L'esperto risponde | Prospettive urbane: alla scoperta del grattacielo

L'esperto risponde | Prospettive urbane: alla scoperta del grattacielo

Continuiamo il nostro percorso all’interno delle città contemporanee. Abbiamo trattato l’ultima volta il quartiere urbano. E se il nostro quartiere fosse verticale, cosa accadrebbe? È possibile concentrare i servizi tipici di un intero quartiere all’interno di una struttura verticale, invece di occupare uno spazio orizzontale, per cui sarebbe necessario consumare molto più suolo?         

La risposta è sì! Un grattacielo ha proprio questa funzione!                            

L’uomo nella sua storia ha sempre provato a superare i propri limiti, in ogni ambito. Da 150 anni circa, anche grazie all’utilizzo degli ascensori in edifici residenziali, un nuovo traguardo poteva essere raggiunto: la costruzione di grattacieli. Il grattacielo svolge la funzione di concentrare i servizi e le funzioni richiesti all’interno di una struttura verticale, invece di occupare uno spazio orizzontale, per cui sarebbe necessario consumare molto più suolo e realizzare più costruzioni e infrastrutture. Questo punto a favore potrebbe coincidere con una varietà di funzioni all’interno dell’edificio: non solo uffici, ma anche residenze, aree commerciali e spazi comuni per la socializzazione. Il grattacielo o skyscraper è una tipologia edilizia tipica delle aree intensamente abitate. L’aria più pulita dei piani alti e una vista migliore sono ulteriori motivi per cui questi enormi edifici hanno iniziato a spopolare nel nostro secolo, diventando dei simboli del paesaggio urbano oltre che un vero e proprio business. La realizzazione di costruzioni così grandiose richiede numerose analisi, sia preventive che durante i lavori. Andiamo a vedere brevemente quali sono le principali sfide nella costruzione di un grattacielo, così da capire quali possono essere i limiti alla loro realizzazione.

Le forze verticali. La prima indagine che deve essere fatta prima di costruire un grattacielo è di tipo idrogeologico, perché bisogna valutare la natura del terreno e se essa sia in grado o meno di sopportarne il peso dell'edificio. Un grattacielo in media raggiungerà diverse migliaia di tonnellate come peso unicamente strutturale a causa dell'utilizzo di acciaio e calcestruzzo, i materiali più utilizzati in questo settore grazie alle loro proprietà tecniche. Il calcestruzzo viene utilizzato spesso per la costruzione del nucleo centrale, mentre per pilastri e pareti con funzione portante si utilizza l’acciaio, materiale dalle performance eccezionali. Per sostenere questo enorme peso, quindi, è necessario scegliere un terreno adatto, capace di sopportare sollecitazioni verticali così intense. Questo mette già dei paletti nella costruzione dei grattacieli che, per raggiungere determinate altezze, necessitano di terreni con particolari caratteristiche. Lo studio del suolo e dei moti di filtrazione dell’acqua che si avranno a costruzione ultimata diventano quindi fondamentali: basti vedere cos’è successo alla Torre di Pisa, che ha rischiato di sprofondare sotto il proprio peso.

 

 

Il vento. Più in alto si va e più è violento. Basti pensare che a 600 metri di altezza, per esempio, una raffica raddoppia di forza e quando incontra un ostacolo, come un grattacielo, produce effetti come il buffeting (oscillazioni molto forti) che possono addirittura far crollare un edificio se mal progettato. A preoccuparsi di far stare in piedi i grattacieli sono gli ingegneri strutturisti che lavorano “dietro le quinte”. Quando si guarda un grattacielo, infatti, la mente va alla forma e all’architetto che l’ha disegnato e non si pensa quasi mai alla sua struttura.

Il sisma.  La struttura deve essere quanto più possibile leggera, e quindi basata su una tecnologia che utilizza un sistema trave-pilastro. In poche parole: non vedrete mai un grattacielo con struttura in mattoni perché troppo pesante! Le simulazioni di resistenza sismica che vengono fatte dai progettisti sono pressoché infinite. Particolare curioso: la forma degli skyscrapers spesso ha una funzione strutturale oltre che architettonica. A differenza di quanto accadeva in passato (dagli anni ‘20 agli anni ‘80 del Novecento), oggi i grattacieli non sono più dei parallelepipedi più o meno alti, ma le forme che concepiscono i progettisti contemporanei sono studiate e modellate per migliorare l’equilibrio strutturale e la risposta antisismica dell’edificio stesso.

