Urban densification policies are essential cornerstones of the combat against the worldwide inclination towards urban sprawl. As cities expand, invisible urban gaps start to take over a large percentage of the available lands, resulting in often disregarded perforations that segregate the urban fabric. This dissertation explores the possibility of creating a universal prototype for inhabiting these urban gaps with plant-inspired interventions. The proposed prototype investigates the climatic adaptation traits of different plant species, learns from their physiological and morphological principles on different scales, and translates them into an analogy of built environment characteristics. The holistic approach is subdivided into three distinctive stages; starting from modifying the construction templates defined by the standards using genetic algorithms; as an attempt to replicate the evolutionary process that led these survival traits to be developed within different plant species of a similar climate, which encompasses the biomimetic stage. The output of this stage represents the input of the next one; a natural growth algorithm is being instated as a form-finding process. This stage imitates the natural growth of plants parts in space, with the consideration of overall response towards the immediate context, highlighting the morphological stage. The last stage zooms out onto the case-specific performance and user comfort, mirroring the behavioral adaptation of different plants individuals. The research methodology is being explored with a case-study application within the Lebanese capital; Beirut, as a system of infill interventions that act as a potential proposal for a disaster relief recovery plan, following the devastating explosion of 2020.

Le politiche di densificazione delle città sono elementi fondamentali della lotta contro l’attuale tendenza all’espansione urbana incontrollata. Man mano che le città si espandono, “vuoti urbani” invisibili iniziano ad occupare gran parte degli spazi disponibili, provocando fratture spesso ignorate che segregano il tessuto urbano. Questa tesi indaga la possibilità di creare un prototipo universale che permetta di abitare i vuoti urbani appena descritti attraverso interventi di ispirazione vegetale. Il prototipo proposto, infatti, analizza i tratti responsabili dell’adattamento climatico di diverse specie vegetali apprendendo, a diverse scale, dai loro principi fisiologici e morfologici e, come per analogia, li traduce in caratteri applicabili al settore delle costruzioni. L’approccio olistico adottato è suddiviso in tre fasi distinte. La prima ha inizio con la modifica dei modelli di costruzione definiti dalle normative mediante algoritmi genetici. Nel fare ciò, si tenta di replicare il processo evolutivo che ha portato questi tratti di sopravvivenza a svilupparsi all’interno delle diverse specie vegetali soggette a condizioni climatiche simili, includendo la fase biomimetica. L’output di questa fase rappresenta l’input della successiva: un algoritmo di crescita naturale viene introdotto e utilizzato come processo creativo al fine di individuare la forma dei diversi prototipi. Questa fase si ispira alla crescita delle diverse parti degli organismi vegetali nello spazio, tenendo in considerazione la risposta complessiva nei confronti del contesto circostante ed evidenziando la fase morfologica. L’ultima fase si concentra più in generale sulle prestazioni specifiche del caso studiato e sul comfort degli utenti, rispecchiando l’adattamento comportamentale di diversi tipi di piante. La metodologia utilizzata in questa ricerca è stata approfondita attraverso la sua applicazione ad un caso studio che interessa Beirut, capitale Libanese, attraverso un sistema di interventi di tamponamento che fungono da potenziale proposta per un piano di ricostruzione in caso di catastrofe, a seguito della devastante esplosione del 2020.

inBetweens. A plant-inspired building prototype for inhabiting urban gaps. The Beirut case

Rihan, Islam Mohammed Ashraf Ibrahim Mohamed
2020/2021

Abstract

Urban densification policies are essential cornerstones of the combat against the worldwide inclination towards urban sprawl. As cities expand, invisible urban gaps start to take over a large percentage of the available lands, resulting in often disregarded perforations that segregate the urban fabric. This dissertation explores the possibility of creating a universal prototype for inhabiting these urban gaps with plant-inspired interventions. The proposed prototype investigates the climatic adaptation traits of different plant species, learns from their physiological and morphological principles on different scales, and translates them into an analogy of built environment characteristics. The holistic approach is subdivided into three distinctive stages; starting from modifying the construction templates defined by the standards using genetic algorithms; as an attempt to replicate the evolutionary process that led these survival traits to be developed within different plant species of a similar climate, which encompasses the biomimetic stage. The output of this stage represents the input of the next one; a natural growth algorithm is being instated as a form-finding process. This stage imitates the natural growth of plants parts in space, with the consideration of overall response towards the immediate context, highlighting the morphological stage. The last stage zooms out onto the case-specific performance and user comfort, mirroring the behavioral adaptation of different plants individuals. The research methodology is being explored with a case-study application within the Lebanese capital; Beirut, as a system of infill interventions that act as a potential proposal for a disaster relief recovery plan, following the devastating explosion of 2020.
ARC I - Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni
22-dic-2021
2020/2021
Le politiche di densificazione delle città sono elementi fondamentali della lotta contro l’attuale tendenza all’espansione urbana incontrollata. Man mano che le città si espandono, “vuoti urbani” invisibili iniziano ad occupare gran parte degli spazi disponibili, provocando fratture spesso ignorate che segregano il tessuto urbano. Questa tesi indaga la possibilità di creare un prototipo universale che permetta di abitare i vuoti urbani appena descritti attraverso interventi di ispirazione vegetale. Il prototipo proposto, infatti, analizza i tratti responsabili dell’adattamento climatico di diverse specie vegetali apprendendo, a diverse scale, dai loro principi fisiologici e morfologici e, come per analogia, li traduce in caratteri applicabili al settore delle costruzioni. L’approccio olistico adottato è suddiviso in tre fasi distinte. La prima ha inizio con la modifica dei modelli di costruzione definiti dalle normative mediante algoritmi genetici. Nel fare ciò, si tenta di replicare il processo evolutivo che ha portato questi tratti di sopravvivenza a svilupparsi all’interno delle diverse specie vegetali soggette a condizioni climatiche simili, includendo la fase biomimetica. L’output di questa fase rappresenta l’input della successiva: un algoritmo di crescita naturale viene introdotto e utilizzato come processo creativo al fine di individuare la forma dei diversi prototipi. Questa fase si ispira alla crescita delle diverse parti degli organismi vegetali nello spazio, tenendo in considerazione la risposta complessiva nei confronti del contesto circostante ed evidenziando la fase morfologica. L’ultima fase si concentra più in generale sulle prestazioni specifiche del caso studiato e sul comfort degli utenti, rispecchiando l’adattamento comportamentale di diversi tipi di piante. La metodologia utilizzata in questa ricerca è stata approfondita attraverso la sua applicazione ad un caso studio che interessa Beirut, capitale Libanese, attraverso un sistema di interventi di tamponamento che fungono da potenziale proposta per un piano di ricostruzione in caso di catastrofe, a seguito della devastante esplosione del 2020.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/183174