The building industry around the globe is facing an increasing demand on energy efficient buildings, with healthy indoor environment and low environmental impact. As a result, sustainability is becoming an important factor in design, construction and operations of buildings. However, sustainable or green goals isn’t the only objective to be attained, a building project oftentimes, should respect other factors such as technical feasibility (structural integrity, fire safety etc), project management (time, cost, maintenance etc) and aesthetics. In order to respond to global objectives, a building project should therefore, be developed by applying a holistic approach, which incorporates a global performance on sustainability, technical and project management aspects. This approach should be applied in early stage of design, where decisions could highly influence the final intended performance and related costs. Nonetheless, early-design stage represents a very volatile phase of a project. There is often, a rapid change of ideas, information is either uncertain or insufficient, requirements are sometimes conflicting, and time is always a scarce resource. As a result, decision-making process on design options becomes complex but crucial task among projects collaborators. To enhance the decision-making process during early design stage, this thesis presents how two already existing tools: Building Performance Simulations (BPS) and Multi-criteria analysis can be used, in the specific context of Tanzania, to guide design choices. The suggested tools analyse the global performance goals or objectives (including sustainability, technical and project management methods), by providing a capacity to anticipate challenges of proposed solutions ahead in early design stage. The aim of this thesis is therefore, to help designers and other collaborators in the context of Tanzanian building industry, to compare and analyse the output performances of different design solutions and improve the collaboration by smoothen the decision-making process in early design stage. In BPS, performance criteria chosen is energy demand (cooling loads). On the other hand, the multi-criteria analysis relies on seven criteria: simplicity of solution, verifiability, skills availability, simplicity to manage, compliance with user-centric requirements, sustainability and cost efficiency to evaluate and compare the sustainability and technical performances, as well as project management methods of design solutions in all stages of building life cycle. In this thesis, the two approaches are used to evaluate and compare the performance of building envelope components including window size (WWR), shading devices, and four different climate-based designed opaque wall constructive systems, for a mid-rise residential block in Dar es Salaam, Tanzania, a warm humid climatic context.

L'industria edile di tutto il mondo sta affrontando una domanda crescente di edifici ad alta efficienza energetica, con un ambiente interno sano e un basso impatto ambientale. Di conseguenza, la sostenibilità sta diventando un fattore importante nella progettazione, costruzione e gestione degli edifici. Tuttavia, gli obiettivi sostenibili o ecologici non sono l'unico obiettivo da raggiungere, un progetto di costruzione spesso dovrebbe rispettare altri fattori come la fattibilità tecnica (integrità strutturale, sicurezza antincendio ecc.), La gestione del progetto (tempo, costi, manutenzione ecc.) Ed estetica . Al fine di rispondere agli obiettivi globali, un progetto di costruzione dovrebbe pertanto essere sviluppato applicando un approccio olistico, che incorpori una performance globale in termini di sostenibilità, aspetti tecnici e di gestione del progetto. Questo approccio dovrebbe essere applicato nella fase iniziale della progettazione, in cui le decisioni potrebbero influenzare notevolmente le prestazioni finali previste e i relativi costi. Tuttavia, la fase di progettazione iniziale rappresenta una fase molto volatile di un progetto. C'è spesso un rapido cambio di idee, l'informazione è incerta o insufficiente, i requisiti sono talvolta contrastanti e il tempo è sempre una risorsa scarsa. Di conseguenza, il processo decisionale sulle opzioni di progettazione diventa un compito complesso ma cruciale tra i collaboratori dei progetti. Per migliorare il processo decisionale durante le prime fasi di progettazione, questa tesi presenta come due strumenti già esistenti: la simulazione delle prestazioni degli edifici (BPS) e l'analisi multicriterio possono essere utilizzati, nel contesto specifico della Tanzania, per guidare le scelte di progettazione. Gli strumenti suggeriti analizzano gli obiettivi o gli obiettivi di performance globali (inclusi sostenibilità, tecniche e metodi di gestione del progetto), fornendo una capacità di anticipare le sfide delle soluzioni proposte in anticipo nella fase iniziale di progettazione. Lo scopo di questa tesi è quindi quello di aiutare i progettisti e altri collaboratori nel contesto dell'edilizia tanzaniana a confrontare e analizzare le prestazioni di output di diverse soluzioni progettuali e migliorare la collaborazione agevolando il processo decisionale nella fase iniziale di progettazione. In BPS, i criteri di prestazione scelti sono la domanda di energia (carichi di raffreddamento). D'altra parte, l'analisi multi-criterio si basa su sette criteri: semplicità di soluzione, verificabilità, disponibilità di competenze, semplicità di gestione, conformità con requisiti incentrati sull'utente, sostenibilità ed efficienza dei costi per valutare e confrontare la sostenibilità e le prestazioni tecniche, come nonché i metodi di gestione del progetto delle soluzioni di progettazione in tutte le fasi del ciclo di vita dell'edificio. In questa tesi, i due approcci vengono utilizzati per valutare e confrontare le prestazioni dei componenti dell'involucro dell'edificio tra cui dimensioni della finestra (WWR), dispositivi di ombreggiamento e quattro diversi sistemi costruttivi di pareti opache progettate basate sul clima, per un blocco residenziale di media altezza a Dar es Salaam, Tanzania, un caldo clima umido.

