Muzeum Historii i Kultury Afroamerykańskiej

Otwarte 24 września ubiegłego roku Muzeum Historii i Kultury Afroamerykańskiej zlokalizowano na terenie waszyngtońskiego National Mall, ogólnodostępnego obszaru zielonego rozciągającego się od pomnika Waszyngtona do Kapitolu, stanowiącego jedną z największych atrakcji turystycznych miasta i jeden z najbardziej charakterystycznych obszarów parkowych na świecie. Budynek, którego projekt wyłoniono w 2009 roku w międzynarodowym konkursie architektonicznym, mieści ekspozycję poświęconą dziejom ludności afroamerykańskiej na terenie Stanów Zjednoczonych. Obiekt ma powierzchnię około 37 000 m2, cztery kondygnacje podziemne i pięć nadziemnych, przy czym dwie trzecie jego kubatury zlokalizowano pod ziemią. Konstrukcja podziemna, w znacznej mierze żelbetowa, była wylewana na miejscu, za wyjątkiem stalowej ramy wspierającej dach użytkowy nad rozległą galerią historyczną stanowiącą jedną z głównych wystaw stałych muzeum. Drugim elementem stalowym jest okrągły świetlik nad jednym z lobby, zintegrowany z nietypową fontanną, z którego woda opada w formie cylindrycznego wodospadu.

Konstrukcja

Ze względu na wysoki poziom wód gruntowych (niecałe 5 m pod poziomem terenu, przy poziomie posadowienia na głębokości około 20 m) i zróżnicowaną geometrię płyty fundamentowej przyjęto różne sposoby fundamentowania i technologie hydroizolacyjne. Żelbetową płytę fundamentową posadowiono nieco ponad poziomem rodzimej skały, a wzdłuż jej zewnętrznej krawędzi zaprojektowano obwodowy system drenażowy. Dzięki temu płyty nie trzeba było zabezpieczać od spodu przed silnym ciśnieniem wody gruntowej. W określonych miejscach obiekt posadowiono na stalowych słupach, stanowiących jednocześnie zabezpieczenie przed jej wyporem. Budynek zaprojektowano z uwzględnieniem możliwości wystąpienia powodzi 500-letniej, podczas której poziom wody może się znajdować ponad parterem. Konstrukcja nadziemia została oparta na czterech kompozytowych (żelbetowo-stalowych) szachtach, bez dodatkowych podpór pośrednich, schodzących do poziomu posadowienia, co pozwoliło wytworzyć rozległe, jednoprzestrzenne lobby. Szachty zbudowane są z elementów stalowych zabetonowanych na miejscu. Powiązano je pomiędzy sobą stalową konstrukcją stropów pośrednich. W połączeniu ze stropami stanowią one zarówno pionowe elementy nośne, jak też usztywniają przestrzennie całą konstrukcję. System taki stosowany jest w obiektach realizowanych na terenach sejsmicznych, w tym jednak przypadku zastosowano go ze względu na większą elastyczność przy projektowaniu tras instalacji wewnętrznych, łatwość ich łączenia ze stalowymi elementami kompozytowej konstrukcji stropów pośrednich i wykuszy oraz większą odporność na uszkodzenia wywołane ewentualnym wybuchem w przypadku ataku terrorystycznego. W tego typu układach obserwuje się też mniejszą skalę zniszczeń wywoływanych progresywnym zawaleniem się konstrukcji.

Wiele z prezentowanych 37 000 eksponatów, szczególnie tych podwieszanych do stropów i ścian, wymagało wprowadzenia do konstrukcji nośnej dodatkowych wzmocnień. Tak było w przypadku wagonu Pullman w galerii historycznej, który przeniesiono za pomocą dwóch żurawi ustawionych na Constitution Avenue. Strop, na którym usytuowano wagon jest specjalnie zaprojektowany pod kątem dużych obciążeń punktowych. Do muzeum przetransportowano też między innymi samolot treningowy Instytutu Tuskegee oraz żelbetową wieżę strażniczą z Więzienia Stanowego w Luizjanie, którą odcięto od oryginalnych fundamentów, a żelbetowe nogi połączono stalową ramą stanowiącą nową podstawę.

Dużej rozpiętości konstrukcję stropów galerii wystawowych wykonano jako kompozytową, rozpiętą pomiędzy czterema głównymi szachtami. Dodatkowo stropy nadwieszono wspornikowo (od północy) lub w formie przestrzennych kratownic (od południa i wschodu). Charakterystycznym elementem nadziemia jest elewacja podwieszona do konstrukcji stropodachu i odsunięta od krawędzi stropów pośrednich, dzięki czemu wytworzono szeroką szczelinę rozciągającą się na całą wysokość i otaczającą galerie wystawowe. Łamany przekrój elewacji ma tworzyć kształt przypominający zwieńczenie tradycyjnych afrykańskich kolumn drewnianych. Elewacje podwieszono do stropodachu na poziomie piątej kondygnacji i powiązano ze stropem nad parterem. Konstrukcję elewacji tworzą wysmukłe słupy i rygle stalowe, na których zamontowano zarówno szklenie zewnętrzne, jak i perforowane, malowane na brązowo panele elewacyjne. Południowe wejście do budynku zadaszono asymetryczną konstrukcją stalową (tzw. ganek), o rozpiętości około 50 m, opartą jedynie na dwóch podporach i pokrytą nieużytkowym dachem zielonym. Obłożoną cienkimi betonowymi panelami konstrukcję wsparto na dźwigarze stalowym o przekroju 2,7 x 1,8 m rozpiętym pomiędzy dwoma stalowymi słupami opartymi na żelbetowych filarach zlokalizowanych na kondygnacji podziemnej. Do głównego dźwigara wspornikowo zamontowano stalowe profile o zwężającym się przekroju podłużnym, dzięki czemu spód zadaszenia lekko unosi się w stronę południową. Na krawędzi obrysu zadaszenia, w posadzce przed budynkiem zlokalizowano płytki basen z wodą, co ma lokalnie obniżać temperaturę i wywoływać ruch powietrza.