Rascacielos
Un rascacielos es un edificio alto continuamente habitable que tiene varios pisos. Las fuentes modernas actualmente definen los rascacielos como de al menos 100 metros (330 pies) o 150 metros (490 pies) de altura, aunque no existe una definición universalmente aceptada. Los rascacielos son edificios muy altos de gran altura. Históricamente, el término se refería por primera vez a edificios de entre 10 y 20 pisos cuando este tipo de edificios comenzaron a construirse en la década de 1880. Los rascacielos pueden albergar oficinas, hoteles, espacios residenciales y espacios comerciales.
Una característica común de los rascacielos es tener una estructura de acero que soporta muros cortina. Estos muros cortina se apoyan en el marco de abajo o están suspendidos del marco de arriba, en lugar de descansar sobre muros de carga de construcción convencional. Algunos de los primeros rascacielos tienen una estructura de acero que permite la construcción de muros de carga más altos que los de hormigón armado.
Rascacielos modernos' las paredes no soportan carga y la mayoría de los rascacielos se caracterizan por grandes superficies de ventanas que son posibles gracias a los marcos de acero y los muros cortina. Sin embargo, los rascacielos pueden tener muros cortina que imitan los muros convencionales con una pequeña superficie de ventanas. Los rascacielos modernos a menudo tienen una estructura tubular y están diseñados para actuar como un cilindro hueco para resistir el viento, los movimientos sísmicos y otras cargas laterales. Para parecer más esbeltos, permitir una menor exposición al viento y transmitir más luz natural al suelo, muchos rascacielos tienen un diseño con retranqueos, que en algunos casos también es estructuralmente necesario.
Hasta febrero de 2022, catorce ciudades del mundo tienen más de 100 rascacielos de 150 m (492 pies) o más altos: Hong Kong con 518 rascacielos; Shenzhen, China con 343 rascacielos; la ciudad de Nueva York, EE. UU., con 300 rascacielos; Dubai, EAU con 237 rascacielos; Mumbai, India con 208 rascacielos; Shanghai, China con 180 rascacielos; Tokio, Japón con 165 rascacielos; Guangzhou, China con 152 rascacielos; Kuala Lumpur, Malasia con 148 rascacielos; Chongqing, China y Chicago, EE. UU., ambos con 135 rascacielos; Wuhan, China con 109 rascacielos; y Bangkok, Tailandia y Yakarta, Indonesia, ambos con 108 rascacielos.
Definición
El término "rascacielos" se aplicó por primera vez a edificios de estructura de acero de al menos 10 pisos a fines del siglo XIX, como resultado del asombro público ante los edificios altos que se estaban construyendo en las principales ciudades estadounidenses como Chicago, Nueva York, Filadelfia, Detroit y St. Luis.
El primer rascacielos con estructura de acero fue el Home Insurance Building, originalmente de 10 pisos con una altura de 42 m o 138 pies, en Chicago en 1885; Se agregaron dos historias adicionales. Algunos apuntan al Jayne Building de 10 pisos de Filadelfia (1849-1850) como un prototipo de rascacielos, o al Equitable Life Building de siete pisos de Nueva York, construido en 1870. Los rascacielos superaltos de #39 se están construyendo ahora en todo el mundo. La nominación de una estructura frente a otra siendo el primer rascacielos, y por qué, depende de qué factores se enfatizan.
La definición estructural de la palabra rascacielos fue refinada más tarde por los historiadores de la arquitectura, basándose en los desarrollos de ingeniería de la década de 1880 que habían permitido la construcción de edificios altos de varias plantas. Esta definición se basó en el esqueleto de acero, a diferencia de las construcciones de mampostería de carga, que superaron su límite práctico en 1891 con el edificio Monadnock de Chicago.
¿Cuál es la característica principal del edificio alto de oficinas? Es elevado. Debe ser alto. La fuerza y el poder de la altitud deben estar en ella, la gloria y el orgullo de la exaltación deben estar en ella. Debe ser cada pulgada una cosa soberbia y amarga, subiendo en pura exaltación que de abajo a arriba es una unidad sin una sola línea disente.
- - Louis Sullivan El edificio Tall Office Considerado artísticamente (1896)
Algunos ingenieros estructurales definen un rascacielos como cualquier construcción vertical en la que el viento es un factor de carga más significativo que los terremotos o el peso. Tenga en cuenta que este criterio se ajusta no solo a los rascacielos, sino también a otras estructuras altas, como las torres.
Distintas organizaciones de Estados Unidos y Europa definen los rascacielos como edificios de al menos 150 metros de altura o más, con "supertall" rascacielos para edificios de más de 300 m (984 ft) y "megatall" rascacielos para los que superan los 600 m (1969 pies).
La estructura más alta en la antigüedad fue la Gran Pirámide de Giza de 146 m (479 pies) en el antiguo Egipto, construida en el siglo 26 a. No fue superada en altura durante miles de años, la Catedral de Lincoln de 160 m (520 pies) la superó en 1311-1549, antes de que su aguja central se derrumbara. Este último, a su vez, no fue superado hasta el Monumento a Washington de 555 pies (169 m) en 1884. Sin embargo, al estar deshabitada, ninguna de estas estructuras cumple con la definición moderna de un rascacielos.
Los apartamentos de gran altura florecieron en la antigüedad clásica. Las antiguas ínsulas romanas en las ciudades imperiales alcanzaban los 10 o más pisos. Comenzando con Augusto (r. 30 BC-14 AD), varios emperadores intentaron establecer límites de 20 a 25 m para edificios de varios pisos, pero tuvieron un éxito limitado. Los pisos inferiores solían estar ocupados por tiendas o familias adineradas, y los superiores se alquilaban a las clases bajas. Los papiros de Oxyrhynchus sobrevivientes indican que existían edificios de siete pisos en ciudades provinciales como en el siglo III d.C. Hermópolis en el Egipto romano.
El horizonte de muchas ciudades medievales importantes tenía un gran número de torres urbanas de gran altura, construidas por los ricos para la defensa y el estatus. Las Torres residenciales de Bolonia del siglo XII numeradas entre 80 y 100 a la vez, la más alta de las cuales es la Torre Asinelli de 97,2 m (319 ft) de altura. Una ley florentina de 1251 decretó que todos los edificios urbanos se reduzcan inmediatamente a menos de 26 m. Incluso se sabe que las ciudades medianas de la época tienen proliferaciones de torres, como las de 72 a 51 m de altura en San Gimignano.
La ciudad egipcia medieval de Fustat albergaba muchos edificios residenciales de gran altura, que Al-Muqaddasi en el siglo X describió como parecidos a minaretes. Nasir Khusraw, a principios del siglo XI, describió que algunos de ellos se elevaban hasta 14 pisos, con jardines en el techo en el piso superior completos con ruedas hidráulicas tiradas por bueyes para regarlos. El Cairo en el siglo XVI tenía edificios de apartamentos de gran altura donde los dos pisos inferiores eran para fines comerciales y de almacenamiento y los pisos superiores se alquilaban a los inquilinos. Un ejemplo temprano de una ciudad que consiste enteramente en viviendas de gran altura es la ciudad de Shibam en el siglo XVI en Yemen. Shibam se componía de más de 500 casas torre, cada una de las cuales se elevaba de 5 a 11 pisos de altura, y cada piso era un apartamento ocupado por una sola familia. La ciudad fue construida de esta manera para protegerla de los ataques de los beduinos. Shibam todavía tiene los edificios de adobe más altos del mundo, muchos de ellos de más de 30 m (98 pies) de altura.
