Progettare un grattacielo, oggi. Un focus sull'evoluzione tecnologica e morfologica dell’edificio a torre

Negli ultimi decenni il numero di grattacieli nel mondo è aumentato vertiginosamente. 

Secondo i dati 2018 diffusi del CTBUH - Council on Tall Buildings and Urban Habitat, gli edifici costruiti nel 2017, che superano i 200 m di altezza, sono stati 144. Un numero elevatissimo se si paragonano le poche unità di edifici alti costruiti all’anno prima dell’arrivo del nuovo millennio.  

Quel che è certo è che i nuovi grattacieli sono molto diversi rispetto a quanto è stato costruito in passato. L’introduzione di nuove tecnologie costruttive e l’impiego di nuovi stili architettonici hanno contribuito a questa trasformazione ma, rispetto al passato, alla base del vero cambiamento vi è stata una maggiore attenzione verso tematiche legate al concetto di sostenibilità economica, ambientale e sociale.

Cosa significa oggi progettare un grattacielo? Quale è stata l’evoluzione tecnologica e morfologica del tipo edilizio dell’edificio a torre? Attraverso un colloquio con Dario Trabucco, professore di Tecnologie dell’Architettura allo Iuav di Venezia e ricercatore presso il CTBUH, cerchiamo di dare una risposta a questi quesiti.

 Pinnacle@Duxton, Singapore, è un intervento di edilizia pubblica costituito da 7 torri collegate da due skybridge con funzioni “pubbliche”, e accessibili a chiunque (cc by_Christian van Elven)

Intervista al prof. Dario Trabucco sulla evoluzione tecnologica e morfologica degli edifici alti

“I grattacieli non sono solo il luogo del business, ma sono essi stessi un business”

Professor Trabucco, come evidenziato dal CTBUH nei recenti dati del 2018, negli ultimi decenni il numero di edifici alti al mondo è cresciuto in modo esponenziale. Quale è stato l’input alla base di questo vertiginoso aumento e perché progettare edifici alti oggi significa principalmente tener conto di aspetti legati al concetto di sostenibilità economica, ambientale e sociale dell’intervento?

Dario Trabucco

Come sottolinea Carol Willis “i grattacieli non sono solo il luogo del business, ma sono essi stessi un business”. Un edificio alto è infatti un intervento immobiliare quasi sempre di tipo speculativo che viene intrapreso da un soggetto privato con il solo scopo di generare un profitto. 

Siccome gli investimenti in gioco sono notevoli, anche superiori al miliardo di dollari nel caso degli edifici di maggiori dimensioni, l’attenzione rivolta alla sostenibilità economica dell’intervento è estrema, fin dalle fasi di analisi della domanda. Solo partendo dalla centralità della sostenibilità economica dell’intervento, spesso “dimenticata” in alcune analisi e critiche frettolose, si riesce a capire il valore del trend instauratosi nel mercato degli edifici alti.

Un tempo la corsa verso il primato di altezza era interamente disputata tra le città Americane, molto è cambiato rispetto al passato. Un osservatore del 1990 avrebbe predetto che il prossimo edificio più alto del mondo sarebbe stato un grattacielo per uffici, realizzato in acciaio, probabilmente a New York o Chicago. A soli 30 anni di distanza si può invece affermare con sufficiente certezza che il prossimo pretendente al titolo sarà un edificio in calcestruzzo o a struttura composita, sicuramente con un mix di funzioni ufficio-residenze-albergo e che probabilmente sorgerà in una città della Cina o del Medio Oriente. 

In Oriente, ancor oggi, gli edifici alti nascono non tanto come esigenza del mercato, ma per rispondere al desiderio di autocelebrazione di individui (imprenditori-padroni o capi di Stato) che utilizzano ancora l’edificio alto per affermare la loro posizione nella società o del loro Paese nel mondo, come facevano i Chrysler o i Rockefeller quasi un secolo fa.

