The main goal of this master thesis is to design a childcare facility according to the Active House Design and perform a partial Life Cycle Assessment for the same. In order to fulfil this challenging task, we have relied on our knowledge gained throughout the university years. Every aspect of the design process of a new structure has been implemented in this work. A symbiosis between different engineering fields such as Architectural, Building and Civil Engineering has been made in order to design a structure from different perspectives. The main principle of the Active House Design is “Going Green” and that is the reason why we chose wood as our main building material. The benefits of using this natural material don’t come only from an aesthetic point of view but also from an environmental one. Climate change has been an ongoing issue for several decades and drastic measures have to be taken in order to tackle this environmental problem. Even though there are many factors and types of pollutants that contribute towards climate change, CO2 production has been established as the main one. The concentration of greenhouse gasses in the atmosphere is on the rise and there is enough scientific evidence that highlights the threat and the danger of climate change. The global increase of surface temperature has led to strong wildfires raging through some of the biggest forests in the world. It has been estimated that the building sector is responsible for up to 33% of the global greenhouse gas emissions. That is why wooden structure have become popular from an environmental point of view; as opposed to typical structural materials used globally, wood is the only one that has a property to act like a carbon sink. The process of designing a childcare facility can present a challenging task. Research has been made concerning laws and guidelines for Early Childcare Education in Europe and the important information needed to understand the overall concept of designing childcare facilities has been summarized and presented in this work. The design process of community buildings has to be accompanied with codes, resource guides and certified guidelines; officially published resource guides have been used in the design process of the childcare campus. A thorough climate analysis has been conducted for the location of the project; the city of Copenhagen has been chosen as the location of the childcare facility; the general output from the climate analysis has major influence on the design choices. The overall structural concept has been presented and mathematical computations have been performed according to Eurocodes, in order to guarantee the structural stability of the suggested design. Energy consumption is a big part of the Active House Design; an extensive energy analysis has been performed in a dynamic simulation tool in order to understand if the design concept results with energy efficiency. At last, the Active House Design has been implemented for the purpose of designing a facility that provides comfort to its occupants and is environmentally friendly at the same time. For the purpose of this thesis, the following software/simulation tools have been used: Microsoft Excel, Climate Consultant, Autodesk Robot Structural Analysis, AutoCAD, SketchUp, Windows and Daylighting, LBNL: Therm, Energy Plus, Velux Daylight Visualizer, Adobe Photoshop and the simulation tools provided by the Active House Protocol.

