Grounds and roofs : morphology and technique for an architectural design facing the climate crisis

The thesis, Grounds and Roofs. Morphology and Technique for an Architectural Design Facing the Climate Crisis studies how nature-based solutions impact the morphological conditions of horizontal surfaces, focusing on ground and roof design.  Nature-based solutions induce the critical reflections of the dissertation, which looks at their impacts on architectural projects. Nature-based solutions are strategies of adaptation and mitigation increasingly implemented to cope with the urgent theme of the climate crisis, explicitly concerning the impacts of climate risks on the built environment. Therefore, the research aims to identify the relevance of morpho-typological figures to conceive effective projects that rethink the balance between naturality and minerality in urban areas. This action enhances the climate habitability of urban fragments, located in areas particularly vulnerable to climate fragilities. To do so, the contribution studies the relationship between the usage of nature-based solutions and the project morphology, addressing horizontal surfaces’ role as typological elements directly connected to climate-risk reduction. In this sense, the research makes explicit a series of morphological structures that impact the implementation of nature-based solutions. Each form of implementation is directly connected to a specific climate risk, producing a design reflection between qualitative and quantitative impact on space. To achieve this goal the thesis unfolds into three main parts. The first focuses on climatic vulnerabilities and the definition of nature-based solutions as a design tool, which identifies vegetation as the primary agent of transformation. The intermediate scale, between the single building and the neighborhood, is identified as a critical extension in which to recognize a measurable impact on climatic risks. The second part highlights nature-based solutions’ ambiguities and “design streams” that have turned vegetation into a purely aesthetical act or, on the other, as technocratic fixes to cope with climate fragility but lacking a cultural depth. From here, the need arises to identify a genealogy of nature-based solutions related to the horizontal surfaces of design. A dialogue is established with selected modernist projects, allowing for a synthesis of possible points of cultural continuity and discontinuity. Finally, the last part of the research focuses on the present, showcasing some European projects where design and climate action have produced morpho-typological modifications, balancing technical efficiency and design thinking. The projects’ analysis is enriched by the study of the operators supporting the design process, highlighting a complex design methodology where the synthesis of precise spatial forms can guide project decisions in response to specific climatic risks. Focusing on the project’s transformation, an approach strongly oriented towards the observation of design practice has been considered essential. Aside from the theoretical-bibliographic investigation, the research is based on an in-depth analysis of case studies and projects. This has opened the possibility of structuring a perspective that identifies recurring spatial themes connected with nature-based solutions. Through the redesigning and schematization of these projects, the research proposes a critical position on the project, identifying the need to re-focus the contemporary debate on the theme of the horizontal level of the city, where this is assumed as the physical dimension on which the project can measure itself in re-establishing spatial relations and care for the territory. In these terms, the horizontal level reveals a privileged action space, considered in its thickness and complexity, for regenerating urban fabrics in response to climate fragilities, thus defining a renewed morphological value of grounds and crownings.

La tesi “Grounds and roofs. Morphology and technique for an architectural design facing the climate crisis” studia come le nature-based solutions influenzino le condizioni morfologiche delle superfici orizzontali, concentrandosi in particolare sul progetto del suolo e delle coperture. Le nature-based solutions innescano le riflessioni critiche della dissertazione, che indaga i loro impatti all'interno del progetto architettonico. Queste sono definite quali strategie di adattamento e mitigazione, le quali sono sempre più adottate per affrontare l’urgente tema della crisi climatica, in particolare rispetto agli impatti dei rischi climatici legati all’ambiente costruito. La ricerca si propone quindi di individuare la rilevanza delle figure morfo-tipologiche per concepire progetti efficaci che ripensino l’equilibrio tra naturalità e mineralità nelle aree urbane. Tale azione mira a migliorare l’abitabilità climatica dei frammenti urbani, localizzati in contesti particolarmente vulnerabili ed esposti alle fragilità climatiche. Per farlo, la tesi di dottorato studia la relazione tra l’uso di specifiche nature-based solutions e la morfologia del progetto, affrontando il ruolo delle superfici orizzontali come elementi tipologici direttamente connessi alla riduzione del rischio climatico. Questo va così ad esplicitare una serie di strutture morfologiche che incidono sull’implementazione delle nature-based solutions. Ogni forma di implementazione è direttamente collegata a un rischio climatico specifico, producendo una riflessione progettuale tra impatto qualitativo e quantitativo sullo spazio. Per raggiungere questo obiettivo, la tesi si articola in tre parti principali. La prima si concentra sulle vulnerabilità climatiche e sulla definizione delle nature-based solutions come strumento di progetto, identificando la vegetazione come agente primario di trasformazione, e individuando alla scala intermedia l’estensione critica in cui riconoscere un impatto misurabile sui rischi climatici. La seconda parte evidenzia le ambiguità legate all’utilizzo delle nature-based solutions, che hanno trasformato la vegetazione in un atto puramente estetico oppure, al contrario, in una risposta tecnocratica alle fragilità climatiche ma priva di profondità culturale. Da qui nasce la necessità di individuare una genealogia delle nature-based solutions legata alle superfici orizzontali del progetto. Si stabilisce così un dialogo con alcuni progetti del Moderno, permettendo una sintesi dei possibili punti di continuità e discontinuità culturale. Infine, l’ultima parte della ricerca si concentra sul presente, presentando alcuni progetti in Europa in cui il progetto e l’azione climatica hanno prodotto modificazioni morfo-tipologiche, bilanciando efficienza tecnica e pensiero progettuale. L’analisi dei progetti è arricchita dallo studio degli operatori che supportano il processo progettuale, evidenziando una metodologia complessa in cui la sintesi di forme spaziali precise può orientare le decisioni progettuali in risposta a specifici rischi climatici. Concentrandosi sulla trasformazione del progetto, è stato considerato essenziale un approccio fortemente orientato all’osservazione della pratica progettuale. Oltre all’indagine teorico-bibliografica, la ricerca si basa su un’analisi approfondita di casi studio e progetti. Questo ha permesso di strutturare una prospettiva capace di individuare temi spaziali ricorrenti legati alle nature-based solutions. Attraverso il ridisegno e la schematizzazione di questi progetti, la ricerca propone una posizione critica sul progetto, evidenziando la necessità di rifocalizzare il dibattito contemporaneo sul tema del piano orizzontale della città, inteso come la dimensione fisica su cui il progetto può misurarsi nel ristabilire relazioni spaziali e cura del territorio. In questi termini, il piano orizzontale si rivela come uno spazio d’azione privilegiato, considerato nel suo spessore e nella sua complessità, per rigenerare i tessuti urbani in risposta alle fragilità climatiche, definendo così un rinnovato valore morfologico del suolo e dei coronamenti.