Il grattacielo è un edificio a torre in cui è preponderante lo sviluppo verticale e con un notevole numero di piani; il termine deriva dall'inglese skyscraper, ("che gratta il cielo", utilizzata nel XVIII secolo per indicare gli alti alberi maestri che reggevano le vele nelle navi inglesi).
Storicamente, alla fine del XIX secolo, il termine si riferiva a edifici con almeno dieci piani, ma poi, con l'evoluzione tecnologica nel corso del XX secolo, il termine è stato impiegato per edifici più alti; per edifici di altezza superiore a 300 metri si usa il termine "supertall" mentre, quando si superano i 600 metri, si parla di "megatall".
La città con più grattacieli al mondo è Hong Kong, seguita da New York. Al 2015 sono presenti - sparsi per il mondo - un centinaio di edifici che superano i trecento metri dei quali oltre il 70% è situato in Asia.
Storia
Il termine "grattacielo" è stato usato per la prima volta alla fine del XIX secolo per intendere i palazzi alti più di 10 piani. Il primo grattacielo della storia fu l'Home Insurance Building di Chicago, alto 10 piani e costruito nel 1885.
Primi grattacieli
Nel 1857, Elisha Otis introdusse l'ascensore di sicurezza presso l'E. V. Haughwout Building a New York City, consentendo un trasporto comodo e sicuro ai piani superiori degli edifici. Successivamente, Otis introdusse i primi ascensori commerciali per passeggeri nell'Equitable Life Building nel 1870, considerato da alcuni storici dell'architettura il primo grattacielo. Un altro sviluppo cruciale fu l'uso di una struttura in acciaio al posto di pietra o mattoni, altrimenti le pareti dei piani inferiori di un edificio alto sarebbero state troppo spesse per essere funzionali. Un primo sviluppo in questo ambito fu l'Oriel Chambers a Liverpool, in Inghilterra, costruito nel 1864. Era alto solo cinque piani.Building Design Architect's website, 8 January 2010 La Royal Academy of Arts afferma che "i critici dell'epoca rimasero inorriditi dai suoi 'grandi agglomerati di bolle di vetro sporgenti'. In effetti, fu un precursore dell'architettura modernista, essendo il primo edificio al mondo a presentare una parete continua in vetro con struttura metallica, un elemento di design che crea interni luminosi e ariosi e da allora è stato utilizzato in tutto il mondo come elemento caratterizzante dei grattacieli".
Ulteriori sviluppi portarono a quello che molti individui e organizzazioni considerano il primo grattacielo al mondo, l'Home Insurance Building di Chicago, un edificio di dieci piani, costruito tra il 1884 e il 1885. Sebbene la sua altezza originale di 42,1 m (138 piedi) non sia oggi considerata un grattacielo, fu un record per l'epoca. La costruzione di edifici alti negli anni '80 del XIX secolo diede origine al grattacielo come primo movimento architettonico, ampiamente definito Scuola di Chicago, che sviluppò quello che è stato definito Stile Commerciale.
L'architetto, il maggiore William Le Baron Jenney, creò una struttura portante a telaio. In questo edificio, un telaio in acciaio sosteneva l'intero peso delle pareti, anziché essere costituito da pareti portanti che sostenevano il peso dell'edificio. Questo telaio fu poi ricoperto da una cortina di pietra per motivi estetici. Questo sviluppo portò alla forma costruttiva dello "scheletro di Chicago". Oltre al telaio in acciaio, l'Home Insurance Building utilizzava anche sistemi ignifughi, ascensori e cablaggio elettrico, elementi chiave nella maggior parte dei grattacieli odierni.
Il Rand McNally Building di Burnham e Root, alto 45 m, a Chicago, nel 1889, fu il primo grattacielo interamente con struttura in acciaio, mentre il Wainwright Building di Louis Sullivan, alto 41 m, a St. Louis, Missouri, nel 1891, fu il primo edificio con struttura in acciaio con slanciate fasce verticali per enfatizzare l'altezza dell'edificio ed è quindi considerato il primo grattacielo dei primi anni del XX secolo. Nel 1889, la Mole Antonelliana in Italia era alta 197 metri.
