Shanghai Tower: la struttura
e
gli
impianti
del
grattacielo
Foto: Terri Meyer Boake via Ctbuh
La Shanghai Tower sorge a Luijazui, nel cuore del distretto
finanziario e commerciale di Pudong, a Shanghai in Cina, la
città più popolosa del pianeta. Sarà il secondo grattacielo
più alto al mondo, superato solo dal Burj Khalifa di Dubai
(829,8 m). Dotato di 121 piani fuori terra, 5 livelli
interrati e altrettanti piani di coronamento, avrà una
superficie complessiva di 574.000 mq, di cui 410.000 fuori
terra. Accoglierà fino a 20.000 persone al giorno,
l’equivalente di cittadine italiane del calibro di Mortara in
Lombardia o Zagarolo nel Lazio, che lo renderanno di fatto una
città verticale. Studiati anche i collegamenti diretti ai
trasporti pubblici cittadini: l’edificio infatti si collegherà
direttamente alle linee della metropolitana 2 e 14, così come
al Jin Mao Tower ed il World Financial Center suoi prossimi
vicini.
Analizzandola nelle destinazioni d’uso, essa risulta suddivisa
in 5 principali aree funzionali, con oltre 220.000 mq di
uffici per aziende multinazionali e di servizi finanziari,
hotel a cinque stelle e strutture di supporto, negozi al
dettaglio, zona ricreativa e un nuovo centro commerciale. Il
Jinjiang International Hotel, posizionato tra 84° e il 110°
piano e dotato di 320 camere per una superficie totale di
80.000 mq, sarà l’albergo più alto al mondo. Inoltre, al fine
di evitare la triste immagine di città fantasma al termine
delle attività di lavoro giornaliere, verranno insediati al
suo interno un centro culturale e per conferenze da oltre
2.000 mq, in aggiunta a una sala per ricevimenti di 1.000 mq
in sommità alla struttura.
LEGGI ANCHE: “TORRI E GRATTACIELI: QUALI SONO I CRITERI DI
COSTRUZIONE?”
Tecnologia
Foto: Terri Meyer Boake via Ctbuh
Dal punto di vista tecnologico, la torre è costituita
longitudinalmente dalla sovrapposizione teorica di 9 tamburi a
forma cilindrica, racchiusi da due facciate in vetro, una
interna e una esterna, la cui sezione ricorda una corona
circolare deformata nel piano. Lo spazio tra le due membrane
vetrate ha una distanza variabile, che oscilla da 91 cm a 10
m, fornendo così maggiore spazio pubblico all’interno
dell’edificio, ed al contempo, un strato di isolamento termico
con caratteristiche energetiche simili a quelle di una doppia
pelle. Tale scelta permette un costo di gestione minore
dell’opera e maggiore sostenibilità ambientale.
Tra l’involucro interno e lo strato esterno, il quale sale
ruotando su se stesso, 9 zone forniranno lo spazio pubblico
per i visitatori e disporranno di propri giardini, bar,
ristoranti e spazi commerciali, che offriranno una vista
panottica sulla città. La trasparenza di entrambi gli strati
della facciata garantirà la visibilità ai fruitori esterni del
complesso degli spazi commerciali interni, così come degli
eventi che avranno luogo presso la base della torre. Tali
piani elimineranno la necessità di uno strato di
opacizzazione, indispensabile nella maggior parte degli
edifici dotati di una sola facciata altamente riflettente, al
fine di ridurre l’assorbimento di calore. I progettisti di
Cosentini Associates hanno lavorato a stretto contatto con gli
architetti di Gensler al fine di sviluppare un’intercapedine
in grado di abbattere i costi di raffreddamento, riducendo al
minimo l’effetto camino e il condizionamento dell’aria
interna, grazie alla stratigrafia del vetro utilizzato.
L’esterno dell’edificio ruota verso l’alto torcendosi a
spirale di circa un grado per piano (fino ad arrivare a 120°)
per compensare l’effetto del vento a maggiore altitudine, che
può toccare i 183 km/h. Ciò è importante per un qualsiasi
grattacielo che sorga a Shanghai, al fine di resistere ai
tifoni, che in quell’area sono frequenti. Gensler dichiara che
210.000 mq di vetrate sono state posate per realizzare il
sistema curtain-wall sopra descritto, suddivise in 9 zone
sostenute strutturalmente da una serie di travi reticolari
ognuna alta 2 piani. Il design dei prospetti in vetro del
grattacielo è stato pensato con lo scopo di ridurre del 24% i
carichi di vento sulla costruzione. Grazie anche all’utilizzo
di test in galleria del vento (con modelli in scala 1:500 e
1:85), si è verificata l’uniformità dello spessore del vetro
in tutte le sezioni di piano, al contrario dei montanti
verticali che sono stati rafforzati, ove necessario, per
rispondere alle alte sollecitazioni laterali. Tuttavia, si
sono resi necessari minori quantitativi di materiali da
costruzione, fra cui il 25% in meno di acciaio
strutturale, assicurando così un risparmio di circa 58 milioni
di dollari. Ciò nonostante, il peso globale dell’edificio è di
circa 850.000 t, per un costo complessivo di 4,2 miliardi di
dollari.
