni des services multidisciplinaires pour le bâtiment classé EPC A, qui est devenu le plus haut bâtiment commercial du pays à obtenir la certification BREEAM Outstanding.
Alignement conceptuel entre les équipes
Développé par Stanhope pour Mitsubishi Estate London et conçu par Arup et Wilkinson Eyre, le 8 Bishopsgate se présente sous la forme d'une série de blocs superposés. Cela permet de maximiser la surface locative tout en protégeant la vue sur St Paul's. L'Arup a fourni une gamme de services basés sur son expérience internationale en matière de conception d'immeubles de grande hauteur, ses connaissances locales et ses capacités en matière de développement durable, aidant ainsi le client et l'architecte à atteindre leurs objectifs ambitieux.
Dès les premières étapes du projet, une approche collaborative entre l'architecte et l'ingénieur a permis à l'équipe de maximiser la zone de développement du site contraint et d'organiser la masse autour des éléments de construction allégés. En substance, la forme a été développée pour être conceptuellement efficace dès le premier jour.
Optimiser l' efficacité opérationnelle
Le positionnement des systèmes de construction peut affecter l'efficacité de leur fonctionnement. Arup a réalisé une analyse des services au point de basculement afin d'affiner l'emplacement des équipements, en tenant compte des exigences et des distances au sol. Grâce à la réduction de la taille des équipements et des colonnes montantes nécessaires, outre les avantages en termes d'économies d'énergie, nous avons réussi à obtenir un noyau plus mince, ce qui a permis d'augmenter la surface locative nette et de réduire le carbone incorporé.
L'introduction d'une installation de manutention étage par étage plutôt que d'un système de ventilation centralisé améliorera l'efficacité énergétique et offrira une plus grande flexibilité aux occupants. En étroite collaboration avec le client et l'architecte, nous avons localisé les zones d'installation dont les perspectives étaient moins attrayantes, en conciliant le besoin d'accès à l'air extérieur avec notre objectif de fournir un espace de bureaux de haute qualité. Les capteurs de CO² permettent d'ajuster le débit d'air en fonction de la demande, plutôt que d'appliquer une quantité statique par m². Cela donne de la flexibilité pour des scénarios d'occupation multiples et permet à l'équipe du bâtiment de gérer l'air frais pour l'efficacité et le bien-être.
Débloquer des opportunités grâce à l'innovation
En 2018, nous avons validé la faisabilité de l'ajout de 13 étages supplémentaires au bâtiment, suite aux changements du contexte de planification avec les projets voisins. Cette opportunité a conduit à une réévaluation du schéma structurel, qui a abouti à une solution de contreventement de la charpente métallique périmétrique dans la section de mi-hauteur du bâtiment, appelée boîte contreventée. Reliant de manière rigide les deux noyaux, la boîte de contreventement leur a permis de s'affiner aux niveaux intermédiaire et supérieur, offrant ainsi une surface locative nette supplémentaire significative.
Arup a proposé que la boîte contreventée soutienne également un porte-à-faux sur la face ouest, au-dessus de Bishopsgate. Avec l'architecte, nous avons fait progresser le porte-à-faux jusqu'à 9 m au sud et 5 m au nord, tout en l'étendant vers le haut. Le porte-à-faux représente 15 % de la surface intérieure nette, ce qui est essentiel pour la viabilité commerciale et accentue le design iconique des blocs empilés.
Le porte-à-faux du niveau 6 a représenté un défi particulier pendant la construction. Dans le bâtiment achevé, le caisson de contreventement soutient ce cantilever, mais pendant la construction, le caisson de contreventement est construit après le cantilever. En collaboration avec Lendlease et l'entrepreneur en charpente métallique William Hare, nous avons développé des travaux temporaires qui supportent cette charge et garantissent que la pointe du porte-à-faux reste à moins de 10 mm de sa position permanente. Nous avons mis au point une procédure utilisant cinq vérins hydrauliques pour supporter 700 tonnes de charge de bâtiment, avant de transférer cette charge à la structure permanente. Au cours de ce transfert de charge, les mouvements sont restés à moins de 4 mm des prévisions modélisées, ce qui est un exploit remarquable compte tenu de l'échelle.
Comme le projet était sur place lorsque le COVID a frappé, nous avons rapidement identifié les possibilités de protéger le bâtiment contre les pandémies à venir. Il s'agissait notamment d'ascenseurs sans contact et de toilettes entièrement ventilées avec de l'air frais direct, plutôt que de l'air recyclé que l'on trouve généralement dans les immeubles de bureaux. Grâce à la souplesse de notre conception initiale, ces mesures ont été relativement faciles à mettre en œuvre.
Décarbonisation grâce à une conception détaillée
Grâce à une modélisation analytique avancée, nous avons conçu chaque élément structurel en fonction de la charge individuelle qu'il supporterait au cours de sa durée de vie, ce qui a permis de réduire de 25 % le poids de l'acier nécessaire et d'économiser 5 000 tonnes deCO2. Cette approche est plus granulaire que celle habituellement utilisée pour les bâtiments de grande hauteur, où les éléments ont tendance à être regroupés et conçus pour la charge combinée. Nous avons économisé 140 tonnes deCO2 supplémentaires en optimisant l'espacement des poutres pour les niveaux supérieurs. Cela s'est traduit par des avantages en termes de coûts et de programme, avec moins de poutres à fabriquer, à décharger et à soulever pour les mettre en place.
Les grandes tours utilisent généralement des fondations en pieux pour transférer les grandes charges verticales dans le sol. Nous avons développé une meilleure façon de procéder, en adoptant un radier assisté par pieux qui a réduit le nombre de pieux de 89 à 28, ce qui a permis de gagner deux mois sur le programme de construction et de réduire de 3 000 mètres cubes la quantité de béton nécessaire. Ce projet a été réalisé par notre équipe intégrée d'experts en géotechnique et en structure qui se sont mis au défi d'aller au-delà de ce qui est habituel.
Ingénierie des façades pour le confort et l'efficacité
Pour réduire les gains solaires et l'éblouissement, nous avons conçu un système de façade à cavité fermée avec des stores automatisés, contrôlés par un capteur en toiture qui suit la luminosité et la position du soleil. L'utilisation d'un système automatisé au lieu de compter sur les occupants pour utiliser les stores manuels a permis de réduire la charge de refroidissement du bâtiment d'un demi-mégawatt, ce qui s'est traduit non seulement par des avantages sur le plan de l'énergie opérationnelle, mais aussi par une réduction des émissions de carbone et du coût de l'installation de conditionnement d'air.
Architecte : WilkinsonEyre / Lendlease / Alinea
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