La maggior parte dei primi grattacieli sorse nelle aree a corto di suolo di New York e Chicago verso la fine del XIX secolo.
Grattacieli tra le due guerre
Preoccupazioni legate all'estetica e alla sicurezza antincendio avevano ostacolato lo sviluppo di grattacieli in tutta l'Europa continentale per la prima metà del XX secolo. Nel 1940, in Europa si contavano circa 100 grattacieli. Alcuni esempi sono la Witte Huis (Casa Bianca) del 1898 a Rotterdam, alta 43 m; il PAST Building (1906-1908) di Varsavia, alto 51,5 m; il Royal Liver Building a Liverpool, completato nel 1911 e alto 90 m; la Marx House a Düsseldorf del 1924 alta 57 m, la Borsigturm a Berlino alta 65 m, costruita nel 1924, la Hansahochhaus a Colonia, in Germania, alta 65 m, costruita nel 1925; le Kungstornen (Torri del Re) di 61 m a Stoccolma, in Svezia, costruite tra il 1924 e il 1925; l'Ullsteinhaus a Berlino, in Germania, alta 77 m, costruita nel 1927; l'Edificio Telefónica a Madrid, in Spagna, alto 89 m, costruito nel 1929; il Boerentoren di 87,5 m ad Anversa, in Belgio, costruito nel 1932; il Prudential Building di 66 m a Varsavia, in Polonia, costruito nel 1934; e la Torre Piacentini di 108 m a Genova, in Italia, costruita nel 1940.
Grattacieli moderni I grattacieli moderni sono costruiti con strutture in acciaio o cemento armato e facciate continue in vetro o pietra levigata. Utilizzano attrezzature meccaniche come pompe idrauliche e ascensori. Dagli anni '60, secondo il CTBUH (Council on Tall Buildings and Urban Habitat), il grattacielo è stato ripensato, passando dall'essere un simbolo del potere aziendale nordamericano a un simbolo che comunica il ruolo di una città o di una nazione nel mondo.
Grattacieli nell'era di Stalin
La costruzione di grattacieli molto alti entrò in un periodo di stagnazione durato trent'anni nel 1930 a causa della Grande Depressione e della Seconda Guerra Mondiale. Poco dopo la fine della guerra, la Russia iniziò la costruzione di una serie di grattacieli a Mosca. Sette, soprannominati le "Sette Sorelle", furono costruiti tra il 1947 e il 1953; e uno, l'edificio principale dell'Università Statale di Mosca, fu l'edificio più alto d'Europa per quasi quattro decenni (1953-1990). Altri grattacieli in stile classicista socialista furono eretti nella Germania dell'Est (Frankfurter Tor), in Polonia (PKiN), in Ucraina (Hotel Moscow), in Lettonia (Accademia delle Scienze) e in altri paesi del blocco orientale. Anche i paesi dell'Europa occidentale iniziarono a consentire grattacieli più alti negli anni immediatamente successivi alla Seconda Guerra Mondiale. Tra i primi esempi si annoverano l'Edificio España (Spagna) e la Torre Breda (Italia).
Grattacieli moderni nel dopoguerra
Nei primi anni '60, l'ingegnere strutturale bengalese-americano Fazlur Rahman Khan, considerato il "padre dei progetti tubolari" per i grattacieli, scoprì che la struttura dominante con telaio rigido in acciaio non era l'unico sistema adatto per gli edifici alti, segnando una nuova era nella costruzione di grattacieli in termini di sistemi strutturali multipli. La sua innovazione centrale nella progettazione e costruzione di grattacieli fu il concetto del sistema strutturale "a tubo", che includeva il "tubo incorniciato", il "tubo a capriata" e il "tubo fascio". Il suo "concetto di tubo", che utilizzava tutta la struttura perimetrale della parete esterna di un edificio per simulare un tubo a parete sottile, rivoluzionò la progettazione degli edifici alti. Questi sistemi consentono una maggiore efficienza economica, e consentono anche ai grattacieli di assumere varie forme, non dovendo più essere rettangolari e a forma di scatola. Il primo edificio ad impiegare la struttura a tubo fu il condominio Chestnut De-Witt, considerato un importante sviluppo nell'architettura moderna. Questi nuovi progetti hanno aperto le porte all’economia per appaltatori, ingegneri, architetti e investitori, offrendo grandi quantità di spazio immobiliare su appezzamenti di terreno minimi.