Ulteriori sfide. Durante la costruzione bisognerà studiare la risposta dell'edificio e tenerla sotto controllo nel corso della sua vita, questo per assicurarsi che il comportamento deformativo, caratteristico di ogni struttura, rimanga contenuto, concorde con quanto ci si aspetti dai carichi agenti. Un'altra sfida è sicuramente quella di riuscire a progettare impianti di climatizzazione e aerazione per l’intero immobile – dal momento che a 500 metri di altezza non è possibile cambiare aria semplicemente aprendo le finestre!                                                Per edifici di tali dimensioni si deve prestare attenzione anche alla mobilità degli utilizzatori e alla gestione delle loro attività, effettuando una corretta pianificazione urbanistica capace di gestirne il traffico. Altri studi convergeranno su adeguati piani di evacuazione e antincendio, sui sistemi fognari e sui sistemi di drenaggio dell’acqua. Un grattacielo alto diverse centinaia di metri che non è in grado di controllare tutti questi flussi diventa fine a se stesso.

 

 

CURIOSITÀ SUI GRATTACIELI.

QUAL È IL PRIMO DELLA STORIA? Il primato è americano, ma, sorprendentemente, non di New York. Gli storici ritengono che il primo grattacielo sia stato l’Home Insurance Building di Chicago, che nel 1885 raggiunse l'allora imponente altezza di 10 piani (e due furono aggiunti nel 1890). La leggenda narra che il suo progettista, William LeBaron Jenney, compagno di classe di École Centrale Paris di Gustave Eiffel, ebbe la prova che uno scheletro di ferro potesse reggere un edificio quando vide sua moglie posare un pesante libro in cima a una piccola gabbia per uccelli, che facilmente sostenne il suo peso. Venne poi il primissimo grattacielo di Manhattan (spesso si pensa sia il primo in assoluto!), dall’iconica e famosissima forma a ferro da stiro, datato 1903 e firmato Daniel Burnham.

QUAL È IL GRATTACIELO PIÙ ALTO? E’ in corso di costruzione in Arabia Saudita la Jeddah Tower con i suoi impressionanti 1008 metri di altezza, il primo grattacielo a superare il chilometro di altezza! Ha subito un fermo lavori nel 2018 e sono ripresi nel Settembre 2023. Al momento il primato rimane del famosissimo Burj Khalifa di Dubai alto ben 828 metri, costituito da una struttura in calcestruzzo armato fino al livello 155 (573 metri) mentre la restante parte è in acciaio, fino alla sommità.

E IL PIÙ ALTO D’ITALIA? Sul podio della classifica al primo posto troviamo la Torre UniCredit, a Milano. Si tratta del grattacielo con l’altezza strutturale maggiore, grazie ai suoi 231 metri – cioè circa due volte il Duomo di Milano. L’edificio fa parte di un complesso di 3 torri che vanno a chiudersi a semicerchio realizzate dallo studio Pelli Clarke. La torre in questione, quartiere generale di Unicredit, con i suoi 31 piani ospita circa 4000 dipendenti

IN QUANTO TEMPO SI PUÒ COSTRUIRE UN GRATTACIELO? Ci sono voluti 5 anni per costruire il Burj Khalifa. La costruzione dell'Empire State Building (1931) è invece durata meno di due anni: 20 mesi per 443 metri di altezza. Ma si può fare di meglio: in Cina, un grattacielo di 57 piani è stato costruito in meno di tre settimane! E ancora di più: l’azienda cinese Broad Sustainable Building ha costruito un grattacielo chiamato Mini Sky City, a Changsha, nella provincia di Hunan in soli 19 giorni! L'edificio, alto circa 200 metri, è figlio di una tecnica rivoluzionaria chiamata costruzione modulare, che ricorda il concetto dei Lego: il 90 percento del grattacielo era prefabbricato, così i costruttori sono stati in grado di assemblare l'edificio a una velocità di tre piani al giorno. La compagnia cinese progetta anche di costruire un grattacielo gigante chiamato Sky City, alto ben 220 piani, che finirebbe per essere più alto del Burj Khalifa. Per costruirlo basterebbero soli 7 mesi.

Tempi da capogiro se pensiamo che a volte 7 mesi nell’edilizia ordinaria italiana troppo spesso occorrono per ristrutturare un solo appartamento!

 

Architetto Mirco Ciarlante

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