Un ejemplo moderno temprano de viviendas de gran altura fue en el siglo XVII en Edimburgo, Escocia, donde una muralla defensiva definía los límites de la ciudad. Debido a la superficie de tierra restringida disponible para el desarrollo, las casas aumentaron en altura. Los edificios de 11 pisos eran comunes y hay registros de edificios de hasta 14 pisos. Muchas de las estructuras de piedra todavía se pueden ver hoy en día en el casco antiguo de Edimburgo. El edificio con armazón de hierro más antiguo del mundo, aunque solo parcialmente con armazón de hierro, es The Flaxmill (también conocido localmente como "Maltings"), en Shrewsbury, Inglaterra. Construido en 1797, se lo considera el "abuelo de los rascacielos", ya que su combinación ignífuga de columnas y vigas de hierro fundido se convirtió en la moderna estructura de acero que hizo posibles los rascacielos modernos. En 2013 se confirmó la financiación para convertir el edificio abandonado en oficinas.
Primeros rascacielos
En 1857, Elisha Otis introdujo el ascensor de seguridad en el E.V. Haughwout Building en la ciudad de Nueva York, lo que permite un transporte cómodo y seguro a los edificios' pisos superiores. Más tarde, Otis introdujo los primeros ascensores comerciales de pasajeros en el Equitable Life Building en 1870, considerado por algunos historiadores de la arquitectura como el primer rascacielos. Otro desarrollo crucial fue el uso de una estructura de acero en lugar de piedra o ladrillo, de lo contrario, las paredes de los pisos inferiores de un edificio alto serían demasiado gruesas para ser prácticas. Uno de los primeros desarrollos en esta área fue Oriel Chambers en Liverpool, Inglaterra. Tenía sólo cinco pisos de altura. La Royal Academy of Arts afirma que "los críticos de la época estaban horrorizados por sus "grandes aglomeraciones de burbujas de vidrio que sobresalían". De hecho, fue un precursor de la arquitectura modernista, siendo el primer edificio en el mundo en presentar un muro cortina de vidrio con estructura de metal, un elemento de diseño que crea interiores amplios y luminosos y desde entonces se ha utilizado en todo el mundo como una característica definitoria de rascacielos".
Otros desarrollos llevaron a lo que muchos individuos y organizaciones consideran el primer rascacielos del mundo, el Home Insurance Building de diez pisos en Chicago, construido en 1884–1885. Si bien su altura original de 42,1 m (138 pies) ni siquiera califica como un rascacielos hoy en día, fue un récord. La construcción de edificios altos en la década de 1880 le dio al rascacielos su primer movimiento arquitectónico, denominado en términos generales la Escuela de Chicago, que desarrolló lo que se ha llamado Estilo Comercial.
El arquitecto, el comandante William Le Baron Jenney, creó un marco estructural portante. En este edificio, una estructura de acero soportaba todo el peso de los muros, en lugar de muros de carga que soportaban el peso del edificio. Este desarrollo condujo al "esqueleto de Chicago" forma de construcción. Además de la estructura de acero, el Home Insurance Building también utilizó protección contra incendios, ascensores y cableado eléctrico, elementos clave en la mayoría de los rascacielos en la actualidad.
El edificio Rand McNally de 45 m (148 pies) de Burnham and Root en Chicago, 1889, fue el primer rascacielos con armazón de acero, mientras que el edificio Wainwright de Louis Sullivan de 41 m (135 pies) en St. Louis, Missouri, 1891, fue el primer edificio con estructura de acero con bandas verticales altísimas para enfatizar la altura del edificio y, por lo tanto, se considera el primer rascacielos temprano. En 1889, la Mole Antonelliana en Italia tenía 167 m (549 pies) de altura.
La mayoría de los primeros rascacielos surgieron en las áreas con poca tierra de Chicago y la ciudad de Nueva York hacia fines del siglo XIX. Un auge de la tierra en Melbourne, Australia, entre 1888 y 1891 estimuló la creación de una cantidad significativa de los primeros rascacielos, aunque ninguno de ellos estaba reforzado con acero y quedan pocos en la actualidad. Posteriormente se introdujeron límites de altura y restricciones de fuego. A fines del siglo XIX, los constructores de Londres encontraron que las alturas de los edificios eran limitadas debido a problemas con los edificios existentes. El desarrollo de rascacielos en Londres está restringido en ciertos sitios si obstruyen las vistas protegidas de la Catedral de San Pablo y otros edificios históricos. Esta póliza, 'St Paul's Heights', ha estado oficialmente en funcionamiento desde 1937.
Las preocupaciones sobre la estética y la seguridad contra incendios también habían obstaculizado el desarrollo de rascacielos en Europa continental durante la primera mitad del siglo XX. Algunas excepciones notables son la Witte Huis (Casa Blanca) de 43 m (141 pies) de altura de 1898 en Róterdam; el edificio PAST de 51,5 m (169 ft) de altura (1906-1908) en Varsovia, el Royal Liver Building en Liverpool, terminado en 1911 y 90 m (300 ft) de altura; la Casa Marx de 1924 de 57 m (187 pies) de altura en Düsseldorf, Alemania; las Kungstornen (Kings' Towers) de 61 m (200 ft) en Estocolmo, Suecia, que se construyeron entre 1924 y 1925, el Edificio Telefónica de 89 m (292 ft) en Madrid, España, construido en 1929; el Boerentoren de 87,5 m (287 pies) en Amberes, Bélgica, construido en 1932; el Edificio Prudential de 66 m (217 pies) en Varsovia, Polonia, construido en 1934; y la Torre Piacentini de 108 m (354 pies) en Génova, Italia, construida en 1940.
Después de una competencia temprana entre Chicago y la ciudad de Nueva York por el edificio más alto del mundo, Nueva York tomó la delantera en 1895 con la finalización del American Surety Building de 103 m (338 pies) de altura, dejando a Nueva York con el título del edificio más alto del mundo durante muchos años.
Rascacielos modernos
Los rascacielos modernos se construyen con armazones de acero o de hormigón armado y muros cortina de vidrio o piedra pulida. Utilizan equipos mecánicos como bombas de agua y ascensores. Desde la década de 1960, según CTBUH, el rascacielos se ha reorientado para dejar de ser un símbolo del poder corporativo norteamericano y, en cambio, comunicar el lugar de una ciudad o nación en el mundo.
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La construcción de rascacielos entró en una era de estancamiento de tres décadas en 1930 debido a la Gran Depresión y luego a la Segunda Guerra Mundial. Poco después de que terminó la guerra, la Unión Soviética comenzó la construcción de una serie de rascacielos en Moscú. Seven, apodadas las "Seven Sisters", se construyeron entre 1947 y 1953; y uno, el edificio principal de la Universidad Estatal de Moscú, fue el edificio más alto de Europa durante casi cuatro décadas (1953-1990). Se erigieron otros rascacielos al estilo del clasicismo socialista en Alemania Oriental (Frankfurter Tor), Polonia (PKiN), Ucrania (Hotel Ukrayina), Letonia (Academia de Ciencias) y otros países del Bloque del Este. Los países de Europa occidental también comenzaron a permitir rascacielos más altos durante los años inmediatamente posteriores a la Segunda Guerra Mundial. Los primeros ejemplos incluyen Edificio España (España) y Torre Breda (Italia).
