Empire State of Mind. Il romanzo di un progetto.

21 mesi per costruire il grattacielo più alto del mondo.

2014_01_08 immagine 10Ho da poco finito un libro che non può mancare nella libreria di ogni ingegnere, architetto o project manager del settore delle costruzioni o comunque coinvolto in progetti complessi (grazie a Luca Tonello per il suggerimento). Empire State Building. 21 mesi per costruire il grattacielo più alto del mondo, a cura di Carol Willis (storica dell’architettura, fondatrice e direttrice dello Skyscraper Museum di New York) racconta la storia di un progetto costruttivo fantastico che ha battuto tutti i record e che contiene spunti di innovazione così avanzati per l’epoca da essere validi ancora oggi, a distanza di più di 80 anni. Ma il libro è importante perché riproduce per la prima volta un vero tesoro, il documento Notes on Construction of Empire State Building, redatto tra il 1930 e il 1931 probabilmente dai responsabili dell’impresa Starrett Brothers and Eken (successivamente rilevata da HRH, poi finita in bancarotta nel 2011), i costruttori del grattacielo. Si tratta di un dattiloscritto in copia unica meticolosamente battuto a macchina su 77 pagine a quadretti blu inserite in un raccoglitore ad anelli e inframmezzate da fotografie in bianco e nero montate entro angoli neri su 32 fogli di carta pressata lucida marrone.

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@ Empire State Building – NYC, 18.11.2013

Ma il documento è unico perché unico è il tema che tratta. L’Empire State non è un grattacielo qualsiasi. Oltre ad essere il simbolo di New York, quando venne portato a termine nell’aprile 1931 infranse ogni record. Era il grattacielo più alto del mondo (1252 piedi, 200 piedi più del Chrysler – un piede = 0,3048 metri), di proporzioni gigantesche (2,1 milioni di piedi quadrati, contro gli 850.000 del Chrysler e i 1,2 milioni dell’Equitable Building, il secondo edificio per uffici più grande della città). Ma il dato più stupefacente è la velocità di progettazione e realizzazione, come si ricava dalle date di seguito:

  • 01/06/1929     acquisto dell’albergo Waldorf-Astoria (al posto del quale verrà realizzato l’Empire State)
  • 22/09/1929     inizio demolizione del Waldorf-Astoria
  • 12/03/1930     fine demolizione
  • 07/04/1930     posa dei primi pilastri dell’Empire State
  • 01/03/1931     ultimazione dei lavori

per un totale di 21 mesi, dall’acquisizione dell’area al completamento dell’edificio.

Due i fattori principali di questo successo:

–       un approccio progettuale orientato al lavoro di squadra: architetti, ingegneri, proprietari e costruttori in un processo pianificato e, come è frequente sentire oggi, completamente integrato

–       il genio organizzativo dei general contractor, Starrett Brothers and Eken.

2014_01_08 immagine 01Il ruolo dei costruttori è fondamentale in questa storia ed è l’argomento principale del libro; ed è una situazione abbastanza rara che se ne dia il giusto riconoscimento. ‘Non accettiamo mai un incarico senza che esprimiamo in esso tutte le nostre potenzialità sin dall’inizio’, osservava Andrew Eken, uno dei titolari. L’organizzazione logistica del cantiere ha effetto sulle scelte degli architetti (e non viceversa) in particolare nell’architettura commerciale dove letteralmente ‘Il tempo è denaro’.

2014_01_08 immagine 12Scrive William A. Starrett (il più giovane dei fratelli) in Skyscrapers and the Men Who Built Them (1928), probabilmente il miglior libro mai scritto sul tema: “La costruzione dei grattacieli è l’equivalente più prossimo della guerra in tempo di pace […] L’analogia con la guerra è data dalla lotta contro gli elementi. Le fondazioni sono progettate nel terreno lungo i grattacieli svettanti già esistenti. Acqua, sabbie mobili, roccia e fanghi argillosi ci sbarrano la strada verso le rocce di fondazione. Il traffico romba in alto sopra le nostre teste nelle affollate strade principali, e le metropolitane, le condutture dei gas e dell’acqua, le linee elettriche e quelle, più delicate, dei telefoni e dei segnali chiedono di non essere disturbate per non rischiare di sconvolgere il sistema nervoso di una grande città’.