Il principale obiettivo di questa tesi è la progettazione di una struttura per l’infanzia (in accordo con l’Active House design) e la valutazione del suo ciclo di vita. Questo lavoro prevede lo studio dell’edificio in ogni suo aspetto: architettonico, energetico, strutturale. Il principio fondamentale dell'Active House Design è "Going Green" ed è per questo che abbiamo scelto il legno come materiale da costruzione principale. I vantaggi dell'utilizzo di questo materiale naturale non derivano solo da un punto di vista estetico ma anche ambientale. Il cambiamento climatico è un problema in corso da diversi decenni e devono essere prese misure drastiche per affrontare questo problema ambientale. Anche se ci sono molti fattori e tipi di inquinanti che contribuiscono al cambiamento climatico, la produzione di CO2 è stata stabilita come la principale. La concentrazione di gas serra nell'atmosfera è in aumento e ci sono prove scientifiche sufficienti che mettono in evidenza la minaccia e il pericolo del cambiamento climatico. L'aumento globale della temperatura superficiale ha portato a forti incendi che imperversano in alcune delle più grandi foreste del mondo. È stato stimato che il settore edile è responsabile fino al 33% delle emissioni globali di gas serra. Ecco perché le strutture in legno sono diventate popolari da un punto di vista ambientale; a differenza dei tipici materiali strutturali utilizzati a livello globale, il legno è l'unico che ha la proprietà di agire come un dissipatore di carbonio. Il processo di progettazione di una struttura per l'infanzia può presentare un compito impegnativo. Sono state fatte ricerche sulle leggi e le linee guida per l'educazione all'infanzia in Europa e le importanti informazioni necessarie per comprendere il concetto generale di progettazione di strutture per l'infanzia sono state riassunte e presentate in questo lavoro. Il processo di progettazione degli edifici comunitari deve essere accompagnato da codici, guide alle risorse e linee guida certificate. Guide alle risorse pubblicate ufficialmente sono state utilizzate nel processo di progettazione del campus per l'infanzia. Per l'ubicazione del progetto è stata condotta un'analisi climatica approfondita. La città di Copenhagen è stata scelta come sede della struttura per l'infanzia; l'output generale dell'analisi climatica ha una grande influenza sulle scelte progettuali. È stato presentato il concetto strutturale complessivo e sono stati eseguiti calcoli matematici secondo gli Eurocodici, al fine di garantire la stabilità strutturale del progetto suggerito. Il consumo di energia è una parte importante dell'Active House Design; un'ampia analisi energetica è stata eseguita in uno strumento di simulazione dinamica per capire se il concetto di progetto risulta con efficienza energetica. Infine, l'Active House Design è stato implementato con lo scopo di progettare una struttura che offra comfort ai suoi occupanti e sia allo stesso tempo rispettosa dell'ambiente. Ai fini di questa tesi, sono stati utilizzati i seguenti strumenti software/simulazione: Microsoft Excel, Climate Consultant, Autodesk Robot Structural Analysis, AutoCAD, SketchUp, Windows e Daylighting, LBNL: Therm, Energy Plus, Velux Daylight Visualizer, Adobe Photoshop e gli strumenti di simulazione forniti dall'Active House Protocol.

Active house design and life cycle assessment. Green Submarine childcare center, Copenhagen, Denmark