Desde la década de 1930 en adelante, los rascacielos comenzaron a aparecer en varias ciudades del este y sureste de Asia, así como en América Latina. Finalmente, también comenzaron a construirse en ciudades de África, Oriente Medio, el sur de Asia y Oceanía a partir de finales de la década de 1950.
Los proyectos de rascacielos posteriores a la Segunda Guerra Mundial generalmente rechazaron los diseños clásicos de los primeros rascacielos, y en su lugar adoptaron el estilo internacional uniforme; muchos rascacielos más antiguos fueron rediseñados para adaptarse a los gustos contemporáneos o incluso demolidos, como el Singer Building de Nueva York, que alguna vez fue el rascacielos más alto del mundo.
El arquitecto germano-estadounidense Ludwig Mies van der Rohe se convirtió en uno de los arquitectos más renombrados del mundo en la segunda mitad del siglo XX. Concibió el rascacielos con fachada de vidrio y, junto con el noruego Fred Severud, diseñó el edificio Seagram en 1958, un rascacielos que a menudo se considera el pináculo de la arquitectura modernista de gran altura.
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La construcción de rascacielos se disparó durante la década de 1960. El ímpetu detrás del auge fue una serie de innovaciones transformadoras que hicieron posible que las personas vivieran y trabajaran en "ciudades en el cielo".
A principios de la década de 1960, el ingeniero estructural bangladesí-estadounidense Fazlur Rahman Khan, considerado el "padre de los diseños tubulares" para rascacielos, descubrió que la estructura de marco de acero rígido dominante no era el único sistema apto para edificios altos, marcando una nueva era en la construcción de rascacielos en términos de múltiples sistemas estructurales. Su principal innovación en el diseño y la construcción de rascacielos fue el concepto del "tubo" sistema estructural, incluido el "tubo enmarcado", el "tubo armado" y el "tubo agrupado". Su 'concepto de tubo', utilizando toda la estructura perimetral de la pared exterior de un edificio para simular un tubo de paredes delgadas, revolucionó el diseño de edificios altos. Estos sistemas permiten una mayor eficiencia económica, y también permiten que los rascacielos tomen varias formas, sin necesidad de que sean rectangulares y en forma de caja. El primer edificio en emplear la estructura de tubo fue el edificio de apartamentos Chestnut De-Witt, considerado un gran desarrollo en la arquitectura moderna. Estos nuevos diseños abrieron una puerta económica para contratistas, ingenieros, arquitectos e inversionistas, proporcionando grandes cantidades de espacio inmobiliario en lotes mínimos de tierra. Durante los siguientes quince años, Fazlur Rahman Khan y la 'Segunda Escuela de Chicago' construyeron muchas torres, incluido el Centro John Hancock de cien pisos y la enorme Torre Willis de 442 m (1450 pies). Otros pioneros de este campo incluyen a Hal Iyengar, William LeMessurier y Minoru Yamasaki, el arquitecto del World Trade Center.
Muchos edificios diseñados en los años 70 carecían de un estilo particular y recordaban la ornamentación de edificios anteriores diseñados antes de los años 50. Estos planes de diseño ignoraron el medio ambiente y cargaron las estructuras con elementos decorativos y acabados extravagantes. Fazlur Khan se opuso a este enfoque del diseño y consideró que los diseños eran caprichosos en lugar de racionales. Además, consideró que la obra era un desperdicio de preciosos recursos naturales. El trabajo de Khan promovió estructuras integradas con la arquitectura y el menor uso de material, lo que resultó en el menor impacto en el medio ambiente. La próxima era de rascacielos se centrará en el medio ambiente, incluido el rendimiento de las estructuras, los tipos de materiales, las prácticas de construcción, el uso mínimo absoluto de materiales/recursos naturales, la energía incorporada dentro de las estructuras y, lo que es más importante, un enfoque de sistemas de construcción holísticamente integrados.
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Las prácticas de construcción modernas con respecto a las estructuras muy altas han llevado al estudio de la "altura del tocador". La altura del tocador, según el CTBUH, es la distancia entre el piso más alto y su parte superior arquitectónica (excluyendo antenas, asta de bandera u otras extensiones funcionales). La altura de la vanidad apareció por primera vez en los rascacielos de la ciudad de Nueva York en las décadas de 1920 y 1930, pero los edificios superaltos se han basado en tales extensiones inhabitables en un promedio del 30 % de su altura, lo que plantea posibles problemas de definición y sostenibilidad. La era actual de los rascacielos se centra en la sostenibilidad, sus entornos construidos y naturales, incluido el rendimiento de las estructuras, los tipos de materiales, las prácticas de construcción, el uso mínimo absoluto de materiales y recursos naturales, la energía dentro de la estructura y un enfoque de sistemas de construcción holísticamente integrados. LEED es un estándar actual de construcción ecológica.
Arquitectónicamente, con los movimientos del posmodernismo, el nuevo urbanismo y la nueva arquitectura clásica, que se establecieron desde la década de 1980, volvió un enfoque más clásico al diseño global de rascacielos, que sigue siendo popular en la actualidad. Algunos ejemplos son el Wells Fargo Center, NBC Tower, Parkview Square, 30 Park Place, Messeturm, las icónicas Torres Petronas y la Torre Jin Mao.
Otros estilos y movimientos contemporáneos en el diseño de rascacielos incluyen orgánico, sostenible, neofuturista, estructuralista, de alta tecnología, deconstructivista, blob, digital, aerodinámico, novedoso, regionalista crítico, vernáculo, Neo Art Deco y neohistorist, también conocido como revivalista
El 3 de septiembre es el día mundial de conmemoración de los rascacielos, llamado "Skyscraper Day".
Los desarrolladores de la ciudad de Nueva York compitieron entre ellos, con edificios sucesivamente más altos reclamando el título de "más alto del mundo" en la década de 1920 y principios de la de 1930, culminando con la finalización del edificio Chrysler de 318,9 m (1046 pies) en 1930 y el edificio Empire State de 443,2 m (1454 pies) en 1931, el edificio más alto del mundo durante cuarenta años. La primera torre completa del World Trade Center de 417 m (1368 pies) de altura se convirtió en el edificio más alto del mundo en 1972. Sin embargo, fue superada por la Torre Sears (ahora Torre Willis) en Chicago en dos años. La Torre Sears de 442 m (1450 pies) de altura se mantuvo como el edificio más alto del mundo durante 24 años, desde 1974 hasta 1998, hasta que fue superada por las Torres Gemelas Petronas de 452 m (1483 pies) en Kuala Lumpur, que albergaron el título durante seis años.
Diseño y construcción
El diseño y la construcción de rascacielos implica crear espacios seguros y habitables en edificios muy altos. Los edificios deben soportar su peso, resistir vientos y terremotos y proteger a los ocupantes del fuego. Sin embargo, también deben ser de fácil acceso, incluso en los pisos superiores, y proporcionar servicios públicos y un clima confortable para los ocupantes. Los problemas planteados en el diseño de rascacielos se consideran entre los más complejos dados los equilibrios necesarios entre la economía, la ingeniería y la gestión de la construcción.
Una característica común de los rascacielos es una estructura de acero de la que cuelgan muros cortina, en lugar de muros de carga de construcción convencional. La mayoría de los rascacielos tienen una estructura de acero que les permite construirse más altos que los típicos muros de carga de hormigón armado. Los rascacielos suelen tener un área de superficie particularmente pequeña de lo que convencionalmente se considera como paredes. Debido a que las paredes no soportan carga, la mayoría de los rascacielos se caracterizan por áreas de superficie de ventanas posibles gracias al concepto de estructura de acero y muro cortina. Sin embargo, los rascacielos también pueden tener muros cortina que imitan los muros convencionales y tienen una pequeña superficie de ventanas.