2014_01_08 immagine 11In Changing the Skyline (1938) Paul Starrett, presidente della società, scrive: ‘La storia dell’Empire State Building è davvero un’epitome di tutte le vicende precedenti. In poche pagine essa narra dello spirito, dell’immaginazione e dell’audacia tecnica, ma anche qualcosa della frenesia che animarono il decennio di cui esso costituì il culmine’. Il culmine del boom edilizio iniziato intorno al 1923 e che aveva visto nascere il Chrysler, il Chanin, il Lincoln, il Daily News, la IrvingTrust Bank, il Manhattan Company, il City Bank Farmers Trust e il Cities Service Building. Una corsa in altezza dovuta al crescere del prezzo dei terreni e al facile accesso ai finanziamenti, regolata da un’equazione della proprietà immobiliare conosciuta come altezza economica, ovvero il numero limite di piani oltre il quale i canoni di affitto riscossi per ulteriori piani non giustificano i costi aggiuntivi da sostenere. L’Empire è menzionato come un edificio di 102 piani ma in realtà ne ha solo 85 per 1050 piedi – questa è la sua altezza economica – la torre che sormonta ha una funzione solo ornamentale, il cosiddetto pilone di ormeggio per dirigibili (altri 200 piedi), oltre che motivo di prestigio. Assicurarsi il primato di edificio più alto del mondo era l’obiettivo esplicito, a solo un anno di distanza dalla competizione tra il Chrysler e il Manhattan Company (1046 contro 927 piedi, grazie ad una guglia di acciaio di 185 piedi montata all’ultimo in gran segreto all’interno del coronamento piramidale del Chrysler).

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il diagramma di Gantt del progetto

Innumerevoli i vincoli al contorno di questa complessa costruzione. Primo fra tutti, la scadenza per l’ultimazione dei lavori, fissata dai proprietari al 1° maggio 1931 e ciò per un motivo ben preciso. Secondo le consuetudini immobiliari, i canoni di affitto erano annuali e decorrevano proprio dal 1° maggio, ragion per cui passata quella data si sarebbe perso il ricavato degli affitti di un anno. Oltre a ciò, l’interazione tra le norme urbanistiche, l’area del lotto disponibile e la massimizzazione dei profitti commerciali.

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Richmond H. Shreve, William F. Lamb and Arthur L. Harmon, photographed in 1941 (Photo © New York Times)

Per governare un progetto così impegnativo non bastava unicamente uno studio di architetti (furono incaricati Richmond H. Shreve, William F. Lamb e Arthur Loomis Harmon) ma appunto impostare la massima collaborazione tra tutte le parti coinvolte. Il secondo passo fu la scelta del costruttore, per la quale fu esperita una gara tra le cinque società cittadine con la necessaria esperienza e disponibilità di capitale. L’incarico fu comunicato con una lettera del 13.09.1929 a Starrett Brothers and Eken per una cifra di 500.000 $ (ne aveva offerti 600.000) sulla base delle referenze per i grattacieli già realizzati per la New York Life Insurance e il 40 Wall Street. Il 20 settembre la firma del contratto, due giorni dopo ebbe inizio la demolizione del Waldorf-Astoria.

Da general contractor a construction manager.

Vediamo più in dettaglio perché questo progetto è (ancora oggi) davvero innovativo. Innanzitutto il cantiere dell’Empire State segna il passaggio definitivo dalla prassi di general contracting a quella cosiddetta di construction management. Ovvero, non è più indispensabile possedere in modo rilevante uomini, mezzi e risorse per eseguire un progetto ma avere la capacità gestionale di condurlo a termine coordinando tutte le parti coinvolte. Si ebbe così l’esordio di quelle società che supervisionano ogni attività senza eseguire direttamente nessuna parte del lavoro. Nell’Empire State quasi metà del lavoro era fornito dai subappaltatori, una situazione impensabile all’inizio del ‘900, per motivi essenzialmente di reputazione. Insomma, saper far fare divenne più importante di saper fare, un passaggio che ancora oggi (vedi regolamentazione dei lavori pubblici) non è stato recepito appieno. Nel suo colloquio con la proprietà in fase di negoziazione, Paul Starrett si vantava addirittura del fatto che la sua impresa non disponesse di alcuna attrezzatura, che avrebbe costruito da zero qualsiasi attrezzatura specialistica necessaria per il progetto e senza realizzare alcuna attività che non potesse essere subappaltata.

Il trasporto dei materiali.

