Piso mecánico

Una planta mecánica , ático mecánico , capa mecánica o nivel mecánico es un piso de un edificio de gran altura dedicado a equipos mecánicos y electrónicos . El término más común es "mecánico", pero también se utilizan palabras como "de servicios" , "técnico" , " de mantenimiento " e "instalaciones" . Están presentes en todos los edificios altos, incluidos los rascacielos más altos del mundo , y conllevan importantes consideraciones estructurales , mecánicas y estéticas .

Si bien la mayoría de los edificios cuentan con salas de máquinas , generalmente en el sótano , los edificios altos requieren pisos dedicados a este fin en toda la estructura, por diversas razones que se explican a continuación. Dado que ocupan un valioso espacio (al igual que los huecos de los ascensores), los ingenieros procuran minimizar el número de pisos dedicados a máquinas, garantizando al mismo tiempo una redundancia suficiente en los servicios que prestan. Como regla general , los rascacielos requieren un piso dedicado a máquinas por cada 10 pisos de inquilinos (10%), aunque este porcentaje puede variar considerablemente (véanse los ejemplos a continuación). En algunos edificios, se agrupan de forma que dividen el edificio en bloques, mientras que en otros se distribuyen uniformemente por toda la estructura, y en otros, se concentran principalmente en la parte superior.

Los pisos mecánicos generalmente se cuentan en la numeración de pisos del edificio (esto es requerido por algunos códigos de construcción ) pero solo se accede a ellos mediante ascensores de servicio. Algunas regulaciones de zonificación excluyen los pisos mecánicos del cálculo del área máxima de un edificio, lo que permite un aumento significativo en el tamaño de los edificios; este es el caso en la ciudad de Nueva York . ^{[ 1 ]} A veces, los edificios se diseñan con un piso mecánico ubicado en el piso trece , para evitar problemas en el alquiler del espacio debido a supersticiones sobre el número .

Algunos rascacielos tienen núcleos estrechos que requieren estabilización para evitar su colapso. Normalmente, esto se logra uniendo el núcleo a las supercolumnas exteriores a intervalos regulares mediante cerchas de arriostramiento . La forma triangular de los puntales impide la instalación de pisos para inquilinos, por lo que estas secciones albergan pisos para instalaciones mecánicas, generalmente en grupos de dos. Otros elementos estabilizadores, como los amortiguadores de masa sintonizados, también requieren pisos para instalaciones mecánicas para su contención o mantenimiento.

Esta distribución suele reflejarse en la zonificación interna de los ascensores . Dado que casi todos los ascensores requieren salas de máquinas por encima del último piso al que dan servicio, a menudo se utilizan plantas técnicas para dividir los huecos de los ascensores, que se apilan unos encima de otros para ahorrar espacio. En ocasiones, se ubica un nivel de transferencia o vestíbulo elevado justo debajo de esos pisos.

Los ascensores que llegan hasta el último piso de inquilinos también requieren salas de máquinas en la parte superior; estas a veces se ubican en pisos mecánicos completos, pero lo más común es que se instalen en un ático mecánico , que también puede albergar equipos de comunicaciones y de limpieza de ventanas. En la mayoría de los diseños de edificios, se trata de una simple "caja" en la azotea , mientras que en otros se oculta dentro de una aguja decorativa . Como consecuencia, si se incluyen los pisos mecánicos superiores en el total, no puede existir una verdadera "oficina en el último piso" en un rascacielos con este diseño.

Además del soporte estructural y la gestión de ascensores, el propósito principal de los pisos mecánicos es albergar equipos de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). ^{[ 2 ]} Pueden contener unidades de tratamiento de aire , torres de enfriamiento (en áticos mecánicos), generadores eléctricos , plantas enfriadoras y bombas de agua .

En particular, el problema de llevar y mantener agua en los pisos superiores es una limitación importante en el diseño de rascacielos. El agua es necesaria para el uso de los inquilinos, el aire acondicionado , la refrigeración de equipos y la extinción de incendios básica mediante rociadores (especialmente importante dado que los equipos de extinción de incendios terrestres generalmente no alcanzan más de una docena de pisos). Resulta ineficiente, y rara vez factible, que las bombas de agua envíen agua directamente a una altura de varios cientos de metros, por lo que se utilizan bombas intermedias y depósitos de agua. Las bombas en cada grupo de pisos mecánicos actúan como relés hacia el siguiente piso, mientras que los depósitos almacenan agua de reserva para uso normal y de emergencia. Por lo general, las bombas tienen suficiente potencia para evitar un nivel si las bombas de ese nivel fallan y enviar agua dos pisos más arriba.

Se presta especial atención a la seguridad contra incendios en las plantas técnicas que contienen generadores, compresores y salas de máquinas de ascensores, ya que en esos elementos se utiliza aceite como combustible o lubricante .

Las plantas de instalaciones mecánicas también contienen sistemas de comunicación y control que dan servicio al edificio y, en ocasiones, permiten comunicaciones salientes, como a través de una gran antena en la azotea (que también se encuentra físicamente instalada dentro de los niveles mecánicos de la planta superior).

Los modernos sistemas de control de climatización computerizados minimizan el problema de la distribución de equipos entre las plantas al permitir el control remoto centralizado.

