A generative building form-finding method : guideline for the evaluation and the design of an aggregation of modules

This paper studies the significant role of the building geometry that plays in influencing the building energy consumption. A design strategy for energy-efficient buildings development is explained. During the research, it is studied the variation of some building typologies, in particular tower, bars and courtyard typologies, that will assume different configurations resulting from the addition of some small elements, identified as cubes. In particular, the approach refers to an aggregation of cubes that give as results a shape with the best performances in term of thermal and visual comfort. A specific parametric script which aggregates the modules is created using Grasshopper for Rhino. Starting from the same floor-to-area ratio, the aggregations are analysed in term of daylighting, solar potential, and energy demand. It will be proved that, for instance, as concern the tower aggregation, a compact layout with single exposure modules gives better performances in term of daylighting and the energy demand is largely affected by the aggregation shape. For the bars aggregation, in term of energy demand, it has better values. Thanks to the denser layout of the modules, it is possible to avoid the significant presence of exposed corners and slabs, avoiding losses. While as regard the courtyard aggregation, the significant density represents a considerable limitation when the building plot area is limited. Indeed, this kind of aggregation has the lowest daylight factor values.

La presente ricerca di tesi studia il ruolo significativo della geometria di un edificio che gioca nell'influenzare il consumo energetico dell'edificio stesso. Viene spiegata una strategia di progettazione per lo sviluppo di edifici ad alta efficienza energetica. Nel corso della ricerca verrà studiato il comportamento di alcune tipologie edilizie, in particolare edifici a torre, edifici in linea e tipologie a corte, che assumeranno differenti configurazioni risultanti dall'aggiunta di alcuni piccoli elementi, identificati come cubi. Nello specifico, l'approccio si riferisce ad un'aggregazione di cubi che dà come risultato la forma con le migliori prestazioni in termini di comfort termico e visivo. Uno specifico script parametrico che aggrega i moduli viene creato utilizzando Grasshopper per Rhino. Partendo dallo stesso rapporto tra pavimento e superficie, le aggregazioni vengono analizzate in termini di illuminazione diurna, potenziale solare e domanda energetica. Si dimostrerà che, ad esempio, per quanto riguarda l'aggregazione delle torri, un layout compatto con moduli a singola esposizione darà migliori prestazioni in termini di illuminazione diurna; mentre il fabbisogno energetico è largamente influenzato dalla forma dell'aggregazione. Per quanto riguarda l'aggregazione degli edifici in linea, in termini di domanda energetica, essi presentano valori migliori. Grazie alla disposizione più fitta dei moduli, è possibile evitare la significativa presenza di superfici esposte, evitando così perdite. Mentre per quanto riguarda l'aggregazione a corte, la densità significativa rappresenta un notevole limite quando sia ha un’area edificabile del lotto ridotta. Di fatti, questo tipo di aggregazione presenta i valori di fattore di luce diurna più bassi.