El concepto de un rascacielos es un producto de la era industrializada, posible gracias a la energía barata derivada de los combustibles fósiles y las materias primas industrialmente refinadas, como el acero y el hormigón. La construcción de rascacielos fue posible gracias a la construcción con estructura de acero que superó a la construcción con ladrillo y mortero a partir de finales del siglo XIX y finalmente la superó en el siglo XX junto con la construcción de hormigón armado a medida que el precio del acero disminuía y los costos laborales aumentaban.
Los marcos de acero se vuelven ineficientes y antieconómicos para edificios superaltos, ya que el espacio utilizable se reduce para columnas de soporte cada vez más grandes. Desde aproximadamente 1960, los diseños tubulares se han utilizado para edificios altos. Esto reduce el uso de material (más eficiente en términos económicos: Willis Tower usa un tercio menos de acero que el Empire State Building) pero permite una mayor altura. Permite menos columnas interiores y, por lo tanto, crea más espacio útil en el piso. Además, permite que los edificios adopten diversas formas.
Los ascensores son característicos de los rascacielos. En 1852, Elisha Otis introdujo el ascensor de seguridad, que permitía el movimiento cómodo y seguro de los pasajeros a los pisos superiores. Otro desarrollo crucial fue el uso de una estructura de acero en lugar de piedra o ladrillo, de lo contrario, las paredes de los pisos inferiores de un edificio alto serían demasiado gruesas para ser prácticas. Hoy en día, los principales fabricantes de ascensores incluyen Otis, ThyssenKrupp, Schindler y KONE.
Los avances en las técnicas de construcción han permitido que los rascacielos se reduzcan en ancho, mientras aumentan en altura. Algunas de estas nuevas técnicas incluyen amortiguadores de masa para reducir las vibraciones y el balanceo, y espacios para permitir el paso del aire, reduciendo la cizalladura del viento.
Consideraciones básicas de diseño
Un buen diseño estructural es importante en la mayoría de los diseños de edificios, pero especialmente en el caso de los rascacielos, ya que incluso una pequeña posibilidad de falla catastrófica es inaceptable dado el alto precio. Esto presenta una paradoja para los ingenieros civiles: la única forma de asegurar la ausencia de fallas es probar todos los modos de falla, tanto en el laboratorio como en el mundo real. Pero la única forma de conocer todos los modos de falla es aprender de las fallas anteriores. Por lo tanto, ningún ingeniero puede estar absolutamente seguro de que una estructura dada resistirá todas las cargas que podrían causar fallas, pero solo puede tener márgenes de seguridad lo suficientemente grandes como para que una falla sea aceptablemente improbable. Cuando los edificios fallan, los ingenieros se preguntan si la falla se debió a alguna falta de previsión o a algún factor desconocido.
Carga y vibración
La carga que experimenta un rascacielos se debe en gran medida a la fuerza del propio material de construcción. En la mayoría de los diseños de edificios, el peso de la estructura es mucho mayor que el peso del material que soportará más allá de su propio peso. En términos técnicos, la carga muerta, la carga de la estructura, es mayor que la carga viva, el peso de las cosas en la estructura (personas, muebles, vehículos, etc.). Como tal, la cantidad de material estructural requerido dentro de los niveles inferiores de un rascacielos será mucho mayor que el material requerido dentro de los niveles superiores. Esto no siempre es visualmente evidente. Los contratiempos del Empire State Building son en realidad el resultado del código de construcción en ese momento (Resolución de Zonificación de 1916) y no eran necesarios estructuralmente. Por otro lado, la forma del John Hancock Center es únicamente el resultado de cómo soporta las cargas. Los soportes verticales pueden ser de varios tipos, entre los cuales los más comunes para rascacielos se pueden categorizar como marcos de acero, núcleos de hormigón, diseño de tubo dentro de tubo y muros de corte.
La carga de viento sobre un rascacielos también es considerable. De hecho, la carga de viento lateral impuesta sobre las estructuras muy altas es generalmente el factor determinante en el diseño estructural. La presión del viento aumenta con la altura, por lo que para edificios muy altos, las cargas asociadas con el viento son mayores que las cargas muertas o vivas.
Otros factores de carga vertical y horizontal provienen de fuentes variadas e impredecibles, como los terremotos.
Estructura de acero
Para 1895, el acero reemplazó al hierro fundido como rascacielos' material estructural Su maleabilidad permitía que se formara en una variedad de formas y se podía remachar, asegurando conexiones fuertes. La simplicidad de un marco de acero eliminó la parte ineficiente de un muro de corte, la parte central, y consolidó los miembros de soporte de una manera mucho más fuerte al permitir soportes horizontales y verticales en todas partes. Entre los inconvenientes del acero se encuentra que a medida que se debe soportar más material a medida que aumenta la altura, la distancia entre los miembros de soporte debe disminuir, lo que a su vez aumenta la cantidad de material que se debe soportar. Esto se vuelve ineficiente y antieconómico para edificios de más de 40 pisos de altura, ya que los espacios de piso utilizables se reducen para soportar la columna y debido al mayor uso de acero.
Sistemas estructurales de tubos
Fazlur Rahman Khan desarrolló un nuevo sistema estructural de tubos enmarcados en 1963. La estructura de tubo enmarcado se define como "una estructura espacial tridimensional compuesta por tres, cuatro o posiblemente más marcos, marcos arriostrados o muros de corte, unidos en o cerca de sus bordes para formar un sistema estructural similar a un tubo vertical capaz de resistir fuerzas laterales en cualquier dirección en voladizo desde la cimentación. Columnas exteriores interconectadas estrechamente espaciadas forman el tubo. Las cargas horizontales (principalmente el viento) son soportadas por la estructura en su conjunto. Los tubos enmarcados permiten menos columnas interiores y, por lo tanto, crean más espacio utilizable en el piso, y aproximadamente la mitad de la superficie exterior está disponible para ventanas. Cuando se requieran aberturas más grandes, como puertas de garaje, se debe interrumpir el marco del tubo y se deben usar vigas de transferencia para mantener la integridad estructural. Las estructuras tubulares reducen costes, al mismo tiempo que permiten que los edificios alcancen mayores alturas. La construcción de estructura tubular de hormigón se utilizó por primera vez en el edificio de apartamentos DeWitt-Chestnut, terminado en Chicago en 1963, y poco después en el John Hancock Center y el World Trade Center.
Los sistemas tubulares son fundamentales para el diseño de edificios altos. La mayoría de los edificios de más de 40 pisos construidos desde la década de 1960 ahora usan un diseño de tubo derivado de los principios de ingeniería estructural de Khan, ejemplos que incluyen la construcción del World Trade Center, el Aon Center, las Torres Petronas, el edificio Jin Mao y la mayoría de los otros superaltos. rascacielos desde la década de 1960. La fuerte influencia del diseño de estructuras tubulares también es evidente en la construcción del rascacielos más alto actual, el Burj Khalifa.
