Costruire in altezza: la verticalità nell'uso dell'acciaio

Le città metropolitane sono luogo di sperimentazione in cui l’architettura verticale diventa occasione di sviluppo di tecniche costruttive e innovazione tecnologica per raggiungere primati competitivi.

Il grattacielo, da sempre simbolo di sfida ingegneristica ed architettonica, si pone oggi un ulteriore traguardo da raggiungere: quello della sostenibilità e della resilienza. 

Ne è un perfetto esempio l’edificio 181 Fremont che è riuscito a traguardare, attraverso attente scelte progettuali e gestionali, un risparmio delle risorse energetiche e materiche nonché un’alta resilienza ad eventi improvvisi diventando, al tempo stesso, un’icona di verticalità ed eleganza nel distretto Transbay della città di San Francisco.


Multifunzionalità in un contesto dinamico

Il distretto Transbay, situato nell’area nord-ovest della città, è il cuore del centro cittadino e direzionale della città di San Francisco. Il distretto trova le basi della sua formazione nel programma di pianificazione “Downtown Plan” del 1985 e del suo sviluppo nel “Transit Center District Plan” del 2007 che, per prevenire lo sprawl urbano e al tempo stesso accogliere nuovi spazi commerciali e residenziali, ha permesso l’aumento dell’altezza degli edifici e della densità urbana all’interno del distretto stesso. Queste politiche urbanistiche hanno rivalorizzato l’area, che negli anni ‘80 stava degradando, portando alla formazione dell’immagine attuale del centro urbano, dinamico e compatto, con il caratteristico skyline inserito in un contesto paesaggistico collinare e costiero.

 

Costruire in altezza: la verticalità nell'uso dell'acciaio

 

L’area del centro urbano ha trovato il suo successo anche grazie alla riprogettazione della viabilità che ha portato alla conversione di grandi infrastrutture danneggiate a seguito del terremoto del 1989. In particolare, la demolizione della superstrada Embarcadero Freeway nel 1991 e la sua conversione in spazio pubblico, ha permesso la ricucitura del rapporto tra città e zona costiera prima interrotto dal limite fisico rappresentato dall’infrastruttura stessa. Inoltre, nel 2019 il Transbay Transit Center, precedentemente stazione ferroviaria e deposito per autobus, è stato trasformato ed implementato in un centro nodale strategico, l’attuale Salesforce Transit Center, che ospita stazione di autobus regionali, interurbani e treni ad alta velocità, spazi commerciali e un parco di 22.000 m2 sul tetto, restituendo uno spazio verde all’interno del distretto.  

Il grattacielo 181 Fremont è uno dei più emblematici edifici situati al centro del distretto Transbay, e rappresenta l’immagine contemporanea del contesto in cui è inserito.

 

Grattacielo 181 Fremont

 

Alto 245 m, con 56 piani fuori terra e 5 piani interrati, 181 Fremont rappresenta un’icona di resilienza e innovazione tecnologica. Realizzato nel 2018, il progetto si è basato sull’obiettivo di ospitare diverse funzioni al suo interno, soddisfacendo un equilibrato connubio tra spazi per uffici e residenze. Il grattacielo, per rispondere alle norme di pianificazione, si assottiglia verso l’alto, quindi le superficie di piano più elevate e meno ampie, vengono adattate alle esigenze di spazio residenziale. L’edificio è il terzo più alto di San Francisco e quello che ospita gli alloggi posti ai piani più elevati di tutta la città.

In particolare 35 piani sono destinati a spazi per uffici, pari a 40.600 m2, attualmente occupati dall’azienda “Instagram Facebook”; 17 piani sono occupati dalle residenze, per un totale di 13.660 m2 suddivisi in 67 unità abitative. L’edificio prevede inoltre un interrato di 5 piani, che si estende per 18 m sotto il livello esistente ed ospita 6000 m2 parcheggi.

Dal punto di vista spaziale, la scelta costruttiva della struttura portante ha permesso di realizzare, tra la facciata dell’edificio e il core dei servizi, spazi liberi da pilastri. Ciò restituisce quindi una maggiore flessibilità e neutralità spaziale interna e la conseguente possibilità di adattare l’edificio a più funzioni nel corso del suo ciclo di vita.

 

Verticalità e spazi aperti

Particolarmente interessante è l’integrazione degli spazi aperti, non usuale in edifici alti. Il 181 Fremont infatti, tramite una passerella/terrazza situata al settimo piano, prevede un accesso diretto al parco realizzato sulla copertura del Salesforce Transit Center, cogliendo l’opportunità della vicinanza dello stesso (figure 9-10). All’interno del grattacielo è incluso un collegamento diretto, aperto al pubblico, dal livello strada al punto di accesso al parco, creando un percorso servito da spazi di ristoro e commerciali, situati al piano terra, al quinto e al settimo piano (figura 11). 

