Bridging nature and technology through bamboo-based bricks : utilizing digital fabrication and additive manufacturing to provide sustainable solutions for BaSECo compound's social housing in Manila, Philippines

Asian countries face a significant increase in urbanization, under which the rapid growth in unplanned settlements goes. One of these countries is the Philippines, where two contradicting patterns of urbanization have evolved in its capital city of Manila. These include planned neighborhoods with high-rise buildings and unorganized, spontaneously built settlements. This thesis proposes a new sustainable, easy-to-install and disassemble construction system for the most vulnerable informal settlements in the town, BaSECo. A bamboo-based brick is made of raw bamboo culms, engineered bamboo boards and 3D-printed recycled plastic parts that compensate for the irregularities in the natural material that was designed. The concept of brick is to change people's perspectives of traditional building methods using bamboo, which is unpreferable for them compared to the globally used cement hollow bricks and concrete structures. Not only that, but also the end-of-life of the product was taken into account during the whole process to assure its recyclability and reusability at its disposal. Furthermore, an acclimatization of the design through building technology and native materials to the region with a preliminary thermal analysis was done. The investigation was done on simplified brick modelling on steady-state and dynamic methods. It was compared to the existing situation, resulting in a promising improvement in the indoor space with the integration of passive design techniques. Due to these settlements' economic difficulties and poverty, a prototype of a micro-factory where bricks are produced was introduced. The leading technology used in the factory is robotic fabrication and additive manufacturing, providing high speed, precision, and power. An entire workflow for the fabrication and assembly processes of the product was created for the two-ship containers factory. Its small size and portability allow it to be duplicated around the site to cover the mass production needed to rebuild the houses and provide vacancies to the inhabitants. Moreover, the factory will collaborate with the materials recovery facility in BaSECo to supply the plastic. Hence, the community will establish a circular economy and sustainable development that aligns with the United nation's sustainability goals.

I Paesi asiatici si trovano ad affrontare un significativo aumento dell'urbanizzazione, che comporta una rapida crescita degli insediamenti non pianificati. Uno di questi Paesi sono le Filippine, dove nella capitale Manila si sono sviluppati due modelli contraddittori di urbanizzazione. Questi includono quartieri pianificati con grattacieli e insediamenti non organizzati e costruiti spontaneamente. Questa tesi propone un nuovo sistema di costruzione sostenibile, facile da installare e smontare, per gli insediamenti informali più vulnerabili della città, il BaSECo. Un mattone a base di bambù è composto da culmi di bambù grezzo, tavole di bambù ingegnerizzate e parti in plastica riciclata stampate in 3D che compensano le irregolarità del materiale naturale progettato. Il concetto di mattone è quello di cambiare la prospettiva delle persone riguardo ai metodi di costruzione tradizionali utilizzando il bambù, che per loro non è preferibile rispetto ai mattoni cavi in cemento e alle strutture in calcestruzzo utilizzati a livello globale. Non solo, ma anche il fine vita del prodotto è stato preso in considerazione durante l'intero processo per assicurarne la riciclabilità e la riutilizzabilità al momento dello smaltimento. Inoltre, è stato effettuato un acclimatamento del progetto attraverso la tecnologia costruttiva e i materiali nativi della regione con un'analisi termica preliminare. L'indagine è stata condotta su una modellazione in mattoni semplificata con metodi stazionari e dinamici. È stata confrontata con la situazione esistente, ottenendo un promettente miglioramento dello spazio interno con l'integrazione di tecniche di progettazione passiva. A causa delle difficoltà economiche e della povertà di questi insediamenti, è stato introdotto un prototipo di microfabbrica in cui vengono prodotti mattoni. La tecnologia principale utilizzata nella fabbrica è la fabbricazione robotizzata e la produzione additiva, che garantiscono alta velocità, precisione e potenza. Per la fabbrica di due container è stato creato un intero flusso di lavoro per i processi di fabbricazione e assemblaggio del prodotto. Le sue dimensioni ridotte e la sua trasportabilità consentono di duplicarla in tutto il sito per coprire la produzione di massa necessaria per ricostruire le case e fornire posti liberi agli abitanti. Inoltre, la fabbrica collaborerà con l'impianto di recupero dei materiali di BaSECo per fornire la plastica. In questo modo, la comunità stabilirà un'economia circolare e uno sviluppo sostenibile che si allinea con gli obiettivi di sostenibilità delle Nazioni Unite.