Tubo armado y arriostramiento en X:
Khan fue pionero en varias otras variaciones del diseño de la estructura del tubo. Uno de ellos fue el concepto de arriostramiento en X, o el tubo armado, empleado por primera vez para el Centro John Hancock. Este concepto redujo la carga lateral del edificio al transferir la carga a las columnas exteriores. Esto permite reducir la necesidad de columnas interiores creando así más espacio en el piso. Este concepto se puede ver en el Centro John Hancock, diseñado en 1965 y terminado en 1969. Uno de los edificios más famosos del estilo expresionista estructural, el distintivo exterior de refuerzo en X del rascacielos es en realidad un indicio de que la estructura... La piel de 39 es, de hecho, parte de su 'sistema tubular'. Esta idea es una de las técnicas arquitectónicas que utilizó el edificio para escalar a alturas récord (el sistema tubular es esencialmente la columna vertebral que ayuda al edificio a mantenerse erguido durante las cargas de viento y terremotos). Este arriostramiento en X permite tanto un mayor rendimiento de las estructuras altas como la capacidad de abrir el plano de planta interior (y el espacio utilizable del piso) si el arquitecto lo desea.
El Centro John Hancock era mucho más eficiente que las estructuras de estructura de acero anteriores. Donde el Empire State Building (1931) requirió alrededor de 206 kilogramos de acero por metro cuadrado y 28 Liberty Street (1961) requirió 275, el John Hancock Center requirió solo 145. El concepto de tubo armado se aplicó a muchos rascacielos posteriores, incluido el Onterie. Center, Citigroup Center y Bank of China Tower.
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Tubo incluido: Una variación importante del marco de tubo es el tubo agrupado, que utiliza varios marcos de tubo interconectados. La Torre Willis en Chicago usó este diseño, empleando nueve tubos de diferentes alturas para lograr su apariencia distintiva. La estructura de tubos agrupados significaba que "los edificios ya no necesitaban tener una apariencia de caja: podían convertirse en esculturas".
Tubo en tubo: El sistema de tubo en tubo aprovecha los tubos de pared de corte del núcleo además de los tubos exteriores. El tubo interior y el tubo exterior trabajan juntos para resistir las cargas de gravedad y las cargas laterales y para proporcionar rigidez adicional a la estructura para evitar desviaciones significativas en la parte superior. Este diseño se utilizó por primera vez en One Shell Plaza. Los edificios posteriores que usaron este sistema estructural incluyen las Torres Petronas.
Armadura estabilizadora y cinturón: El sistema de vigas estabilizadoras y correas es un sistema resistente a cargas laterales en el que la estructura tubular está conectada a la pared del núcleo central con vigas estabilizadoras y correas muy rígidas en uno o más niveles. BHP House fue el primer edificio en utilizar este sistema estructural, seguido por el First Wisconsin Center, desde entonces rebautizado como U.S. Bank Center, en Milwaukee. El centro se eleva 601 pies, con tres cerchas de cinturón en la parte inferior, media y superior del edificio. Las armaduras de cinturón expuestas tienen fines estéticos y estructurales. Los edificios posteriores que usaron esto incluyen el Shanghai World Financial Center.
Estructuras tubulares de hormigón: Los últimos edificios importantes diseñados por Khan fueron One Magnificent Mile y Onterie Center en Chicago, que emplearon sus diseños de sistemas de tubos agrupados y tubos armados, respectivamente. A diferencia de sus edificios anteriores, que eran principalmente de acero, sus dos últimos edificios eran de hormigón. Su anterior edificio DeWitt-Chestnut Apartments, construido en 1963 en Chicago, también era un edificio de hormigón con estructura tubular. Trump Tower en la ciudad de Nueva York también es otro ejemplo que adaptó este sistema.
Sistema de interacción de marco de muro de corte: Khan desarrolló el sistema de interacción de estructuras de muros de corte para edificios de mediana altura. Este sistema estructural utiliza combinaciones de muros de corte y pórticos diseñados para resistir fuerzas laterales. El primer edificio en utilizar este sistema estructural fue el edificio Brunswick de 35 pisos. El edificio Brunswick se completó en 1965 y se convirtió en la estructura de hormigón armado más alta de su época. El sistema estructural del edificio Brunswick consiste en un núcleo de muro de corte de hormigón rodeado por un marco exterior de hormigón de columnas y antepechos. Los edificios de apartamentos de hasta 70 pisos de altura han utilizado con éxito este concepto.
El enigma del ascensor
La invención del ascensor fue una condición previa para la invención de los rascacielos, dado que la mayoría de la gente no subiría (o no podría) subir más de unos pocos tramos de escaleras a la vez. Los ascensores en un rascacielos no son simplemente una utilidad necesaria, como el agua corriente y la electricidad, sino que, de hecho, están estrechamente relacionados con el diseño de toda la estructura: un edificio más alto requiere más ascensores para dar servicio a los pisos adicionales, pero los huecos de los ascensores consumen valiosos espacio de piso. Si el núcleo de servicio, que contiene los huecos de los ascensores, se vuelve demasiado grande, puede reducir la rentabilidad del edificio. Por lo tanto, los arquitectos deben equilibrar el valor ganado al agregar altura contra el valor perdido por el núcleo de servicios en expansión.
Muchos edificios altos usan ascensores en una configuración no estándar para reducir su espacio. Edificios como las antiguas Torres del World Trade Center y el Centro John Hancock de Chicago utilizan vestíbulos elevados, donde los ascensores exprés llevan a los pasajeros a los pisos superiores que sirven como base para los ascensores locales. Esto permite a los arquitectos e ingenieros colocar los huecos de los ascensores uno encima del otro, ahorrando espacio. Sin embargo, los vestíbulos aéreos y los ascensores rápidos ocupan una cantidad significativa de espacio y aumentan la cantidad de tiempo que se pasa en los desplazamientos entre pisos.
Otros edificios, como las Torres Petronas, utilizan ascensores de dos pisos, lo que permite que quepan más personas en un solo ascensor y llega a dos pisos en cada parada. Es posible utilizar incluso más de dos niveles en un ascensor, aunque esto nunca se ha hecho. El principal problema con los ascensores de dos pisos es que hacen que todos en el ascensor se detengan cuando solo la persona en un nivel necesita bajarse en un piso determinado.
Los edificios con vestíbulos elevados incluyen el World Trade Center, las Torres Gemelas Petronas, la Torre Willis y Taipei 101. El vestíbulo elevado del piso 44 del Centro John Hancock también contó con la primera piscina cubierta de gran altura, que sigue siendo la más alta de los Estados Unidos.
Justificación económica
Los rascacielos suelen estar situados en el centro de las ciudades, donde el precio del suelo es alto. La construcción de un rascacielos se justifica si el precio del suelo es tan alto que tiene sentido económico construir hacia arriba para minimizar el costo del suelo por la superficie total de un edificio. Por lo tanto, la construcción de rascacielos está dictada por la economía y da como resultado rascacielos en una determinada parte de una gran ciudad, a menos que un código de construcción restrinja la altura de los edificios.
Los rascacielos rara vez se ven en las ciudades pequeñas y son característicos de las grandes ciudades, debido a la importancia crítica de los altos precios de la tierra para la construcción de rascacielos. Por lo general, solo los usuarios de oficinas, comercios y hoteles pueden pagar los alquileres en el centro de la ciudad y, por lo tanto, la mayoría de los inquilinos de los rascacielos pertenecen a estas clases.
Hoy en día, los rascacielos son una vista cada vez más común donde la tierra es costosa, como en los centros de las grandes ciudades, porque proporcionan una proporción muy alta de espacio de piso alquilable por unidad de área de tierra.