L’organizzazione del trasporto dei materiali all’interno del cantiere è il vero segreto del successo dell’Empire State. L’impresa ne aveva già dato prova durante la demolizione del Waldorf-Astoria (demolire è più difficile di costruire …). Vennero installate una batteria di montacarichi e una di ascensori (recuperati dall’hotel) per il trasporto degli operai, che venivano prolungati man mano che l’edificio cresceva. Ad ogni piano venne montata una decauville, per la distribuzione su binari tramite vagoncini dei materiali dai montacarichi direttamente sino alle posizioni di montaggio. I materiali venivano gestiti secondo tre tipologie: materiali alla rinfusa (mattoni, condutture elettriche), prefabbricati (acciaio ed elementi in pietra per i rivestimenti) e calcestruzzo (miscelato in cantiere al piano interrato e non approvvigionato premiscelato dall’esterno, altra novità).

Pianificazione dei dettagli.

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la matrice con il programma di costruzione della struttura in acciaio
(mostra presso l’Empire State Building)

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il riepilogo costi dell’opera

Starrett Brothers and Eken suddivisero l’edificio in fasce orizzontali alla cui realizzazione parteciparono alternativamente i due migliori offerenti più qualificati per la produzione dei manufatti in acciaio, American Bridge Company e McClintic-Marshall Company, mentre una sola ditta, Post & McCord, si occupava del montaggio. Ogni componente di acciaio era progettato per occupare una posizione specifica, come si evince dai complessi piani di montaggio che comprendevano disegni che in genere non erano richiesti, come la tavola con il programma della costruzione (una specie di ‘Gantt in altezza’, un buon esempio della complessità organizzativa richiesta. A sinistra dei tonnellaggi previsti sono riportate tre serie di informazioni in rapporto tra loro: il produttore (A = American Bridge, M = McClintic-Marshall), il numero di piano e il numero di fila orizzontale. Un’altra tavola consente di rintracciare, per ogni periodo della costruzione e per ogni piano dell’edificio la tipologia e la codifica dell’elemento strutturale in acciaio da montare. Una programmazione calcolata al giorno che non lascia spazio a dubbi, con date definite come obbligatorie in quanto stabilite per poter rispettare la scadenza della struttura in acciaio al 1° ottobre 1930 (percorso critico del PERT, si direbbe). Tracciando una linea verticale in corrispondenza di una data si possono individuare le varie attività previste a quella scadenza.

Il fast-tracking.

Iniziare la costruzione prima che il progetto sia terminato. Il sistema tradizionale prevedeva che il progetto strutturale venisse completato prima che il produttore approntasse i disegni di officina, che questi ultimi venissero terminati e rivisti prima dell’inizio della produzione e che questa venisse completata in buona parte in anticipo rispetto all’inizio della posa in opera. Ogni fase dipende dal completamento della fase precedente, sequenza che non dà buoni risultati quando i tempi sono così compressi.  Con il fast-tracking succedeva ad esempio che il progetto della fila terminale (84° piano e copertura) della struttura fosse stato chiesto allo studio solo il 4 maggio, cioè più di un mese dopo l’inizio del montaggio della 1^ fila (2° piano interrato). Per tutto il cantiere lo studio progettava la struttura in acciaio meno di un mese prima che gli ordini venissero mandati alla fabbrica. I disegni di officina che fornivano dettagli più precisi venivano rilasciati meno di 6 settimane prima della consegna dell’acciaio e questo veniva inviato dal produttore in cantiere 1 settimana prima del montaggio. Con il fast-tracking ciascun partecipante al processo doveva compiere diverse attività ed era pertanto necessario che tutti si muovessero insieme per gradi.

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costi dei materiali e delle unità di lavoro

Lezioni di innovazione.

Tre lezioni di innovazione ci vengono dal successo del progetto dell’Empire State Building.

1)    Il vantaggio della collaborazione (tema più che mai attuale oggi, con l’aumento della complessità tecnologica degli edifici, soprattutto per quanto riguarda involucro e impianti). Nessuna delle singole parti avrebbe mai potuto garantire il completamento dell’edificio nei tempi previsti. Un gruppo di persone con obiettivi simili ma non coincidenti orientati verso un traguardo ben preciso.

2)    La compressione dei tempi grazie al fast-tracking. Si può aver già completato il progetto prima che la costruzione abbia inizio, anche senza i disegni di officina. Dopo l’Empire State, ciò che sembrava un’eccezione per progetti dai tempi strettissimi è diventata una norma.