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Energia
Per quanto riguarda l’aspetto energetico, anche se la maggior
parte di energia del grattacielo sarà fornita da sistemi di
alimentazione convenzionale, sulla parte superiore della Torre
(fra i 565 m ed i 578 m) saranno installate 270 turbine
eoliche ad asse verticale, che potranno generare fino a
350.000 kWh annui di quota elettrica supplementare. I sistemi
di riscaldamento e raffreddamento dell’edificio utilizzeranno
fonti geotermiche alternativa, oltre a uno a cogenerazione da
3.0 MW; essi sono stati calcolati applicando algoritmi
migliorati basati sulla teoria swarm intelligence, al fine di
verificare al meglio le combinazioni integrate di cui sopra.
Inoltre, è previsto anche un sistema di raccolta e riuso
dell’acqua piovana. L’intero insieme delle scelte ecosostenibili, in totale 43, permetteranno di ridurre l’impronta
carbonica dell’edificio di 34.000 t annue.
Per la progettazione eco-sostenibile dell’edificio, ai
proprietari della Shanghai Tower, la Shanghai Tower
Construction and Development, è stata riconosciuta la
certificazione Leed Gold dal U.S. Green Building Council
(Usgbc). Esso venne concessa in via preventiva nel marzo del
2010.
Ingegneria strutturale
Dal punto di vista strutturale, c’è da rilevare che Shanghai è
costruita su di una zona sismicamente attiva e il cantiere si
trova in un bacino idrografico. E’ stato perciò necessario
prevedere delle fondazioni piuttosto solide per questo
grattacielo, procedendo ad opere di compattazione del terreno
di fondazione. Gli ingegneri di Thornton Tomasetti hanno
predisposto 1079 pali nel sottosuolo fino a una profondità di
circa 86 m, e successivamente gettato 2,15 milioni di mc di
calcestruzzo per impostare uno zoccolo di 20 m di spessore per
l’ancoraggio all’edificio principale. Per il completamento del
getto di fondazione in una sola volta, si sono utilizzate 450
autobetoniere, 8 stazioni di pompaggio per oltre 60.000 mc di
calcestruzzo posati senza sosta per 63 ore. I 5 piani
interrati ospiteranno 1.800 posti auto, e sono stati terminati
nel Marzo 2010.
L’edificio è dotato di due sistemi di smorzamento delle
oscillazioni impresse, causate da vento e sisma, il Tuned Mass
Damper (Tms) e di uno magnetico. L’attenuazione di tali
fenomeni è importante non solo per il comfort degli inquilini
all’interno dell’edificio, ma anche al fine di ridurre la
fatica strutturale nel tempo. Il Tmd è essenzialmente una
grande massa progettata per contrastare tali effetti, composto
da 300 lastre di acciaio di dimensioni diverse, che impostano
dal 125° al 130° piano, per un peso di 1.000 t. I suoi
movimenti sono del tutto impediti da correnti indotte e da
campi magnetici. Il secondo sistema di smorzamento nella
Torre, l’Eddy Current Damper, è un’insieme di lastre di rame e
magneti progettati per controllare il movimento dell’edificio
e le sue oscillazioni. Tale sistema si localizza sotto il Tms
al piano 125, a circa 400 m d’altezza, con una superficie in
pianta di 100 mq. Entrambi i dispositivi riducono lo
spostamento della costruzione del 20% e l’accelerazione del
40%.
L’autore
Fabrizio Aimar
Architetto libero professionista, si laurea a pieni voti
presso la Facoltà di architettura del Politecnico di Torino.
Ha collaborato in un noto studio di ingegneria civile ed
infrastrutturale di Torino, redigendo progetti esecutivi e
costruttivi in supporto a note firme di architettura
internazionali (Jean Nouvel, Renzo Piano, Mario Cucinella,
Aymeric Zublena). Ha inoltre collaborato al progetto
costruttivo architettonico del Grattacielo Intesa Sanpaolo di
RPBW, sempre per uno studio torinese. Dal 2009 è firma della
rivista “Il Giornale dell’Architettura”. Dal 2010 è membro
della commissione cultura dell’Ordine degli architetti P.P.C.
della Provincia di Asti. Nel 2014 è firma della rivista
coreana di architettura “C3”.
Riferimenti Editoriali
Componenti strutturali in acciaio
Progettare componenti e connessioni secondo Eurocodici e Norme
Tecniche per le Costruzioni
Guida pratica all’uso degli Eurocodici e delle Ntc per il
calcolo di componenti strutturali in acciaio, intesi sia come
elementi lineari che compongono la struttura (travi, colonne e
controventi), sia come elementi di giunzione tra gli stessi
(collegamenti bullonati e saldati e ancoraggi di base di
colonne).
Autore: Adriano Castagnone, Domenico Leone
Wolters Kluwer Italia
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Anno: 2012
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