Otra desventaja de los rascacielos muy altos es la pérdida de superficie utilizable, ya que se necesitan muchos huecos de ascensor para permitir un desplazamiento vertical eficaz. Esto condujo a la introducción de ascensores rápidos y vestíbulos aéreos donde se puede realizar la transferencia a ascensores de distribución más lentos.
Impacto ambiental
La construcción de un solo rascacielos requiere grandes cantidades de materiales como acero, hormigón y vidrio, y estos materiales representan una energía incorporada significativa. Los rascacielos son, por lo tanto, edificios intensivos en materiales y energía.
Los rascacielos tienen una masa considerable, por lo que requieren una base más sólida que un edificio más bajo y liviano. En la construcción, los materiales de construcción deben elevarse hasta la parte superior de un rascacielos durante la construcción, lo que requiere más energía de la que sería necesaria a alturas más bajas. Además, un rascacielos consume mucha electricidad porque el agua potable y no potable debe bombearse a los pisos más altos ocupados, los rascacielos generalmente están diseñados para tener ventilación mecánica, generalmente se usan ascensores en lugar de escaleras y se necesita luz eléctrica en habitaciones alejadas de las ventanas y los espacios sin ventanas, como ascensores, baños y escaleras.
Los rascacielos se pueden iluminar artificialmente y los requisitos de energía se pueden cubrir con energía renovable u otra generación de electricidad con bajas emisiones de gases de efecto invernadero. La calefacción y la refrigeración de los rascacielos pueden ser eficientes debido a los sistemas HVAC centralizados, las ventanas que bloquean la radiación de calor y la pequeña superficie del edificio. Existe la certificación de Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED) para rascacielos. Por ejemplo, el Empire State Building recibió una calificación de oro en Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental en septiembre de 2011 y el Empire State Building es el edificio con certificación LEED más alto de los Estados Unidos, lo que demuestra que los rascacielos pueden ser ecológicos. El 30 St Mary Axe en Londres, Reino Unido, es otro ejemplo de un rascacielos ecológico.
En los niveles inferiores de un rascacielos, se debe dedicar a la estructura y los servicios del edificio un porcentaje mayor de la superficie del edificio que el que se requiere para los edificios inferiores:
- Más estructura – porque debe ser más fuerte para soportar más pisos por encima
- El conundrum elevador crea la necesidad de más ejes de elevación: todos vienen en la parte inferior y todos tienen que pasar por la parte inferior del edificio para llegar a los niveles superiores.
- Servicios de construcción – energía y agua entran al edificio desde abajo y tienen que pasar por los niveles inferiores para llegar a los niveles superiores.
En estructuras de poca altura, las salas de apoyo (refrigeradores, transformadores, calderas, bombas y unidades de tratamiento de aire) se pueden ubicar en sótanos o en el techo, áreas que tienen un bajo valor de alquiler. Sin embargo, existe un límite en la distancia a la que se puede ubicar esta planta del área a la que sirve. Cuanto más lejos esté, más grandes serán los elevadores para conductos y tuberías desde esta planta hasta los pisos a los que dan servicio y mayor área de piso ocupan estos elevadores. En la práctica, esto significa que en edificios de gran altura esta planta está ubicada en 'niveles de planta' a intervalos hasta el edificio.
Energía operativa
El sector de la construcción representa aproximadamente el 50 % de las emisiones de gases de efecto invernadero, y la energía operativa representa entre el 80 y el 90 % del uso de energía relacionado con la construcción. El uso de energía operativa se ve afectado por la magnitud de la conducción entre el interior y el exterior, la convección del aire que se infiltra y la radiación a través del acristalamiento. La medida en que estos factores afectan la energía operativa varía según el microclima del rascacielos, con una mayor velocidad del viento a medida que aumenta la altura del rascacielos y una disminución en la temperatura de bulbo seco a medida que aumenta la altitud. Por ejemplo, al pasar de 1,5 metros a 284 metros, la temperatura de bulbo seco disminuyó en 1,85oC mientras que la velocidad del viento aumentó de 2,46 metros por segundo a 7,75 metros por segundo, lo que llevó a un 2,4% disminución en el enfriamiento de verano en referencia a la Torre de la Libertad en la ciudad de Nueva York. Sin embargo, para el mismo edificio se encontró que la intensidad de uso de energía anual fue 9.26% más alta debido a la falta de sombra en altitudes elevadas lo que incrementó las cargas de enfriamiento por el resto del año mientras que una combinación de temperatura, viento, sombra y los efectos de las reflexiones llevaron a un aumento combinado del 13,13 % en la intensidad del uso de energía anual. En un estudio realizado por Leung y Ray en 2013, se encontró que la intensidad de uso de energía promedio de una estructura con entre 0 y 9 pisos era de aproximadamente 80 kBtu/ft/año, mientras que la intensidad de uso de energía de una estructura con más de 50 pisos fue de aproximadamente 117 kBtu/pie/año. Consulte la Figura 1 para ver el desglose de cómo las alturas intermedias afectan la intensidad del uso de energía. La ligera disminución en la intensidad del uso de energía en los pisos 30-39 se puede atribuir al hecho de que el aumento de la presión dentro de los sistemas de calefacción, refrigeración y distribución de agua se estabiliza en un punto entre los pisos 40 y 49 y al ahorro de energía debido a la Se aprecia el microclima de los pisos superiores. Hay una brecha en los datos en la que se necesita otro estudio que analice la misma información pero para edificios más altos.
Ascensores
Una parte del aumento de la energía operativa en los edificios altos está relacionada con el uso de ascensores porque la distancia recorrida y la velocidad a la que se desplazan aumenta a medida que aumenta la altura del edificio. Entre el 5 y el 25% de la energía total consumida en un edificio alto proviene del uso de ascensores. A medida que aumenta la altura del edificio, también es más ineficiente debido a la presencia de mayores pérdidas por arrastre y fricción.
Energía incorporada
La energía incorporada asociada con la construcción de rascacielos varía según los materiales utilizados. La energía incorporada se cuantifica por unidad de material. Los rascacielos tienen inherentemente una mayor energía incorporada que los edificios de poca altura debido al aumento de material utilizado a medida que se construyen más pisos. Las Figuras 2 y 3 comparan la energía incorporada total de diferentes tipos de piso y la energía incorporada unitaria por tipo de piso para edificios con entre 20 y 70 pisos. Para todos los tipos de piso, excepto los pisos de acero y concreto, se encontró que después de 60 pisos, hubo una disminución en la energía unitaria incorporada, pero cuando se consideraron todos los pisos, hubo un crecimiento exponencial debido a una doble dependencia de la altura. El primero de ellos es la relación entre un aumento de altura que lleva a un aumento en la cantidad de materiales utilizados, y el segundo es el aumento de altura que lleva a un aumento en el tamaño de los elementos para aumentar la capacidad estructural del edificio. Una elección cuidadosa de los materiales de construcción probablemente puede reducir la energía incorporada sin reducir la cantidad de pisos construidos dentro de los límites presentados.
Carbono incorporado
Al igual que la energía incorporada, el carbono incorporado de un edificio depende de los materiales elegidos para su construcción. Las Figuras 4 y 5 muestran el carbono incorporado total para diferentes tipos de estructuras para un número creciente de pisos y el carbono incorporado por metro cuadrado de área bruta de piso para los mismos tipos de estructuras a medida que aumenta el número de pisos. Ambos métodos de medición del carbono incorporado muestran que hay un punto en el que el carbono incorporado es más bajo antes de volver a aumentar a medida que aumenta la altura. El carbono total incorporado depende del tipo de estructura, pero es de alrededor de 40 pisos o aproximadamente 60 pisos. Por metro cuadrado de superficie construida bruta, el carbono incorporado más bajo se encontró en 40 pisos o aproximadamente 70 pisos.