Application of building performance simulation and multi-criteria analysis as supporting tools in the choice of building envelope components during early design stage. Conventional and non-conventional technologies. The case of Tanzania

MANKO, EMMANUEL MORRIS;
2019/2020

Abstract

The building industry around the globe is facing an increasing demand on energy efficient buildings, with healthy indoor environment and low environmental impact. As a result, sustainability is becoming an important factor in design, construction and operations of buildings. However, sustainable or green goals isn’t the only objective to be attained, a building project oftentimes, should respect other factors such as technical feasibility (structural integrity, fire safety etc), project management (time, cost, maintenance etc) and aesthetics. In order to respond to global objectives, a building project should therefore, be developed by applying a holistic approach, which incorporates a global performance on sustainability, technical and project management aspects. This approach should be applied in early stage of design, where decisions could highly influence the final intended performance and related costs. Nonetheless, early-design stage represents a very volatile phase of a project. There is often, a rapid change of ideas, information is either uncertain or insufficient, requirements are sometimes conflicting, and time is always a scarce resource. As a result, decision-making process on design options becomes complex but crucial task among projects collaborators. To enhance the decision-making process during early design stage, this thesis presents how two already existing tools: Building Performance Simulations (BPS) and Multi-criteria analysis can be used, in the specific context of Tanzania, to guide design choices. The suggested tools analyse the global performance goals or objectives (including sustainability, technical and project management methods), by providing a capacity to anticipate challenges of proposed solutions ahead in early design stage. The aim of this thesis is therefore, to help designers and other collaborators in the context of Tanzanian building industry, to compare and analyse the output performances of different design solutions and improve the collaboration by smoothen the decision-making process in early design stage. In BPS, performance criteria chosen is energy demand (cooling loads). On the other hand, the multi-criteria analysis relies on seven criteria: simplicity of solution, verifiability, skills availability, simplicity to manage, compliance with user-centric requirements, sustainability and cost efficiency to evaluate and compare the sustainability and technical performances, as well as project management methods of design solutions in all stages of building life cycle. In this thesis, the two approaches are used to evaluate and compare the performance of building envelope components including window size (WWR), shading devices, and four different climate-based designed opaque wall constructive systems, for a mid-rise residential block in Dar es Salaam, Tanzania, a warm humid climatic context.
CONTRADA, FRANCESCA
KINDINIS, ANDREA
ARC I - Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni
29-apr-2020
2019/2020
L'industria edile di tutto il mondo sta affrontando una domanda crescente di edifici ad alta efficienza energetica, con un ambiente interno sano e un basso impatto ambientale. Di conseguenza, la sostenibilità sta diventando un fattore importante nella progettazione, costruzione e gestione degli edifici. Tuttavia, gli obiettivi sostenibili o ecologici non sono l'unico obiettivo da raggiungere, un progetto di costruzione spesso dovrebbe rispettare altri fattori come la fattibilità tecnica (integrità strutturale, sicurezza antincendio ecc.), La gestione del progetto (tempo, costi, manutenzione ecc.) Ed estetica . Al fine di rispondere agli obiettivi globali, un progetto di costruzione dovrebbe pertanto essere sviluppato applicando un approccio olistico, che incorpori una performance globale in termini di sostenibilità, aspetti tecnici e di gestione del progetto. Questo approccio dovrebbe essere applicato nella fase iniziale della progettazione, in cui le decisioni potrebbero influenzare notevolmente le prestazioni finali previste e i relativi costi. Tuttavia, la fase di progettazione iniziale rappresenta una fase molto volatile di un progetto. C'è spesso un rapido cambio di idee, l'informazione è incerta o insufficiente, i requisiti sono talvolta contrastanti e il tempo è sempre una risorsa scarsa. Di conseguenza, il processo decisionale sulle opzioni di progettazione diventa un compito complesso ma cruciale tra i collaboratori dei progetti. Per migliorare il processo decisionale durante le prime fasi di progettazione, questa tesi presenta come due strumenti già esistenti: la simulazione delle prestazioni degli edifici (BPS) e l'analisi multicriterio possono essere utilizzati, nel contesto specifico della Tanzania, per guidare le scelte di progettazione. Gli strumenti suggeriti analizzano gli obiettivi o gli obiettivi di performance globali (inclusi sostenibilità, tecniche e metodi di gestione del progetto), fornendo una capacità di anticipare le sfide delle soluzioni proposte in anticipo nella fase iniziale di progettazione. Lo scopo di questa tesi è quindi quello di aiutare i progettisti e altri collaboratori nel contesto dell'edilizia tanzaniana a confrontare e analizzare le prestazioni di output di diverse soluzioni progettuali e migliorare la collaborazione agevolando il processo decisionale nella fase iniziale di progettazione. In BPS, i criteri di prestazione scelti sono la domanda di energia (carichi di raffreddamento). D'altra parte, l'analisi multi-criterio si basa su sette criteri: semplicità di soluzione, verificabilità, disponibilità di competenze, semplicità di gestione, conformità con requisiti incentrati sull'utente, sostenibilità ed efficienza dei costi per valutare e confrontare la sostenibilità e le prestazioni tecniche, come nonché i metodi di gestione del progetto delle soluzioni di progettazione in tutte le fasi del ciclo di vita dell'edificio. In questa tesi, i due approcci vengono utilizzati per valutare e confrontare le prestazioni dei componenti dell'involucro dell'edificio tra cui dimensioni della finestra (WWR), dispositivi di ombreggiamento e quattro diversi sistemi costruttivi di pareti opache progettate basate sul clima, per un blocco residenziale di media altezza a Dar es Salaam, Tanzania, un caldo clima umido.
Tesi di laurea Magistrale
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/165102