DIMKOVSKI, DARKO;Sbaiti, Racha
2020/2021

Abstract

The main goal of this master thesis is to design a childcare facility according to the Active House Design and perform a partial Life Cycle Assessment for the same. In order to fulfil this challenging task, we have relied on our knowledge gained throughout the university years. Every aspect of the design process of a new structure has been implemented in this work. A symbiosis between different engineering fields such as Architectural, Building and Civil Engineering has been made in order to design a structure from different perspectives. The main principle of the Active House Design is “Going Green” and that is the reason why we chose wood as our main building material. The benefits of using this natural material don’t come only from an aesthetic point of view but also from an environmental one. Climate change has been an ongoing issue for several decades and drastic measures have to be taken in order to tackle this environmental problem. Even though there are many factors and types of pollutants that contribute towards climate change, CO2 production has been established as the main one. The concentration of greenhouse gasses in the atmosphere is on the rise and there is enough scientific evidence that highlights the threat and the danger of climate change. The global increase of surface temperature has led to strong wildfires raging through some of the biggest forests in the world. It has been estimated that the building sector is responsible for up to 33% of the global greenhouse gas emissions. That is why wooden structure have become popular from an environmental point of view; as opposed to typical structural materials used globally, wood is the only one that has a property to act like a carbon sink. The process of designing a childcare facility can present a challenging task. Research has been made concerning laws and guidelines for Early Childcare Education in Europe and the important information needed to understand the overall concept of designing childcare facilities has been summarized and presented in this work. The design process of community buildings has to be accompanied with codes, resource guides and certified guidelines; officially published resource guides have been used in the design process of the childcare campus. A thorough climate analysis has been conducted for the location of the project; the city of Copenhagen has been chosen as the location of the childcare facility; the general output from the climate analysis has major influence on the design choices. The overall structural concept has been presented and mathematical computations have been performed according to Eurocodes, in order to guarantee the structural stability of the suggested design. Energy consumption is a big part of the Active House Design; an extensive energy analysis has been performed in a dynamic simulation tool in order to understand if the design concept results with energy efficiency. At last, the Active House Design has been implemented for the purpose of designing a facility that provides comfort to its occupants and is environmentally friendly at the same time. For the purpose of this thesis, the following software/simulation tools have been used: Microsoft Excel, Climate Consultant, Autodesk Robot Structural Analysis, AutoCAD, SketchUp, Windows and Daylighting, LBNL: Therm, Energy Plus, Velux Daylight Visualizer, Adobe Photoshop and the simulation tools provided by the Active House Protocol.
ARC I - Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni
21-dic-2021
2020/2021
Il principale obiettivo di questa tesi è la progettazione di una struttura per l’infanzia (in accordo con l’Active House design) e la valutazione del suo ciclo di vita. Questo lavoro prevede lo studio dell’edificio in ogni suo aspetto: architettonico, energetico, strutturale. Il principio fondamentale dell'Active House Design è "Going Green" ed è per questo che abbiamo scelto il legno come materiale da costruzione principale. I vantaggi dell'utilizzo di questo materiale naturale non derivano solo da un punto di vista estetico ma anche ambientale. Il cambiamento climatico è un problema in corso da diversi decenni e devono essere prese misure drastiche per affrontare questo problema ambientale. Anche se ci sono molti fattori e tipi di inquinanti che contribuiscono al cambiamento climatico, la produzione di CO2 è stata stabilita come la principale. La concentrazione di gas serra nell'atmosfera è in aumento e ci sono prove scientifiche sufficienti che mettono in evidenza la minaccia e il pericolo del cambiamento climatico. L'aumento globale della temperatura superficiale ha portato a forti incendi che imperversano in alcune delle più grandi foreste del mondo. È stato stimato che il settore edile è responsabile fino al 33% delle emissioni globali di gas serra. Ecco perché le strutture in legno sono diventate popolari da un punto di vista ambientale; a differenza dei tipici materiali strutturali utilizzati a livello globale, il legno è l'unico che ha la proprietà di agire come un dissipatore di carbonio. Il processo di progettazione di una struttura per l'infanzia può presentare un compito impegnativo. Sono state fatte ricerche sulle leggi e le linee guida per l'educazione all'infanzia in Europa e le importanti informazioni necessarie per comprendere il concetto generale di progettazione di strutture per l'infanzia sono state riassunte e presentate in questo lavoro. Il processo di progettazione degli edifici comunitari deve essere accompagnato da codici, guide alle risorse e linee guida certificate. Guide alle risorse pubblicate ufficialmente sono state utilizzate nel processo di progettazione del campus per l'infanzia. Per l'ubicazione del progetto è stata condotta un'analisi climatica approfondita. La città di Copenhagen è stata scelta come sede della struttura per l'infanzia; l'output generale dell'analisi climatica ha una grande influenza sulle scelte progettuali. È stato presentato il concetto strutturale complessivo e sono stati eseguiti calcoli matematici secondo gli Eurocodici, al fine di garantire la stabilità strutturale del progetto suggerito. Il consumo di energia è una parte importante dell'Active House Design; un'ampia analisi energetica è stata eseguita in uno strumento di simulazione dinamica per capire se il concetto di progetto risulta con efficienza energetica. Infine, l'Active House Design è stato implementato con lo scopo di progettare una struttura che offra comfort ai suoi occupanti e sia allo stesso tempo rispettosa dell'ambiente. Ai fini di questa tesi, sono stati utilizzati i seguenti strumenti software/simulazione: Microsoft Excel, Climate Consultant, Autodesk Robot Structural Analysis, AutoCAD, SketchUp, Windows e Daylighting, LBNL: Therm, Energy Plus, Velux Daylight Visualizer, Adobe Photoshop e gli strumenti di simulazione forniti dall'Active House Protocol.
File allegati
File Dimensione Formato  
Active House Design and Life Cycle Assessment – “Green Submarine” Child Care Center – Copenhagen, Denmark.pdf

non accessibile

Dimensione 42.18 MB
Formato Adobe PDF
42.18 MB Adobe PDF   Visualizza/Apri

I documenti in POLITesi sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/182405