Contaminación del aire
En áreas urbanas, la configuración de los edificios puede conducir a patrones de viento exacerbados y una dispersión desigual de contaminantes. Cuando aumenta la altura de los edificios que rodean una fuente de contaminación del aire, el tamaño y la presencia de ambas "zonas muertas" y "puntos críticos" se incrementaron en áreas donde casi no había contaminantes y altas concentraciones de contaminantes, respectivamente. La Figura 6 muestra la progresión de la altura de un Edificio F que aumenta de 0,0315 unidades en el Caso 1, a 0,2 unidades en el Caso 2, a 0,6 unidades en el Caso 3. Esta progresión muestra cómo a medida que aumenta la altura del Edificio F, la dispersión de contaminantes disminuye, pero la concentración dentro del grupo de edificios aumenta. La variación de los campos de velocidad también puede verse afectada por la construcción de nuevos edificios, y no únicamente por el aumento de altura, como se muestra en la figura. A medida que los centros urbanos continúen expandiéndose hacia arriba y hacia afuera, los campos de velocidad actuales seguirán atrapando el aire contaminado cerca de los edificios altos dentro de la ciudad. Específicamente dentro de las principales ciudades, la mayor parte de la contaminación del aire se deriva del transporte, ya sean automóviles, trenes, aviones o barcos. A medida que continúa la expansión urbana y se siguen emitiendo contaminantes, los contaminantes del aire seguirán atrapados dentro de estos centros urbanos. Diferentes contaminantes pueden ser perjudiciales para la salud humana de diferentes maneras. Por ejemplo, las partículas del escape de los vehículos y la generación de energía pueden causar asma, bronquitis y cáncer, mientras que el dióxido de nitrógeno de los procesos de combustión del motor puede causar disfunción neurológica y asfixia.
LEED/clasificación de edificios ecológicos
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Al igual que con todos los demás edificios, si se toman medidas especiales para incorporar métodos de diseño sostenible desde el principio del proceso de diseño, es posible obtener una calificación de edificio ecológico, como una certificación de Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED). Un enfoque de diseño integrado es crucial para garantizar que las decisiones de diseño que impacten positivamente en todo el edificio se tomen al comienzo del proceso. Debido a la enorme escala de los rascacielos, las decisiones que tome el equipo de diseño deben tener en cuenta todos los factores, incluido el impacto de los edificios en la comunidad circundante, el efecto del edificio en la dirección en la que se mueven el aire y el agua, y el impacto de el proceso de construcción, debe tenerse en cuenta. Hay varios métodos de diseño que podrían emplearse en la construcción de un rascacielos que aprovecharía la altura del edificio. Los microclimas que existen a medida que aumenta la altura del edificio se pueden aprovechar para aumentar la ventilación natural, disminuir la carga de enfriamiento y aumentar la iluminación natural. La ventilación natural se puede aumentar utilizando el efecto chimenea, en el que el aire caliente se mueve hacia arriba y aumenta el movimiento del aire dentro del edificio. Si se utiliza el efecto de chimenea, los edificios deben tener un cuidado especial al diseñar las técnicas de separación contra incendios, ya que el efecto de chimenea también puede exacerbar la gravedad de un incendio. Los rascacielos se consideran edificios dominados internamente debido a su tamaño y al hecho de que la mayoría se utilizan como algún tipo de edificio de oficinas con altas cargas de refrigeración. Debido al microclima creado en los pisos superiores con el aumento de la velocidad del viento y la disminución de las temperaturas de bulbo seco, la carga de enfriamiento se reducirá naturalmente debido a la infiltración a través de la envoltura térmica. Al aprovechar las temperaturas naturalmente más frías en altitudes más altas, los rascacielos pueden reducir sus cargas de enfriamiento de forma pasiva. En el otro lado de este argumento, está la falta de sombra en altitudes más altas por parte de otros edificios, por lo que la ganancia de calor solar será mayor para los pisos más altos que para los pisos en el extremo inferior del edificio. Se deben tomar medidas especiales para proteger los pisos superiores de la luz solar durante el período de sobrecalentamiento para garantizar el confort térmico sin aumentar la carga de enfriamiento.
Historia de los rascacielos más altos
A principios del siglo XX, la ciudad de Nueva York fue un centro para el movimiento arquitectónico Beaux-Arts, que atrajo el talento de grandes arquitectos como Stanford White y Carrere and Hastings. A medida que se disponía de mejor tecnología de construcción e ingeniería a medida que avanzaba el siglo, la ciudad de Nueva York y Chicago se convirtieron en el punto central de la competencia por el edificio más alto del mundo. El llamativo horizonte de cada ciudad se ha compuesto de numerosos y variados rascacielos, muchos de los cuales son íconos de la arquitectura del siglo XX:
- El E. V. Haughwout El edificio en Manhattan fue el primer edificio en instalar con éxito un ascensor de pasajeros, haciéndolo el 23 de marzo de 1857.
- El Equitable Life Building de Manhattan fue el primer edificio de oficinas en el que se encontraban ascensores de pasajeros.
- El edificio de seguros en Chicago, construido en 1884, fue el primer edificio alto con un esqueleto de acero.
- El edificio Singer, una expansión a una estructura existente en el Bajo Manhattan fue el edificio más alto del mundo cuando se completó en 1908. Diseñado por Ernest Flagg, tenía 612 pies (187 m) de altura.
- La torre Metropolitan Life Insurance Company Tower, frente al parque Madison Square desde el edificio Flatiron, fue el edificio más alto del mundo cuando se completó en 1909. Fue diseñado por la firma arquitectónica de Napoleón LeBrun & Sons y tenía 700 pies (210 m) de altura.
- El edificio Woolworth, un neogótico "Cathedral of Commerce" con vistas al New York City Hall, fue diseñado por Cass Gilbert. A 792 pies (241 m), se convirtió en el edificio más alto del mundo después de su terminación en 1913, un honor que retenía hasta 1930.
- 40 Wall Street, una torre neogótica de 71 pisos, de 927 pies (283 m) diseñada por H. Craig Severance, fue el edificio más alto del mundo durante un mes en mayo de 1930.
- El edificio Chrysler en Nueva York La ciudad tomó la delantera a finales de mayo de 1930 como el edificio más alto del mundo, alcanzando 1.046 pies (319 m). Diseñado por William Van Alen, una obra maestra de estilo Art Deco con un exterior de ladrillo, el edificio Chrysler sigue siendo un favorito de los neoyorquinos hasta hoy.
- El Empire State Building, nueve calles al sur del Chrysler en Manhattan, remató a 1,250 pies (381 m) y 102 historias en 1931. El primer edificio que tiene más de 100 plantas, fue diseñado por Shreve, Lamb y Harmon en el estilo contemporáneo Art Deco y toma su nombre del apodo del estado de Nueva York. El mástil de antena añadido en 1951 trajo altura de pináculo a 1.472 pies (449 m), bajado en 1984 a 1.454 pies (443 m).
- El World Trade Center superó oficialmente el Empire State Building en 1970, se completó en 1973, y consistió en dos torres altas y varios edificios más pequeños. Durante poco tiempo, la Torre Norte del World Trade Center, completada en 1972, fue el edificio más alto del mundo, hasta superado por la Torre Sears en 1973. Una vez terminado, las torres permanecieron durante 28 años, hasta que los ataques del 11 de septiembre destruyeron los edificios en 2001.
