Come gli ingegneri costruiscono grattacieli che sembrano fisicamente impossibili

Stephen DeSimone, presidente di DeSimone Consulting Engineers a New York, sta progettando un nuovo tipo di grattacielo. Sta lavorando a strutture diverse da qualsiasi altra cosa al mondo: edifici Supertall con impronte insolitamente piccole.

Un enorme boom edilizio è in corso lungo alcuni isolati di Midtown Manhattan. Una tempesta perfetta di circostanze economiche sta producendo edifici molto alti che sono anche molto, molto sottili. E quest'anno è sembrata una corsa per vedere quale edificio super alto e scandalosamente costoso potrebbe vendere l'attico più costoso. DeSimone è una delle poche aziende che stanno lavorando per progettare questi strani esemplari, ciascuno il risultato di una complessa serie di negoziati che coinvolgono leggi di battuta d'arresto, accordi sui diritti aerei e forze di mercato.

In questo momento, lo studio si concentra su un edificio progettato dall'architetto Robert AM Stern: 220 Central Park South. Il suo attico potrebbe diventare l'attico più costoso mai venduto a New York , a $ 175 milioni, mentre nell'edificio non finito sono già stati venduti condomini per un valore di $ 1,1 miliardi .

Per DeSimone, ciò che è veramente incredibile di 220 non ha nulla a che fare con la ridicola economia delle forze di mercato che lo hanno creato. Perché se guardi l'impronta dell'edificio alto 950 piedi, noterai che è largo solo 53 piedi. Si tratta di un rapporto di aspetto di 18: 1, una sfida strutturale che è praticamente senza precedenti tranne che lungo questo tratto di proprietà immobiliare.

Su edifici così alti e sottili, il modo in cui il vento reagisce al design della facciata è importante tanto quanto qualsiasi altra cosa sulla struttura. "Quello che le persone non capiscono è che gli edifici non vogliono essere aerodinamici", afferma DeSimone. Quando la maggior parte di noi pensa agli edifici alti, immagina che l'aria fluisca attorno alle eleganti facciate di vetro. Ma gli edifici che sembrano vele o ali hanno la difficile tendenza a comportarsi anche come loro, generando portanza e pericolose forze strutturali. Su edifici alti e sottili come 220, l'obiettivo è quello di spezzare il vento, catturandolo in angoli, fessure e ornamenti per rallentarlo.

Immagini: DeSimone Consulting Engineers .

Ciò significa che DeSimone e il suo team costruiscono effettivamente dei pezzi prototipo dell'edificio e poi li testano in una galleria del vento. Lì, nell'intensa folata di vento, gli architetti possono simulare le forze che ogni giorno colpiranno le loro creazioni. "Abbiamo già realizzato progetti in cui ci sediamo lì nella galleria del vento con gli architetti e una pistola per colla", dice. È qui che i progetti architettonici incontrano effettivamente la realtà. A quel punto, gli ingegneri devono prendere l'iniziativa. "Non si tratta necessariamente di ciò che vogliono gli architetti", afferma DeSimone. "Si tratta di: ascolta, è così che lo faremo funzionare."

Quando guardi la facciata neoclassica in pietra calcarea del 220, le gallerie del vento non sono la prima cosa che ti viene in mente. Ma è qui che ha iniziato la sua vita questo stabile edificio. "È stato un processo che abbiamo iniziato prima ancora di mettere nero su bianco", afferma DeSimone.

Gli architetti con cui lavora DeSimone sono spesso indicati in modo peggiorativo come "archistar". Sono famosi designer che gestiscono piccoli negozi, più boutique che grandi magazzini. Il lavoro di DeSimone è prendere le loro immagini e idee fantasiose e trasformarle in matematica. La cosa difficile è che ogni edificio è unico. "Nella nostra attività, tutto ciò che facciamo è un prototipo unico", afferma DeSimone. "Molte delle cose che questi architetti stanno cercando di fare non sono mai state fatte prima: stanno usando i materiali in un modo che potrebbe non essere stato usato prima".