Nelle società più aperte dal punto di vista sociale, politico e non in ultimo economico, dove cioè l’imprenditore deve inseguire le menti più brillanti in un mercato del lavoro competitivo, il grattacielo non può più essere solo uno sfoggio di forza o un elemento di esibizione “muscolare”. Deve fornire un posto di lavoro piacevole ed efficiente dove far passare 40-50 ore alla settimana ai propri dipendenti nel modo più produttivo possibile, deve accogliere i turisti offrendo spazi di socializzazione e dotazioni culturali di rilievo, e convincere i residenti più esigenti che cercano non solo un dormitorio dove passare la notte ma un posto dove vivere anche nel tempo libero, intessere relazioni sociali e prendersi cura della propria persona. Questo è quello che il mercato ha richiesto con sempre maggiore forza negli ultimi 10 anni e questa è la risposta che developer e progettisti sono stati in grado di fornire con risultati sempre più interessanti.

Ingegneri e architetti nella costruzione dei grattacieli

Quale ruolo hanno avuto gli ingegneri e gli architetti nella evoluzione costruttiva dell’edificio alto? 

Dario Trabucco

Nel 1929, quando iniziò la pianificazione e realizzazione dell’Empire State Building, le prime figure professionali coinvolte non furono architetti, e tanto meno ingegneri: furono degli agenti di real estate.

Gli anni che seguirono, segnati dalla depressione e dalla Seconda guerra mondiale, portarono ad una sostanziale pausa nella costruzione dei grattacieli. Negli anni ’50 si ebbe una ripresa delle attività di costruzione grazie ad alcune significative innovazioni che consentirono una notevole evoluzione del tipo edilizio. Grazie alla diffusione delle lampade a fluorescenza e dei sistemi di refrigerazione fu possibile svincolare il progetto del piano tipo dalle esigenze di illuminazione e ventilazione naturale e introdurre il curtain wall vetrato.

Negli anni ’70, i sistemi strutturali si diversificarono in una molteplicità di soluzioni diverse, dando nuovamente il via ad una nuova gara verso l’alto che coinvolse prima New York e Chicago, a seguire numerose altre città, americane e non solo, fino all’esportazione dell’edificio alto, in Europa e Medio Oriente.

È proprio in questi anni che la figura professionale dell’ingegnere, e a seguire quella dell’architetto, acquistano di valore nella realizzazione dei grattacieli. È importante ricordare che nel 1969, veniva fondato il Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) come comitato congiunto tra IABSE – International Association of Bridge and Structural Engineers e ASCE – American Society of Civil Engineers. Seguirono in seguito l’American Institute of Architects e altre associazioni.

Evoluzione dell'edificio a torre dal punto di vista tecnologico e morfologico

Il primo grattacielo del mondo, Home Insurance Building, fu costruito a Chicago nel 1885 per poi essere demolito nel 1931 nella logica americana del rinnovo e miglioramento dell'ambiente costruito. Sono quindi già trascorsi 130 anni di storia per il tipo edilizio dell’edificio a torre. Cosa è cambiato rispetto al passato dal punto di vista tecnologico e morfologico negli edifici alti?

Dario Trabucco

Prima di tutto è bene comprendere cosa significa il termine “edificio alto”. Una delle molteplici definizioni per questa tipologia edilizia è per esempio quella che definisce come tali quelle costruzioni nelle quali le forze orizzontali dovute a vento e sismi che la struttura deve essere in grado di resistere sono predominanti rispetto alle forze verticali dovute al peso proprio e ai carichi accidentali. Compreso questo aspetto, i sistemi strutturali si sono evoluti in modo da rendere sempre più efficiente l’utilizzo dei materiali impiegati, sfruttando la forma più che la quantità di acciaio o calcestruzzo impiegato.

Una volta risolto il problema della sicurezza strutturale dell’edificio, si è iniziato a porre il problema del comfort d’utilizzo, per evitare vibrazioni e oscillazioni, dovute al vento più che ai sismi, che possono provocare in alcune strutture a veri e propri stati di malessere (mal di mare) per gli occupanti dei piani più alti. Smorzatori attivi o passivi sono quindi stati introdotti progressivamente a partire dagli anni ‘70 per migliorare il comfort di queste strutture, consentendo un progressivo snellimento della silhouette dei grattacieli fino ad arrivare a rapporti di forma (il rapporto tra base e altezza di una torre) di 1:20, valori impensabili fino a pochi decenni fa.

