La pannellizzazione di facciate a forma libera in calcestruzzo fibro-rinforzato. Analisi e strategie di ottimizzazione

The free-form façades paneling is one of the main issues of contemporary architecture. The optimization process is a necessary step for the feasibility of the double curved envelope. The aim of the thesis is to address the theme of free-form architecture, studying materials, production processes and the engineering of the project. I started analyzing some architectural examples with a complex envelope. Then, I studied the different paneling technique, considering all the possible meshes and algorithms. I selected the fiber-reinforced concrete as the most interesting high-performance material for free-from façades, so then I investigated and compared the possible production techniques. Through two different case studies with different curvature characteristics, I validated a paneling method. I compared the different surface optimization steps, analyzing the aesthetic results and the realization costs, with the variation of the production method. Finally, a new manufacturing technique was proposed, overcoming some of the limitations highlighted by the case studies.

La pannellizzazione delle facciate a forma libera è un argomento imprescindibile dell’architettura contemporanea. Il processo di ottimizzazione è uno step necessario per rendere accessibile la realizzazione di involucri con curvature complesse. In questa tesi si vuole affrontare il tema dell’architettura a forma libera, studiando i diversi elementi che interessano la materia, come il materiale, i processi produttivi e l’ingegnerizzazione del progetto. Dopo aver analizzato alcuni esempi architettonici con involucro a doppia curvatura, si è passati a valutare le principali modalità di pannellizzazione, considerando i diversi tipi di mesh e algoritmi. Una volta scelto il calcestruzzo fibro-rinforzato come materiale ad alte prestazioni, sono state indagate e comparate le diverse tecniche produttive. Attraverso due differenti casi di studio, una superficie con modeste curvature ed una con curvature pronunciate, si è validato un metodo di pannellizzazione. Sono stati confrontati i diversi step di ottimizzazione delle superfici, comparandone i risultati estetici e i costi di realizzazione al variare del metodo produttivo. Si è infine proposta una nuova tecnica di produzione, che supera alcuni dei limiti messi in luce dai casi di studio.