Grattacieli post-moderni
Le moderne pratiche edilizie riguardanti i super-grattacieli hanno portato allo studio della "vanity height". La vanity height, secondo il CTBUH, è la distanza tra il piano più alto e la sua sommità architettonica (escluse antenne, pennoni o altre estensioni funzionali). La vanity height è apparsa per la prima volta nei grattacieli di New York City già negli anni '20 e '30, ma i super-grattacieli si sono basati su queste estensioni inabitabili per circa il 30% della loro altezza, sollevando potenziali problemi di definizione e sostenibilità. L'attuale era dei grattacieli si concentra sulla sostenibilità, sui suoi ambienti costruiti e naturali, comprese le prestazioni delle strutture, i tipi di materiali, le pratiche di costruzione, l'uso minimo assoluto di materiali e risorse naturali, l'energia all'interno della struttura e un approccio olistico integrato ai sistemi edilizi. LEED è uno standard di bioedilizia attuale.
Dal punto di vista architettonico, con i movimenti del postmodernismo, del nuovo urbanesimo e della nuova architettura classica, affermatisi a partire dagli anni '80, un approccio più classico è tornato alla progettazione globale dei grattacieli, che rimane popolare ancora oggi. Esempi sono il Wells Fargo Center, la NBC Tower, Parkview Square, 30 Park Place, il Messeturm, le iconiche Petronas Towers e la Jin Mao Tower.
Grattacieli contemporanei Altri stili e movimenti contemporanei nella progettazione dei grattacieli includono l'organico, il sostenibile, il neofuturista, lo strutturalista, l'high-tech, il decostruttivista, il blob, il digitale, lo streamline, il neo-novità, il regionalismo critico, il vernacolare, il neo-art déco e il neo-storico, noto anche come revivalista.
Il 3 settembre è la giornata commemorativa mondiale dei grattacieli, chiamata "Skyscraper Day".
Gli sviluppatori di New York City si sono sfidati tra loro, con edifici via via più alti che si sono aggiudicati il titolo di "più alto del mondo" negli anni '20 e all'inizio degli anni '30, culminando con il completamento del Chrysler Building di 318,9 m nel 1930 e dell'Empire State Building di 443,2 m nel 1931, l'edificio più alto del mondo per quarant'anni. La prima torre del World Trade Center, alta 417 m, divenne l'edificio più alto del mondo nel 1972.
Americhe
Stati Uniti d'America
A partire dalla seconda metà del XIX secolo si ebbero le prime sperimentazioni strutturali volte a verificare la realizzazione di alti edifici su richiesta di imprenditori e finanzieri interessati a massimizzare l'uso delle aree nei centri urbani delle metropoli.
Si devono all'ingegnere William LeBaron Jenney, progettista del Home Insurance Building a Chicago e realizzato nel 1885, all'architetto Daniel Hudson Burnham (Masonic Temple, 1889-91 e Reliance Building, 1894, entrambi a Chicago), e a Louis Henry Sullivan, (Wainwright Building a Saint Louis, 1891; Guaranty Building a Buffalo, 1895) i primi esempi di alti edifici realizzati. Il tipo di edificio ebbe poi un grande sviluppo anche a New York. Grazie poi concorso indetto per la realizzazione del Chicago Tribune Tower (1922) e poi attraverso il RCA Building nel Rockfeller Center, New York, 1931-40), opere talmente complesse non solo da un punto di vista ingegneristico che spinsero a una ricerca di soluzioni tecnologiche sempre più d’avanguardia e a configurazioni architettoniche.
Da un punto di vista strutturale lo schema costruttivo si basava sull'uso del cemento armato o dell'acciaio, quest'ultimo materiale, a causa soprattutto della maggiore deformabilità delle strutture metalliche, spinse all'inserimento di controventamenti con pareti esterne a traliccio reticolare oppure con un nucleo centrale a torre in cemento armato o reticolare in acciaio.