Questa grandiosa capacità di risolvere le sfide di carattere tecnico che questo tipo di edificio porta con sé ha permesso di realizzare progetti di grande rilievo, e di liberare risorse, soprattutto economiche, per iniziare a risolvere altri aspetti, non costruttivi ma sociali. Ecco perché parliamo di sostenibilità dal punto di vista sociale.

Progettare edifici alti oggi

Cosa è cambiato nei più recenti progetti di edifici alti?

Dario Trabucco

Il CTBUH Awards(*) è l’osservatorio privilegiato da cui seguire i trend progettuali adottati per gli edifici alti. L’analisi dei progetti che developers e professionisti presentano per questo evento permette di osservare una generale evoluzione di questo tipo di edifici.

In un edificio alto, ad esempio, la lobby d’ingresso ha sempre svolto un doppio ruolo: di filtro di sicurezza, consentendo l’accesso agli ascensori al solo personale autorizzato, e di rappresentanza, connotando con la ricercatezza dei materiali o con la presentazione di opere d’arte il carattere dell’edifico. La lobby è sempre stata un luogo dove transitare, senza quasi la possibilità di soffermarsi ma nel corso degli ultimi anni molti progetti hanno cercato di portare invece la vita della città all’interno degli edifici, aprendo questo spazio quanto più possibile al pubblico esterno e quindi non solo agli utilizzatori della torre sovrastante. L’apertura di locali commerciali aperti anche al pubblico e la successiva evoluzione in lobby trasparenti che permettono una visione di ciò che avviene all’interno o addirittura, “attraversano” visivamente l’edificio, ricostruendo assi stradali e percorsi, portando la vitalità della strada all’interno dello spazio privato. Un esempio di questa evoluzione è il Comcast Center di Philadelphia (2008) in cui la lobby è stata trasformata in un vero e proprio spazio pubblico, aperto al transito pedonale.

 Lobby del Comcast Center di Philadelphia. Photo on www.ramsa.com

Negli ultimi decenni gli ascensori, le scale e gli spazi di loro pertinenza sono diventati invece sempre più parte attiva dell’edificio e luogo di relazione.

L’ascensore è un impianto essenziale nell’esistenza di un edificio alto, anzi, è la macchina che ne ha reso possibile la nascita. Nel corso dei 160 anni di storia dell’ascensore comfort, sicurezza e prestazioni hanno fatto notevoli progressi. Nel EY Center di Sydney, così come in molti edifici dotati di tecnologie smart, l’ascensore raccoglie informazioni sul passeggero e prepara l’edificio ad accoglierlo al meglio, assegnandogli una postazione di lavoro, informandolo sulle attività della giornata, sulla posizione dei colleghi e utilizzando i dati trattati per il controllo dell’edificio.

Nel New York Times Building, progettato da Renzo Piano nel 2008, le scale sono collocate negli angoli dell’edificio, suggerendone l’uso per i brevi tragitti verticali in alternativa gli ascensori e nelle loro vicinanze si trovano spazi attrezzati per piccole riunioni informali e momenti di relax.

Nell'immagine a destra le scale del New York Times Building. Photo Scott Frary on Pinterest

Anche l’involucro dell’edificio si è evoluto nel tempo. Con l’introduzione delle facciate continue in vetro, il cosiddetto curtain wall, si ebbe progressivamente una perdita di permeabilità alla vista dall’esterno, sia per ragioni di privacy che di controllo termico e luminoso grazie ai filtri e coating superficiali, per poi arrivare a superfici completamente a specchio o alle numerose e ubiquitarie silhouette scure in stile miesiano che richiedevano un uso continuo dell’illuminazione artificiale interna. Una parziale inversione di tendenza si è avuta già un decennio fa con la diffusione dei vetri extraclear, ma il cambio di prospettive è avvenuto con la realizzazione – anche in climi non propriamente tempe temperati – di facciate permeabili che trasformano l’involucro in una pelle traspirante e con la diffusione delle doppie pelli. Il Manitoba Hydro Place del 2008 pur essendo costruito in una zona interessata da clima continentale fa uso per grandissima parte dell’anno di ventilazione esclusivamente naturale.

