L'article necessita algunes millores pel que fa a l'ortografia i la gramàtica. S'hi han trobat faltes ortogràfiques, gramaticals, barbarismes o altres aspectes lingüístics incorrectes.
Un gratacel o tocanúvols (neologisme inspirat per l'anglès skyscraper) és un edifici de moltes més plantes que la mitjana. No hi ha criteri absolut o universal.
La Conferència internacional sobre recerca i pràctica d'enginyeria de seguretat anti-incendis (iCFSERP) parla de qualsevol edifici, del qual l'alçària tingui un greu impacte en l'evacuació. L'Associació dels bombers americans parla de edifici de gran alçària a partir de 23 metres. La base de dades d'Emporis (1996-2021) classsificava els edificis de 35 a 100 metres com de gran alçària, o quan tenia mínimament dotze pisos. A partir de 150 metres els classifiquen com gratacels. La definició fluixa fa difícil comparar estudis sobre els reptes o efectes de la construcció en altura.
A mitjan segle xix, els primers tocanúvols, amb deu pisos i una quarantena de metre d'alçària, avui són nanos comparats amb les torres de més de huit-cents metres de l'inici del segle xxi. Segons Gaspar Pericay: «Des dels inicis, aquests reptes arquitectònics, alguns veritables obres d'art, han estat un símbol de poder i grandiloqüència que s'ha allunyat de la dimensió humana.» Malgrat la possibilitat de l'entramat d'acer o més tard el formigó armat, sense l'invent de l'ascensor segur i elèctric per E. Graves Otis el 1854, cap edifici de més de cinc o sis pisos hauria sigut comercialment interessant.
Se solen construir en llocs on el sòl és car per aprofitar-ne el màxim i treure'n més rendiment. Per això, n'hi ha sovint als centres de les ciutats fora d'Europa, sobretot en ciutats en auge que no tenen poc o gaire teixit històric.
Si una certa alçària pot tenir advantatges ecològics com que permet estalviar d'impermabilitzar massa sòl, el cost energètic per construir i mantenir edificis de gran alçària esdevé alt. La densificació excessiva té desavantatges. Sovint és difícil i costós augmentar la capacitat dels carrers i carreteres per absorbir l'augment d'usuaris. Tot i això, davant l'escassesa de terra urbanitzable, el «model de Benidorm» s'expandeix. La ciutat dispersa és més malbaratador de terreny, aigua i energia i davant l'augmentació de la població arriba al límit devant els altres usos: agricultura, bosc, natura… Tanmateix, quan es tracta de gratacels d'habitatges, gairebé indispensable si hom vol respondre al dret a l'habitatge digne sense malbaratar terra arable, la influència en la salut, la salut mental i la vida social sovint roman encara una terra incognita.
Un gratacel pesa molt, i fa menester fundacions sòlides i pregones per a aguantar el pes. Ans al contrari de la construcció tradicional, no hi ha parets de càrrega que porten el pes de l'edifici. Les parets es fixen a l'estructura de diverses formes, i no serveixen per a poc més de separar els espais de l'edifici i d'aïllar de l'exterior.
Un fenomen particular és la competició permanent entre estats i ciutats metropolitans per a qui tindrà la més grossa, sobretot en el territori asiàtic. S'hi pot veure una certa hibris, com ja es veu ben descrita en la llegenda de la Torre de Babel.
Història
L'estructura més alta de l'antiguitat va ser la Gran Piràmide de Gizeh de 146 m a l'antic Egipte, construïda al segle 26 aC. No va ser superada en alçària durant milers d'anys, els 160 m de la catedral de Lincoln l'havien superat entre 1311 i 1549, abans que l'agulla central s'enfonsés. Aquest últim, al seu torn, no va ser superat fins al Monument a Washington de 555 peus (169 m) l'any 1884. No obstant això, en estar deshabitada, cap d'aquestes estructures compleix realment amb la definició moderna de gratacels.
El mot «gratacel» es va aplicar per primera vegada als edificis de construcció d'estructura d'acer d'almenys deu pisos a final del segle xix, resultat dels primers edificis alts que es construïen a les grans ciutats americanes. El primer gratacel d'estructura d'acer va ser l'edifici Home Insurance, originalment de deu pisos amb una alçària de 42 m, a Chicago el 1885; s'hi van afegir dos pisos ulteriorment. Va ser dissenyat pel nord-americà William Li Baron Jenney. Alguns apunten a l'edifici Jayne de deu pisos de Filadèlfia (1849–50) com un proto-gratacel o a l'edifici Equitable Life de set pisos de Nova York, construït el 1870, però el disseny de les estructures en limitava inherentment l'alçària. La construcció d'esquelets d'acer permet els gratacels superalts actuals. 'altre possible candidat a primer gratacel seria el New York World Building, de vint plantes i construït a Nova York el 1890. No obstant això, per als estàndards moderns, el primer gratacel autèntic seria el Singer Building de Nova York, construït el 1908.