La mayoría de las plantas industriales requieren rejillas de ventilación o lamas exteriores para la ventilación y la disipación del calor a lo largo de casi todo su perímetro, lo que impide el uso de ventanas de vidrio . Las consiguientes franjas oscuras visibles pueden alterar el diseño general de la fachada , especialmente si está completamente revestida de vidrio. Los distintos estilos arquitectónicos abordan este problema de diferentes maneras.

En los estilos moderno e internacional de las décadas de 1960 y 1970, donde la forma sigue a la función , la presencia de las rejillas de ventilación no se considera indeseable. Al contrario, enfatiza la distribución funcional del edificio al dividirlo ordenadamente en bloques iguales, reflejando la disposición de los ascensores y las oficinas en su interior. Esto se pudo apreciar claramente en las Torres Gemelas del World Trade Center y también en la Torre Willis . En la Torre IDS de Minneapolis , la planta mecánica más baja sirve como separación visual del centro comercial Crystal Court, ubicado a nivel de calle y de la pasarela elevada, y de la torre de oficinas superior; la planta mecánica superior (por encima de los pisos 50 y 51, los pisos más altos ocupados) funciona como una "corona" para el edificio.

Por el contrario, los diseñadores de los rascacielos posmodernos recientes se esfuerzan por disimular las rejillas de ventilación y otros elementos mecánicos de diversas maneras. Esto se logra mediante técnicas como ángulos de pared complejos ( Torres Petronas ), revestimientos de celosía intrincados ( Edificio Jin Mao ) o secciones sin vidrio que parecen ornamentales ( Taipei 101 , azotea del Edificio Jin Mao).

Algunos edificios de poca altura, residenciales (generalmente apartamentos o residencias estudiantiles) o no residenciales, especialmente aquellos construidos con un estilo arquitectónico que fomenta el uso de elementos como techos inclinados o campanarios, pueden tener pisos de instalaciones disimulados como áticos o torres. En este caso, los sistemas de ventilación del piso de instalaciones se ven como rejillas de ventilación en los hastiales, buhardillas o celosías (como las de un campanario). Algunos ejemplos son algunos edificios de la UCLA , como el Dodd Hall, que tiene un piso de instalaciones disimulado como un ático y un campanario.

Estos son ejemplos de la distribución de las plantas mecánicas sobre rasante en algunos de los edificios más altos del mundo. En cada caso, los áticos y las agujas para instalaciones mecánicas se contabilizan como plantas, lo que resulta en un número total de plantas superior al habitual.

• Taipei 101 : Pisos 7-8 , 17-18, 25-26 , 34 , 42, 50, 58, 66, 74, 82, 87, 90, 92 a 100 en el ático: total 17/102, 17%. El recuento oficial de 11 ^{[ 3 ]} corresponde al número de grupos en la sección de oficinas. Los pisos 92-100 contienen equipos de comunicaciones ^{[ 4 ]} y, por lo tanto, no se suelen contar como mecánicos, ya que no dan servicio al edificio en sí.
• One World Trade Center : pisos 2-19 , 92-99 y 103-104 : total 28/104, 26%.
• WTC anterior (Torres Gemelas): Pisos 7-8 , 41-42 , 75-76 y 108-109 - total 8/110, 7%. El piso 110 del 1 WTC (Torre Norte) albergaba equipos de transmisión de televisión y radio. Algunas fuentes mencionan erróneamente 12 pisos, en grupos de tres, debido a la altura de las rejillas de ventilación (en realidad los techos allí eran más altos) y porque los niveles 44 y 78 eran vestíbulos elevados que en muchos edificios se encuentran directamente sobre los pisos de instalaciones mecánicas. Sin embargo, las torres gemelas tenían un piso de oficinas ocupado debajo de cada vestíbulo elevado, accesible a través de escaleras mecánicas .
• Willis Tower (anteriormente Sears Tower ): Niveles 29-32 , 64-65 , 88-89 , 104-108 , 109 (ático) y 110 (azotea del ático): total 15/110, 13%.
• Torres Petronas : Pisos 6 – 7, 38 – 40, 43, 84, 87 – 88 – total 9/88, 10% ^{[ 5 ]}
• Edificio Jin Mao : Pisos 51-52 y 89-93 en el ático: total 7/93, 7,5% ^{[ 6 ]}
• Burj Khalifa : Pisos 17-18 , 40-42 , 73-75 , 109-111 , 136-138, 155 y 160-168 , en el ático: total 25/168, 15 %.
• Centro John Hancock : Pisos 16-17 , 42-43 , 93, 99-100 (ático) – total 7/100, 7%
• Edificio Empire State : Pisos 87-101 : total 15/102, 14%
• Torre de Shanghái : Pisos 6-7 , 20-21 , 35-36 , 50-51, 66-67 , 82-83 , 99-100 , 116-117 , 122-124 y128 – total 20/128, 16%
• Centro Financiero Mundial de Shanghái : Plantas 6, 18, 30, 42, 54, 66, 78, 89 y 90 – total 9/101, 9%
• Lotte World Tower : Pisos 3-4 , 13, 21-23 , 39-41 , 59, 60, 72-75 , 83, 84, 102-106 , 115 y 116 – total 24/123, 20%

• Estudio de caso sobre la Plaza Central de Hong Kong realizado por el Departamento de Arquitectura de la Universidad de Hong Kong , sección de Características Energéticas.