Nella stessa direzione, ma forse ancora più rilevante è la creazione di spazi aperti in quota che portano al di fuori dell’edificio aree ad uso semi-pubblico. Un altro interessante esempio è il complesso di residenze sociali Interlace di Singapore (2013) che attraverso la frammentazione dei volumi di fabbrica, crea una serie di terrazze e spazi comuni all’aperto per i residenti dell’edificio.

 Complesso di residenze sociali Interlace di Singapore (2013)

L’evoluzione forse più significativa si è avuta però nell’ “attacco al cielo” dell’edificio alto. Da sempre il punto più pregiato di un edificio alto, quando non occupato da guglie decorative che contribuiscono all’immagine architettonica dell’edificio (si pensi per esempio alla celeberrima guglia del Chrysler Building o, in tempi più recenti, ai 245 metri di guglia del Burj Khalifa). Inizialmente le coperture degli edifici alti venivano da sempre utilizzate per localizzare gli impianti tecnici: macchine per il trattamento dell’aria, torri evaporative, gru e sistemi meccanici per la pulizia delle facciate, antenne di comunicazione o piste di atterraggio per elicotteri.

Negli ultimi decenni queste superfici sono state sempre più frequentemente rese abitabili attraverso spazi per la socializzazione per i residenti e non.

Un’altra importante evoluzione è riscontrabile nell’uso dei materiali da costruzione.

Nonostante le comprensibili criticità legate al fuoco, i materiali di origine vegetale, tra cui il legno su tutti, vengono oggi adottati sempre più frequentemente negli edifici alti e per un vasto numero di impieghi: pavimentazioni, elementi decorativi, controsoffitti fino all’impiego, al posto dell’alluminio, per i curtain wall (sia come elementi del telaio che per la realizzazione di veneziane oscuranti). Inoltre, sono da anni in corso di realizzazione studi per la costruzione di edifici alti con l’intera struttura portante in legno. La Brock Commons Tallwood House di Vancouver è attualmente l’edificio più significativo da questo punto di vista.

Anche le soluzioni di verde pensile sono da qualche anno diventate piuttosto frequenti, sia come elementi di decorazione/ombreggiamento della facciata che per la realizzazione di giardini verticali, interni o esterni. L’integrazione di piante e alberi all’interno degli edifici, e soprattutto ai piani alti dei grattacieli, è stata supportata per quasi venti anni da varie argomentazioni. Edifici come il Bosco Verticale dimostrano che le soluzioni tecnologiche disponibili sono oramai mature.

ndr. L’intervista trae riferimento e ispirazione da un articolo del prof. Dario Trabucco pubblicato su TECHNE - Journal of Technology for Architecture and Environment (TECHNE 17 - 2019) >>> CLICCA QUI

Cosa è il CTBUH Awards?

Il CTBUH Awards è un premio che riconosce progetti e individui che hanno dato un contributo straordinario al progresso degli edifici alti e all'ambiente urbano, e che raggiungono la sostenibilità al livello più alto e più ampio. L'obiettivo è fornire una visione completa e sofisticata di questi importanti edifici, spazi e tecnologie, promuovendo al contempo miglioramenti in ogni aspetto delle loro prestazioni, in particolare quelli che hanno il maggiore effetto sulle persone che li utilizzano ogni giorno. 

ll CTBUH, Council on Tall Buildings and Urban Habitat, ha avviato questo programma nel 2001, con la creazione del Lynn S. Beedle Lifetime Achievement Award, aggiungendo in seguito la medaglia Fazlur R. Khan nel 2004. Ha iniziato a riconoscere il successo del team in progetti di edilizia imponendo i premi Best Tall Building nel 2007.

La celebrazione dei progetti premiati è riconosciuta attraverso l'annuale Tall + Urban Innovation Conference, in cui i vincitori dei premi di eccellenza in ciascuna categoria di premi presentano i loro progetti a un pubblico internazionale e alle giurie. I vincitori delle categorie complessive vengono quindi selezionati durante l'evento e i premi vengono conferiti alla cena e alla cerimonia che si tengono alla chiusura dell'evento. I progetti sono giudicati dalle giurie dal vivo durante l'evento stesso.