Pilvenpiirtäjä

Pilvenpiirtäjä (engl. skyscraper) on korkea yhtenäisesti ihmisten oleskeluun soveltuva rakennus. Pilvenpiirtäjälle ei ole virallista tai vakiintunutta korkeuskriteeriä; kiinteistöinformaatioyhtiö Emporiksen määritelmän mukaan pilvenpiirtäjä on vähintään 100 metriä korkea kerrostalo. Rakennusten luokittelussa käytetään joskus myös 500 jalan (152,4 metriä) tai 150 metrin rajaa.

Historiaa

Ensimmäiset rakennukset, joista on alettu käyttää nimitystä ”pilvenpiirtäjä”, rakennettiin Chicagoon 1870- ja 1880-luvuilla, kun keskeisistä liikepaikoista alkoi olla pulaa nopeasti kasvaneessa suurkaupungissa. Parhaat paikat haluttiin hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti, ja ainut mahdollisuus oli kasvattaa rakennusten kerrosmäärää. Vuosisadan loppupuolella tapahtunut hissien kehitys ja uusi teräsrunkorakenne loivat tekniset edellytykset entistä korkeampien talojen rakentamiselle.
Ensimmäinen turvallinen henkilöhissi asennettiin tavarataloon New Yorkissa vuonna 1857, ja sen jälkeen oli mahdollista rakentaa rakennuksia, jotka olivat yli viisi kerrosta korkeita. Arkkitehdit siirtyivät myös käyttämään rakennuksissa raudasta tehtyä tukirunkoa, jonka ansiosta alakerroksissa ei enää tarvinnut olla seininä massiivisia tiilimuureja yläkerroksia kannattelemassa. Näin saatiin myös alimpiin kerroksiin enemmän pinta-alaa myymälöitä varten. Lopullinen läpimurto rakennustekniikassa oli teräksen käyttöönotto tukirakenteissa. Teräs oli rautaa lujempaa ja kevyempää, joten voitiin rakentaa entistä korkeampia rakennuksia. 
Maailman ensimmäisenä pilvenpiirtäjänä pidetään yleisesti Chicagon Home Insurance Buildingia, joka valmistui 1884–1885. Siinä oli teräsrunko, kymmenen kerrosta ja korkeutta 42 metriä. Teräsrungon lisäksi rakennus tukeutui kuitenkin myös perustuksen graniittipilareille ja takaosan tiiliseinään.
Sähkövalon ja koneellisen ilmastoinnin myötä voitiin suuriin rakennuksiin sijoittaa tiloja muuallekin kuin ulkoseinälle, ja Chicagon ja New Yorkin keskustoihin rakennettiinkin 1900-luvun alussa suuri määrä korkeita rakennuksia. Uudet pilvenpiirtäjät olivat aina vain korkeampia, ja 1930-luvulla rakennettiin jo 300-metrisiä torneja.
Pilvenpiirtäjiä alettiin vähitellen rakentaa myös muihin Yhdysvaltain suuriin kaupunkeihin sekä 1930-luvulla myös Latinalaiseen Amerikkaan, Japaniin ja Hongkongiin. Myös Moskovaan rakennettiin ”Stalinin hampaina” tunnetut seitsemän pilvenpiirtäjää.
Muuallekin Eurooppaan alkoi nousta pilvenpiirtäjiä, ensimmäisenä Madridiin 1950-luvulla, ja esimerkiksi Frankfurt am Main on nykyisin tunnettu lukuisista pilvenpiirtäjistään. Euroopassa pilvenpiirtäjiä on kuitenkin rakennettu vähemmän kuin Pohjois-Amerikassa. Pääsyynä on, että Euroopassa suurkaupunkien keskustat kasvoivat 1800-luvulla, ennen kuin pilvenpiirtäjien rakennustekniikka kehittyi. Euroopan suurkaupungeissa on edelleen melko vähän pilvenpiirtäjiä. Esimerkiksi Pariisissa on 1990-luvun alusta asti ollut kiellettyä rakentaa yli 37 metriä korkeita rakennuksia; La Défensen alue pilvenpiirtäjineen sijaitsee kolmen kunnan alueella hallinnollisen Pariisin ulkopuolella.
Kaupungin ainoaa pilvenpiirtäjää, 209 metriä korkeaa ja 58-kerroksista Tour Montparnassea (1972) on pidetty rumana. Siitä huolimatta rakennuksesta on tullut tärkeä turistikohde.  Vuonna 2008 hallinto on antamassa luvan kuudelle maksimissaan 200 metriä korkealle pilvenpiirtäjähankkeelle eri puolille kaupunkia. Myöhemmin kaupunginvaltuusto antoi luvan kuudelle rakennukselle.
Pitkään korkein pilvenpiirtäjä oli 1931 New Yorkiin valmistunut 102-kerroksinen ja 381 metriä korkea Empire State Building. Yhdysvaltoihin rakennettiin 1970-luvulla ensimmäiset yli 400 metriä korkeat pilvenpiirtäjät. Maailman korkein rakennus oli parin vuosikymmenen ajan Chicagon 442 metriä korkea Willis Tower (aikaisemmin Sears Tower), kunnes 1998 valmistunut Kuala Lumpurin Petronas Towers ohitti sen korkeudessa. Sen jälkeen on alkanut erittäin korkeiden pilvenpiirtäjien rakennusbuumi, ja korkeimmat rakennukset rakennetaan nykyisin Aasiassa.
Vuonna 1989 kaikki maailman kymmenen korkeinta asuin- tai toimistorakennusta sijaitsivat Yhdysvalloissa. Vuonna 2009, maailman kymmenen korkeimman asuin- ja toimistorakennuksen listalle mahtui enää yksi amerikkalainen rakennus. Muut sijaitsivat Lähi-Idässä tai kauempana Aasiassa.
2000-luvulla Lähi-itään on suunniteltu useita poikkeuksellisen korkeita rakennuksia, kuten Burj Khalifa, joka oli valmistuttuaan 828-metrinen. Japaniin on hahmoteltu jopa neljän kilometrin korkuista rakennusta nimeltä X-Seed 4000.