3)    Consentire la massima autonomia tra le differenti parti del lavoro. Eliminando il più possibile il contatto e la dipendenza tra attività diverse, viene ridotto il rischio di ritardi a cascata. Ad esempio: i componenti di sostegno del curtain wall eliminavano la dipendenza del produttore dei componenti in acciaio e del montatore da qualsiasi informazione sulle murature.

Ma la lezione complessiva, che racchiude come un ombrello tutti gli altri insegnamenti, è il vantaggio della pianificazione. La pianificazione di tutte le scadenze coinvolge progettisti e costruttori sin dall’inizio, consente il fast-track e l’organizzazione metodica delle attività dando la possibilità a tutte le parti e competenze coinvolte di collaborare quotidianamente. La pianificazione dell’Empire State è alla base della sua velocità di realizzazione.

Altre ‘perle’ ci arrivano dalla storia dell’Empire State.

Il ‘rispetto’ per la costruzione da demolire (il Waldorf–Astoria) non solo per motivi di efficienza organizzativa dello smantellamento. Il recupero dei materiali (l’asta per le suppellettili, che mi ricorda alla fine degli anni ’90 la demolizione dell’Hotel Grifone a Bolzano su Piazza Walther/Via della Rena). Un destino migliore dell’abbandono, per una casa che aveva dato riparo alla vita – recita il diario dell’Empire State.

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H. J. Stellmann (il Project Manager)

Il ruolo di direttore dei lavori, che viene descritto dalle Notes (per un’operazione di questo calibro) come ‘uomo dalla personalità energica e autorevole, temperata da qualità come diplomazia e pazienza infinita. Naturalmente è sottinteso che costui debba possedere una conoscenza approfondita del mondo dell’edilizia’.

La stima della produzione. ‘Ogni giorno viene elaborata una stima delle varie quantità inserite in tutti quei resoconti in cui è calcolato un costo giornaliero per unità di lavoro […] La divisione delle varie quantità messe in opera per il costo del lavoro dà come risultato l’unità di costo giornaliera, che permette al direttore dei lavori di valutare se sta andando sopra o sotto il costo unitario previsto dalla sua stima preliminare dei costi.

L’alimentazione del personale. Per non perdere in spostamenti di operai e produttività, l’impresa ebbe l’idea di proporre in appalto ad un ristoratore di alto livello con tre ristoranti nelle vicinanze, l’incarico del servizio mensa, realizzando progressivamente 5 ristoranti ai piani (si noti, calcolati in base al carico di lavoro di un edificio che comunque si assottigliava e semplificava progressivamente con l’altezza) 2°, 8°, 23°, 46° e 63°, provvisti di ogni servizio per tutta la durata del cantiere.

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Un rapportino giornaliero di cantiere

I rapportini di cantiere. Un dettaglio impressionante per i resoconti giornalieri delle attività eseguite, tali da rendere agevoli il controllo del personale, la contabilità del lavoro, la quantificazione dei costi a consuntivo. Il rapportino giornaliero di giovedì 14.08.1930 (massima presenza di personale in cantiere, 3.439 persone) è lungo 11 pagine …

E ovviamente i numeri delle quantità in gioco. Solo parlando dell’involucro vennero montati  6.305 serramenti a ghigliottina, realizzati a Baltimora e trasportati in cantiere su 90 vagoni ferroviari. E ancora una volta, i tempi incredibili e l’attenzione maniacale al rispetto delle scadenze per quelle che vengono definite le 4 fasi ‘battistrada’ del progetto:

  1. Il montaggio della struttura in acciaio: 85 piani terminati il 22.09.1930 (scadenza contrattuale al 04.10.1930) con un ritmo medio di elevazione di 2 giorni (di calendario …) per piano.
  2. Il getto dei solai in calcestruzzo, ultimati il 06.10.1930 (scadenza 10.10).
  3. Il rivestimento esterno in metallo e i parapetti in alluminio, completati il 17.10.1930 (scadenza 01.12, trentacinque giorni di anticipo).
  4. Il paramento esterno in pietra calcarea (compresa la controparete in mattoni) ultimato il 13.11.1930 (scadenza 01.12, anticipo di diciassette giorni).

Il che ha consentito di completare l’edificio il 01.03.1931, con un mese di anticipo rispetto alla scadenza del 01.04, richiesta per permettere agli inquilini di prendere possesso degli spazi a partire dal 1° maggio 1931. Tutto come previsto, e anche meglio … 🙂

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la vista dall’80° piano (18.11.2013)

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