Innovation and sustainability in adaptive facades: compatibility matrices as a guide to design choices and research development, demonstrated through the sta-light dynamic project

This thesis explores innovations in adaptive façade design through the combination of advanced materials, processing technologies and design techniques. In this context, after an initial research phase, a method was developed to analyze the compatibility between these three elements, identifying as yet untried combinations that could lead to new sustainable construction solutions, with a focus on adaptive façades. The original contribution to the thesis is Sta-Light Dynamic, an innovative adaptive façade system realized at IndexLab in Lecco, Italy, capable of dynamically modulating shading and light transmission thanks to a novel combination of robotic 3D printing, i-Mesh textile and reinforced thermoplastics. Sta-Light represents a concrete application of the methodological approach developed with the compatibility matrices, resulting in a proof of concept demonstrating the usefulness of the developed method in identifying innovative combinations of materials, techniques and technologies for the realization of efficient, sustainable systems with an innovative and high visual impact architectural design. The results obtained confirm that the compatibility matrix approach is an effective tool for quickly identifying possible combinations of materials, design techniques and processing technologies, allowing an immediate evaluation of their effectiveness. This supports the search for new construction solutions oriented towards more sustainable building, with less material waste, less pollution, more recyclability and greater production efficiency.

Il presente elaborato di tesi esplora le innovazioni nella progettazione di facciate adattive attraverso la combinazione di materiali avanzati, tecnologie di lavorazione e tecniche di progettazione. In questo contesto, dopo una prima fase di ricerca, è stato sviluppato un metodo per analizzare la compatibilità tra questi tre elementi, individuando combinazioni ancora poco sperimentate che possano portare a nuove soluzioni costruttive sostenibili, con particolare attenzione alle facciate adattive. Il contributo originale alla tesi è Sta-Light Dynamic, un sistema di facciata adattiva innovativo realizzato presso IndexLab a Lecco, in grado di modulare dinamicamente ombreggiatura e trasmissione luminosa grazie ad una combinazione inedita di stampa 3D robotica, tessuto i-Mesh e termoplastiche rinforzate. Sta-Light rappresenta un’applicazione concreta dell’approccio metodologico elaborato con le matrici di compatibilità, traducendosi in un proof of concept che dimostra l’utilità del metodo sviluppato nell’individuazione di combinazioni innovative di materiali, tecniche e tecnologie per la realizzazione di sistemi efficienti, sostenibili e dal design architettonico innovativo e di grande impatto visivo. I risultati ottenuti confermano che l’approccio basato sulle matrici di compatibilità è uno strumento efficace per individuare velocemente le possibili combinazioni di materiali, tecniche di progettazione e tecnologie di lavorazione permettendone una valutazione immediata dell’efficacia. Ciò supporta la ricerca di nuove soluzioni costruttive orientate ad un’edilizia più sostenibile, con un minor spreco di materiale, minor inquinamento, maggiore riciclabilità e maggiore efficienza produttiva.