Pilvenpiirtäjät Suomessa

Helsingissä käytiin kiistaa pilvenpiirtäjien rakentamisesta 1920-luvulla. Kyse oli kuitenkin melko matalista rakennuksista, sillä suunniteltu Suomi-Filmin Kino-Palatsi-rakennus Pohjois-Esplanadin ja Keskuskadun kulmaan olisi ollut 17–18-kerroksinen, mutta se sai luvan vain 12-kerroksisena eikä toteutunut. Toteutunut Hotelli Tornin torniosa on vain 14-kerroksinen, ja se rakennettiin ennen rakennusluvan saantia, sillä asian käsittely oli vielä kesken Korkeimmassa oikeudessa. 
Helsingin asemakaava-arkkitehtina oli tuolloin Bertel Jung, joka oli piirtänyt Hotelli Tornin rakennuksen. Hän vastusti Suomi-Filmin Kino-Palatsi-hanketta, jonka takana olleet tulkitsivat, että kyse oli ruotsinkielisten arkkitehtien ja liikemiesten hyökkäyksestä suomenkielistä yritystoimintaa vastaan aikana, jolloin kielikiistat olivat kuumimmillaan. 1930-luvun lama pani pisteen pilvenpiirtäjähankkeille, ja jo 1929 hyväksytty rakennusjärjestys otti rakennuskorkeuteen tiukemman kannan.
2000-luvulla Suomeen on alettu rakentaa yli 20-kerroksisia rakennuksia. Helsingin Kalasatamaan ja Keski-Pasilaan, Espoon Keilaniemeen ja Tampereelle on kaavoitettu korkeiden rakennusten ryhmiä. Korkeimpiin on suunniteltu noin 40 kerrosta. Suomen ensimmäinen pilvenpiirtäjä on keväällä 2019 valmistuva Majakka (tornitalo) Helsingin Kalasatamaan.

Nykyaikainen pilvenpiirtäjä

Rakenteellisena haasteena pilvenpiirtäjissä on rakenteiden kantavuuden lisäksi rungon riittävä jäykistys tuulikuormia vastaan. Nykyaikaisissa pilvenpiirtäjissä on tavallisesti teräksestä ja lujitetusta betonista valmistettu jäykistävä keskirunko. Keskirungon yhteydessä sijaitsevat hissikuilut, porraskäytävät ja pystysuorat ilmastointikanavat. Tämäntyyppinen rakenne kestää hyvin tuulikuormia ja ehkäisee rungon värähtelyjä. Pohjois-Amerikassa on käytetty pääasiassa teräsrunkorakenteita, muualla on rakennettu myös betonirunkoisia pilvenpiirtäjiä. 
Suomeen 2010-luvulla suunnitellut korkeat tornit on kaikki suunniteltu betonirunkoisiksi. Julkisivumateriaaleina käytetään tyypillisesti alumiinia ja lasia, sekä komposiittirakenteita kevytrakenteisissa julkisivuissa, tai betonirakenteita.

Paloturvallisuus

Korkeat rakennukset tehdään paloturvallisemmiksi kuin matalat. Pilvenpiirtäjissä käytetään poikkeuksetta automaattista palonsammutusjärjestelmää. Porras- ja hissikuilut palo- ja savueristetään ja niiden edessä on savueristetty aula, kun matalissa kerrostaloissa huoneistot ja hissit avautuvat yleensä suoraan porrashuoneeseen. Kun aikaisemmin hissien käyttö poistumiseen paloevakuoinnissa kiellettiin, uusi hissitekniikka mahdollistaa nyt niiden käytön evakuointiin, ja tavasta on tulossa normi. Hissien sähkönsaanti turvataan palosuojatuilla kaapeleilla ja sähkökatkon varalta talon omalla virtalähteellä. Tulipalon yhteydessä evakuoidaan yleensä vain lähimmät kerrokset, ellei sprinklerijärjestelmä  ole sammuttanut tai rajoittanut paloa niin ettei evakuointia tarvita. Hissien käyttö merkitsee sitä, että liikuntarajoitteisten on helpompi poistua modernista pilvenpiirtäjästä kuin vanhasta kerrostalosta, jonka hissien käyttö palotilanteessa on kielletty ja porrashuone täyttyy savulla.
Pelastusalan asiantuntijoiden mukaan automaattisilla sammutusjärjestelmillä varustetut tornitalot eivät ole vähemmän paloturvallisia kuin matalat rakennukset.