Els invents que van permetre la construcció dels gratacels van ser l'acer, el formigó armat, el cristall, la bomba hidràulica i sobretot ems ascensors. Abans del segle xix els edificis de més de sis plantes eren estranys, ja que l'alçària els feia poc pràctics. A més, els materials i tècniques per a construir un gratacel són notablement diferents dels utilitzats en edificis baixos. Els primers gratacels van aparèixer a final del segle xix a ciutats amb una densitat de població alta, com Nova York, Londres o Chicago. No obstant això, els constructors de Londres i Chicago es van trobar amb normes urbanístiques que limitaven l'altura, i a l'Europa continental va haver dubtes sobre la seguretat enfront d'incendis o estètica, i llavors, als primers anys del segle xx Nova York va ser la ciutat capdavantera amb aquesta mena de construccions.
A partir dels anys 30 del segle xx, es van construir els primers gratacels a ciutats de l'amèrica llatina (Mèxic, São Paulo, Buenos Aires), Caracas també a l'Àsia (Xangai, Hong Kong). Després de la Segona Guerra Mundial la Unió Soviètica es va planificar la construcció de vuit grans torres (les Torres Stalin). La resta d'Europa va començar també a construir grans edificis, un dels primers va ser el Boerentoren (87,5m) en estil art deco inaugurat el 1931 a Anvers (Bèlgica) i durant uns pocs anys el gratacel més alt d'Europa, en una parcel·la cèntrica del barri històric, destruïda durant la Primera Guerra Mundial.
A Europa, nogensmenys, l'entusiasme va ser més moderat. París per exemple, limita l'alçària a 37 metres o una desena de pisos. Per respondre a la demanda de les empreses, si ha construït des de 1958 un barri nou de gratacels, La Défense, fora del centre històric. La majoria de les ciutats metropolitanes europees van seguir una política similar, excepte en Alemanya, on la destrucció massiva durant la Segona Guerra Mundial va estimular arquitectes a crear llur «ciutat ideal», no refrenats per edificis històrics i aprofitant la tabula rasa pels bombardejos per crear gratacels i autopistes penetrants fins al cor de la ciutat. Altres ciutats com Brussel·les i Lieja, que no van ser gaire bombardejats, van destruir després de la guerra barris senzers per fer una ciutat «moderna» amb gratacels i amiga dels cotxes segons el model alemany o novayorkès.
Actualment són la Xina, els Emirats Àrabs Units i els Estats Units els països amb més nombre de gratacels i amb els gratacels més alts. A Espanya hi ha dos nuclis urbans amb molts gratacels, Madrid i Benidorm.
Avantatges i inconvenients
Ecologia
Economia
El principal avantatge dels gratacels és el d'obtenir una gran quantitat de superfície útil en un espai de sòl reduït. El que n'explica l'interés dels promotors immobiliari.
Moltes empreses estimem més concentrar el personal i serveis en una àrea reduïda per ser econòmicament més eficient i augmentar el rendiment.[cal citació] Per les mateixes raons, la concentració d'un nombre elevat d'empreses facilita els intercanvis entre empreses complementàries. Això, evidentment, podria fer-se en edificis més baixos, però els gratacels permeten que això es fa al centre de les grans ciutats, on els mitjans de transport públic faciliten l'accés als treballadors i clients.[cal citació]
Aquesta concentració permet l'ús de mijtans de transport públic en comptes de l'automòbil individual. Relacionat amb l'anterior, els mitjans de transport verticals (ascensors i escales automàtiques) són més eficients que els mitjans de transport horitzontals (automòbils, autobusos…).[cal citació] D'aquesta forma, el consum energètic derivat del transport es redueix.[cal citació]
Hi ha inconvenients. L'alta concentració de persones exigeix grans inversions en infraestructures de transport, instal·lacions de subministrament d'aigua, electricitat, comunicacions, sanejament… El cost d'aquests equipaments recauen sovint en els poders públics i pot ser un cas de privatitzar beneficis i socialitzar les desgràcies.
Problemes tècnics
Fer que l'aigua arribi als pisos més alts sense que explotin les canonades dels pisos més baixos.
Els ascensors han de ser ràpids per a no perdre massa temps. Però una acceleració excessiva pot provocar desmais. Veritables carrers verticals, n'hi han d'haver prou per a suplir un transit fluent, el que ès una pèrdua d'espai.
Pitjors condicions per suportar terratrèmols.
Un edifici alt és sensible al venti així en el càlcul de l'estructura cal tenir en compte les oscil·lacions horitzontals, tant per l'altura com pel fet que el vent creix an altura.