Prendi l'edificio IAC di Frank Gehry sul lato ovest di Manhattan, un edificio in cui ogni singola colonna è inclinata. Questo nuovo design ha effettivamente reso la struttura più robusta. "Abbiamo imparato rapidamente che inclinando tutte queste colonne, si crea un'enorme quantità di forza orizzontale", afferma DeSimone. Poi c'è HL23 di Neil Denari, una torre residenziale che letteralmente sovrasta la High Line. Per fare in modo che funzionasse, il team di DeSimone ha dovuto costruire uno scheletro in acciaio sottile di controventi incrociati sulla sua faccia, facendolo così a sbalzo sul parco.

IAC di C-Monster / cc ; HL23 di Forgemind ArchiMedia / cc

Un altro dei loro clienti, Zaha Hadid, sta costruendo una torre di 62 piani chiamata 1000 Museum Tower a Miami in questo momento. Ci sono voluti due anni per elaborare la struttura dell'edificio. In origine, i sinuosi bracci metallici che si avvolgono attorno alla sua facciata erano puramente estetici: l'edificio era abbastanza normale, ma sembrava una forma di vita aliena con un esoscheletro.

DeSimone ha escogitato un modo per rendere quell'esoscheletro decorativo parte dell'ingegneria strutturale dell'edificio. Sono realizzati con pannelli prefabbricati cavi (prodotti a Dubai) che vengono poi riempiti di cemento quando vengono installati. In realtà è un esoscheletro, proprio il design di Hadid sottinteso fin dall'inizio.

Anche se ogni edificio è un'anomalia unica e una tantum, la conoscenza si accumula. Puoi vederlo nell'evoluzione degli edifici tortuosi. Ciò che è iniziato con l'edificio IAC di Gehry, dove ogni singola colonna è in pendenza, si è fatto strada in una torre tortuosa ad Abu Dhabi chiamata Regent Emirates Pearl.

Il lavoro svolto da DeSimone su quei progetti lo sta aiutando a costruire un paio di torri tortuose a Miami progettate dall'architetto danese Bjarke Ingels. Ciascuno degli edifici inizia come un quadrato e poi si trasforma in un rettangolo più grande man mano che sale, un effetto che DeSimone chiama "mutaforma". Questo allungamento ai piani superiori è per un motivo molto semplice: le unità Top vendono di più. Perché sprecare spazio su unità a livello del suolo quando tutti vogliono un attico? La torsione, nel frattempo, garantisce a ciascuna unità una vista ideale.

Dal punto di vista architettonico sembra incredibile, ma è anche il sogno di uno sviluppatore spietato e DeSimone ha trovato un modo per rendere l'accordo ancora più nitido. La maggior parte degli edifici alti a Miami sono costruiti con cemento solido, che occupa una superficie preziosa negli edifici alti. Costruendo con pareti in acciaio composito, gli ingegneri sono riusciti a ridurre della metà lo spessore di quelle pareti portanti. Era più costoso a breve termine, ma lo spazio extra su ogni planimetria pagava l'acciaio stesso più costoso.

Quando gli architetti vincono le commissioni, il successo del loro lavoro dipende non solo dai loro progettisti, ma dai loro partner, dalle aziende locali che forniscono servizi sul posto in città straniere, agli ingegneri consulenti come DeSimone che devono capire la fisica dietro l'architettura. È un lavoro relativamente ingrato, dopotutto è raro sentire menzionare l'ingegnere strutturale.

"[Gli architetti] sono le celebrità, e il nostro lavoro è lavorare dietro le quinte e aiutarli a realizzare quella visione", afferma DeSimone. Ma gli va bene: ottenere crediti non è l'unica ricompensa. C'è anche l'emozione della sfida. "Non importa quanto sia alto l'edificio su cui stai lavorando oggi, ce n'è sempre uno più alto in arrivo."

Contatta l'autore a [email protected] .

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