Il collegamento diretto al Salesforce Transit Center, per coloro che lavorano e abitano al 181 Fremont non solo risulta essere un valore aggiunto nei momenti di pausa per il facile accesso all’area verde, ma anche un incentivo all’utilizzo di mezzi pubblici grazie alla comodità di fruizione. 

Un altro interessante spazio aperto integrato al grattacielo è rappresentato dalla terrazza panoramica che si apre al trentanovesimo piano e circonda l’amenities floor, uno spazio che ospita servizi quali centro fitness, sala yoga, bar/ristorante, sala conferenze e sala lettura/biblioteca. La terrazza, offrendo una vista esclusiva del lungomare di San Francisco e dello skyline del centro urbano, si pone come separazione volumetrica tra uffici e residenze (figure 12-13). 

 

La struttura ad esoscheletro

Il progetto 181 Fremont risulta particolarmente innovativo in quanto rappresenta una risposta ad una triplice sfida che ha trovato soluzione solo grazie ad una attenta progettazione e a tecnologie di costruzione all’avanguardia. La prima sfida è espressa nella forte sismicità della città di San Francisco: è necessaria quindi la costruzione di edifici notevolmente resistenti alle frequenti scosse di terremoto ma con un fattore di oscillazione controllato. Una seconda sfida è costituita dalla risposta alla sollecitazione del vento, che in edifici così alti e snelli costituisce un problema rilevante. La terza sfida è rappresentata dalle ridotte dimensioni della base su cui il grattacielo si innalza: un’impronta di soli 38 x 42 m che ospita un’elevazione di 245 m. Questa particolare condizione di contesto ha precluso la possibilità di realizzare un nucleo strutturale in calcestruzzo che avrebbe garantito maggiore rigidezza contro i carichi dovuti al vento e al sisma occupando tuttavia la gran parte della superficie utile di piano. 

La risposta alle sfide progettuali è stata trovata nella realizzazione di una struttura portante interamente in acciaio che abbraccia l’edificio, formando un esoscheletro che si dirama in forme triangolari, essendo il triangolo figura indeformabile (figura 14). Il nucleo centrale che ospita i sistemi di risalita, scale e ascensori, è anch’esso composto da una struttura a telaio in acciaio e i solai di tutti i piani sono portati da lamiere grecate in acciaio. 

Altrettanto considerevole è la fondazione, ad oggi quella più profonda della città, i cui pali si addentrano nel terreno per 62 m per andare ad intercettare lo strato più resistente. 

Sono inoltre presenti due grandi strutture reticolari, una al secondo e l’altra al trentanovesimo piano in corrispondenza dell’amenity floor. Tali strutture permettono di sostenere il peso verticale delle colonne perimetrali sovrastanti e creare spazi sottostanti privi di colonne in facciata (figure 15-16). 

La terrazza panoramica all’amenity floor è stata altresì una strategia dei progettisti per diminuire la spinta del vento: la facciata arretrata rispetto al resto del volume del grattacielo interrompe il flusso d’aria riducendone la forza. Uno studio sul carico del vento agente sul grattacielo ha rilevato una riduzione del 3,5-4% dell’accelerazione dovuta al vento nella parte superiore dell’edificio. 

Al fine di ottenere poi un edificio meno soggetto alle forze sismiche, sono stati studiate diverse soluzioni progettuali. La soluzione antisismica di smorzatore a massa, pensata nel primo progetto, che prevedeva il posizionamento alla sommità del grattacielo di una massa sferica da 700 t, è stata esclusa prevalentemente per i notevoli costi di costruzione e perché avrebbe impedito la realizzazione dell’attico panoramico: l’intervento immobiliare residenziale più redditizio.

 


L'ARTICOLO CONTINUA...LEGGI LA VERSIONE INTEGRALE
SCARICANDO* IL PDF IN ALLEGATO

*Previa registrazione al sito di INGENIO


Articolo tratto da COSTRUZIONI METALLICHE 01/2021

E' possibile acquistare le singole copie o fare l'abbonamento annuale

Costruzioni Metalliche (CM) è la più antica rivista tecnica italiana dedicata alle costruzioni in acciaio. Nasce nel 1949 con lo scopo di promuovere da oltre settant'anni la diffusione dell'attività di ricerca, progettazione e costruzione nel campo della carpenteria metallica. I contenuti editoriali si riferiscono a ogni aspetto della realizzazione delle strutture in acciaio: ricerca, ingegneria, architettura, edilizia, codici e norme, storia delle strutture in acciaio, indagini di mercato, recensioni di libri. 

CM è la rivista ufficiale del CTA (Collegio dei Tecnici dell'Acciaio) che è l'associazione italiana degli esperti e dei costruttori di acciaio e anche il fornitore italiano essenziale di competenze tecniche e consigli di buone pratiche per il settore delle costruzioni in acciaio. Avendo fin dall'inizio il doppio layout per i principali contenuti cartacei, ha sempre prestato grande attenzione al contesto europeo e mondiale.