Els fonaments han d'aguantar molt de pes, i per això són molt profunds, a més han de dissenyar-se d'una forma especial per suportar els terratrèmols i les càrregues horitzontals produïdes pel vent. L'acumulació d'una gran massa en la mateixa vertical pot produir a nivell geològic desequilibris sismològics, com els esdevinguts en Taipei.[cal citació]
És més difícil d'evacuar en cas d'emergència com va palesar amb els Atemptats de l'11 de setembre de 2001 a Nova York. A més, la concentració d'un gran nombre de persones en un reduït espai en fan un bon objectiu per atacs terroristes.
Sota les altes temperatures en cas d'incendi, l'estructura d'acer perd rigidesa a partir de 300 °C i des de 750 °C ja no en té cap. En el cas de formigó armat, els diferents coeficients de dilatació d'acer i formigó poden provocar tensions i esquerdes.
Torres
A diferència dels gratacels les torres estàn habitades parcialment i es fan servir per a telecomunicacions, radiodifusió, mirador i, en alguns casos, restaurants. Històricament han rivalitzat amb els gratacels per a aconseguir el rècord d'altura, fet que va aconseguir la Torre CN, amb una altura de 553,3 metres fins a ser superada pel Burj Khalifa. Actualment[Quan?] la torre més alta és la Tokyo Sky Tree amb un total de 634 metres.[Cal actualitzar]
Llista dels 75 gratacels més alts del món (2020)[Cal actualitzar]">modifica]
Europa és absent de la llista. L'hotel Bali III a Benidorm, amb 210 metres i 52 plantes, el gratacel més alt del sud d'Europa, queda modest en aquest palmarès.
S'han presentat propostes per a aquestes estructures, com ara el Burj Mubarak Al Kabir a Kuwait i la torre de l'Azerbaidjan a Bakú. Les estructures de més d'un quilòmetre presenten reptes arquitectònics que fer-ne una nova categoria arquitectònica. El primer edifici en construcció i que es preveu que tingui més d'un quilòmetre d'alçària és la torre de Gidda.[Cal actualitzar]
S'han dissenyat i construït diversos dissenys de gratacels de fusta. Un projecte d'habitatges de 14 plantes a Bergen, Noruega, conegut com "Treet", és el bloc d'apartaments de fusta més alt del món el 2015. El rècord de "Treet" va ser eclipsat per Brock Commons, un dormitori de fusta de divuit pisos de la Universitat de la Colúmbia Britànica al Canadà el setembre de 2016.[cal citació]
L'arquitecte Anders Berensson ha proposat construir un edifici residencial de quranta plantes 'Trätoppen' a Estocolm, Suècia. Trätoppen seria l'edifici més alt d'Estocolm.[cal citació] El gratacels de fusta més alt actualment previst és el W350 Project de 70 pisos a Tòquio, que serà construït per l'empresa japonesa de productes de fusta Sumitomo Forestry Co. per celebrar el seu 350è aniversari el 2041. Un equip que inclou els arquitectes Perkins + Will i la Universitat de Cambridge ha proposat un gratacels de fusta de 80 plantes, la torre River Beech. La torre River Beech, a la vora del riu Chicago a Chicago, Illinois, seria 348 peus més curta que el projecte W350 tot i tenir 10 pisos més.
Els gratacels de fusta són al voltant d'una quarta part del pes d'una estructura equivalent de formigó armat i redueixen la petjada de carboni de l'edifici entre un 60 i un 75%. Els edificis s'han dissenyat utilitzant fusta laminada creuada (CLT) que dóna una major rigidesa i resistència a les estructures de fusta. Els panells CLT estan prefabricats i, per tant, poden estalviar temps de construcció.[cal citació]
Antecedents
Des del punt de vista del paisatge urbà, algunes ciutats medievals mostraven una mena de gratacels que destacaven sobre les cases més baixes d'alçària normal. Particularment a Itàlia. Aquestes cases-torre presentaven problemes tècnics i, també, problemes legals.
Les cases-torre urbanes foren populars en algunes ciutats del nord d'Itàlia. Una torre alta, sobresortint del palau familiar, era una mostra de riquesa i poder de les persones poderoses. Les qualitats defensives tenien també una certa importància en aquells temps turbulents de lluites incessants. Des del punt de vista psicològic, l'afany de construcció i emulació és molt semblant als veritables motius de construcció dels gratacels moderns.
Tauranc, John. The Empire State Building (en anglès). Nova York: Cornell Paperbacks, 2014. ISBN 978-0-8014-7939-7.
Kovacevic, Ilda; Dzidic, Sanin. High-Rise Buildings - Structures and Materials (en anglès). Sarajevo: International BURCH University, 2018. ISBN 978-9958-834-59-2.