- La Torre Willis (antes Torre Sears) se completó en 1974. Fue el primer edificio que empleó el sistema estructural de "tubo lleno", diseñado por Fazlur Khan. Fue superado en altura por las Torres de Petronas en 1998, pero siguió siendo el más alto en algunas categorías hasta que Burj Khalifa lo superó en todas las categorías en 2010. Actualmente es el segundo edificio más alto de los Estados Unidos, después de One World Trade Center, que fue construido para reemplazar las torres comerciales destruidas.
El impulso para establecer récords pasó de Estados Unidos a otras naciones con la apertura de las Torres Gemelas Petronas en Kuala Lumpur, Malasia, en 1998. El récord del edificio más alto del mundo se ha mantenido en Asia desde la apertura. de Taipei 101 en Taipei, Taiwán, en 2004. Una serie de récords arquitectónicos, incluidos los del edificio más alto del mundo y la estructura independiente más alta, se trasladaron a Oriente Medio con la apertura del Burj Khalifa en Dubai, Emiratos Árabes Unidos.
Esta transición geográfica va acompañada de un cambio en el enfoque del diseño de rascacielos. Durante gran parte del siglo XX, los grandes edificios adoptaron la forma de formas geométricas simples. Esto reflejaba el "estilo internacional" o la filosofía modernista moldeada por los arquitectos de la Bauhaus a principios de siglo. La última de ellas, las torres Willis Tower y World Trade Center de Nueva York, erigidas en la década de 1970, reflejan la filosofía. Los gustos cambiaron en la década siguiente y los nuevos rascacielos comenzaron a exhibir influencias posmodernas. Este enfoque del diseño se vale de elementos históricos, a menudo adaptados y reinterpretados, para crear estructuras tecnológicamente modernas. Las Torres Gemelas Petronas recuerdan la arquitectura de las pagodas asiáticas y los principios geométricos islámicos. Taipei 101 también refleja la tradición de las pagodas, ya que incorpora motivos antiguos como el símbolo de ruyi. El Burj Khalifa se inspira en el arte islámico tradicional. En los últimos años, los arquitectos han buscado crear estructuras que no se verían igual de cómodas si estuvieran ubicadas en cualquier parte del mundo, pero que reflejen la cultura que prospera en el lugar donde se encuentran.
La siguiente lista mide la altura del techo, no el pináculo. El calibre más común es el "detalle arquitectónico más alto"; tal clasificación habría incluido las Torres Petronas, construidas en 1996.
| Construido | Edificio | Ciudad | País | Altura oficial | Pisos | Pinnacle | Situación actual | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1870 | Equitable Life Building | Nueva York |  Estados Unidos | 43 m | 142 pies | 8 | Destruido por el fuego en 1912 | ||
| 1889 | Edificio del Auditorio | Chicago | 82 m | 269 pies | 17 | 106 m | 349 pies | Standing | |
| 1890 | Edificio Mundial de Nueva York | Nueva York | 94 m | 309 pies | 20 | 106 m | 349 pies | Demolido en 1955 | |
| 1894 | Philadelphia Ayuntamiento | Philadelphia | 155,8 m | 511 pies | 9 | 167 m | 548 pies | Standing | |
| 1908 | Singer Building | Nueva York | 187 m | 612 pies | 47 | Demolido en 1968 | |||
| 1909 | Met Life Tower | 213 m | 700 pies | 50 | Standing | ||||
| 1913 | Edificio Woolworth | 241 m | 792 pies | 57 | Standing | ||||
| 1930 | 40 Wall Street | 282 m | 925 pies | 70 | 283 m | 927 pies | Standing | ||
| 1930 | Edificio Chrysler | 319 m | 1046 pies | 77 | 319 m | 1.046 pies | Standing | ||
| 1931 | Empire State Building | 381 m | 1,250 pies | 102 | 443 m | 1,454 pies | Standing | ||
| 1972 | World Trade Center (North Tower) | 417 m | 1,368 pies | 110 | 526,8 m | 1,728 pies | Destruido en 2001 en los ataques del 11 de septiembre | ||
| 1974 | Torre Willis (antes Torre Sears) | Chicago | 442 m | 1,450 pies | 110 | 527,3 m | 1,729 pies | Standing | |
| 1996 | Torres de Petronas | Kuala Lumpur |  Malasia | 451,9 m | 1,483 pies | 88 | 451,9 m | 1,483 pies | Standing |
| 2004 | Taipei 101 | Taipei |  Taiwán | 508,3 m | 1,667 pies | 101 | 509,2 m | 1,668 pies | Standing |
| 2010 | Burj Khalifa | Dubai |  Emiratos Árabes Unidos | 828 m | 2,717 pies | 163 | 829,8 m | 2,722 pies | Standing |
Galería
El original 1 World Trade Center fue el edificio más alto del mundo de 1971 a 1973
La Torre Willis en Chicago fue el edificio más alto del mundo de 1974 a 1998
Las Torres Petronas en Kuala Lumpur fueron las más altas de 1998 a 2004.
Taipei 101 en Taipei, el rascacielos más alto del mundo entre 2004 y 2010, fue el primero en superar la marca de 500 m.
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Desarrollos futuros
Se han presentado propuestas para este tipo de estructuras, incluido el Burj Mubarak Al Kabir en Kuwait y la Torre Azerbaiyán en Bakú. Las estructuras de más de un kilómetro presentan desafíos arquitectónicos que eventualmente pueden colocarlas en una nueva categoría arquitectónica. El primer edificio en construcción y previsto para tener más de un kilómetro de altura es la Torre de Jeddah.
Rascacielos de madera
Se han diseñado y construido varios diseños de rascacielos de madera. Un proyecto de vivienda de 14 pisos en Bergen, Noruega, conocido como 'Treet' o 'El árbol' se convirtió en el bloque de apartamentos de madera más alto del mundo cuando se completó a fines de 2015. El récord del Árbol fue eclipsado por Brock Commons, un dormitorio de madera de 18 pisos en la Universidad de Columbia Británica en Canadá, cuando fue finalizado en septiembre de 2016.
Un edificio residencial de 40 pisos 'Trätoppen' ha sido propuesto por el arquitecto Anders Berensson para ser construido en Estocolmo, Suecia. Trätoppen sería el edificio más alto de Estocolmo, aunque no hay planes inmediatos para comenzar la construcción. El rascacielos de madera planificado actualmente más alto es el Proyecto W350 de 70 pisos en Tokio, que será construido por la empresa japonesa de productos de madera Sumitomo Forestry Co. para celebrar su 350 aniversario en 2041. Un rascacielos de madera de 80 pisos, la River Beech Tower, ha sido propuesto por un equipo que incluye a los arquitectos Perkins + Will y la Universidad de Cambridge. La Torre River Beech, a orillas del río Chicago en Chicago, Illinois, sería 348 pies más corta que el Proyecto W350 a pesar de tener 10 pisos más.
Se estima que los rascacielos de madera pesan alrededor de una cuarta parte del peso de una estructura equivalente de hormigón armado y reducen la huella de carbono del edificio entre un 60 y un 75 %. Los edificios se han diseñado utilizando madera contralaminada (CLT) que otorga una mayor rigidez y resistencia a las estructuras de madera. Los paneles CLT son prefabricados y, por lo tanto, pueden ahorrar tiempo de construcción.
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