The new innovation center for Drexel University campus in Philadelphia. Demonstration of passive and bio-inspired design solutions for a new generation of green buildings

In the present world, buildings shall be designed with new approaches to create urban environments in balance with nature, with the purpose of mitigating climate change and of restoring local ecosystems. This thesis aims to demonstrate how the use of passive and bioinspired strategies can trigger a new generation of green innovative buildings. Efficient technologies are designed to exploit and simulate natural biological processes to reduce the buildings’ dependency on active systems and to recover the connection between nature, buildings and people. To reach this goal, the new Innovation Center for Drexel University, in West Philadelphia, is entirely designed to be the catalyst of the campus’ transformation into a sustainable “Innovation Neighborhood”. The project is part of a wider urban plan focused on the creation of a recognizable Eastern Gate of the campus with sustainable and green outdoor spaces. The Innovation Center’s energy consumptions are widely reduced thanks to the use of a green envelope combined with transparent facades, efficient shading solutions, a skylight and a photovoltaic system. The adopted passive strategies are tested with an energy model and allow to meet and go beyond the minimum performance standards, awarding LEED Platinum certification. Its energy and comfort performances are then improved thanks to the introduction of new bio-inspired solutions, a wind-water catcher roof and green photovoltaic walls, which reduce energy and potable water consumption while introducing light, water, air, and vegetation in the big central atrium of the building. In line with the concept of biophilia, their integration does not only reduce the negative environmental impacts, but it also enhances occupants’ comfort, morale, productivity and respect for nature. Moreover, the building creates a bridge between the University and the professional sectors giving the opportunity to students to develop and display their projects. The design of its architecture, in fact, focuses on the creation of a showroom for new sustainable technologies, to attract possible entrepreneurs and to sensitize people on the importance of sustainability.

Al giorno d’oggi si devono adottare nuovi approcci nella progettazione degli edifici, al fine di ripristinare gli ecosistemi locali, l’equilibrio con la natura e di mitigare i cambiamenti climatici. Questa tesi ambisce a dimostrare come l’uso di strategie passive e inspirate alla natura, possa dare il via a una generazione di edifici innovativi più sostenibili. L’applicazione di tecnologie efficienti che simulano processi biologici permette di ridurre la dipendenza degli edifici dai sistemi meccanici, riconnettendo natura, costruzioni e persone. Per raggiungere questo scopo, il nuovo “Innovation Center” della Drexel University, a Philadelphia, è interamente progettato per essere il catalizzatore della trasformazione dell’università in un “Quartiere Innovativo” sostenibile. Il progetto rientra in un piano urbanistico più esteso per creare un “portale d’ingresso” riconoscibile a Est del campus, con spazi verdi e sostenibili. I consumi energetici dell’“Innovation Center” sono largamente ridotti grazie a un involucro verde, a facciate trasparenti con efficienti sistemi di oscuramento, un lucernario e pannelli fotovoltaici. L’efficienza delle strategie è verificata tramite un modello energetico e consente di rispettare e sorpassare gli standard di prestazione, ottenendo la certificazione Platino LEED. Le prestazioni energetiche e di comfort sono poi migliorate con l’introduzione di nuove soluzioni tecnologiche ispirate alla natura, un sistema che cattura vento e pioggia e muri verdi fotovoltaici, che introducono luce, acqua, aria e vegetazione all’interno del grande atrio dell’edificio. In linea con i principi di biofilia, la loro integrazione non solo riduce i consumi e gli impatti negativi sull’ambiente, ma ha anche effetti benefici sul comfort, il morale e la produttività delle persone. In aggiunta, l’edificio crea un ponte tra il mondo universitario e professionale offrendo spazi dove gli studenti possono sviluppare e mostrare i loro progetti. Infatti, la progettazione architettonica è incentrata sulla creazione di un edificio espositivo per nuove soluzioni tecnologiche, per attrarre investitori e sensibilizzare le persone sull’importanza della sostenibilità.