A comparative life cycle assessment of alternative seismic design scenarios: applied to the Zaha Hadid regium waterfront Museum

As the construction sector strives to align with climate goals, assessing the embodied environmental impact of structural design choices—especially in seismically active regions—has become a critical priority. This thesis presents an integrated methodology that combines structural performance analysis and environmental Life Cycle Assessment (LCA) to evaluate the long-term sustainability of seismic design strategies in complex buildings. The research centers on the Waterfront Museum in Regium Calabria, a landmark cultural project designed by Zaha Hadid Architects and structurally engineered by Interprogetti Srl. Located in one of Italy’s highest seismic risk zones, the building’s original base-isolated configuration is compared against a conventional fixed-base alternative. The process begins with Revit-based BIM models, used to extract and classify material quantities by level and component. Structural behavior is then simulated using Midas GEN, seismic damage and repair estimates are generated via the SP3 platform following FEMA P-58 methodology, and environmental impacts are assessed using SimaPro, covering both cradle-to-grave and repair-phase emissions. Rather than confirming a predetermined structural solution, the aim is to explore how seismic system choices influence material demands, repair needs, and environmental performance over time. Through this comparative evaluation, the study seeks to support a more holistic understanding of sustainability in seismic design—one that bridges safety, lifecycle cost, and embodied carbon considerations. By leveraging BIM-integrated workflows and aligning structural design with LCA principles, this study offers practical guidance for architects, engineers, and policymakers aiming to enhance building resilience while meeting sustainability goals.

Nel contesto delle crescenti sfide ambientali e sismiche, valutare l’impatto ambientale delle scelte strutturali sta diventando una priorità nella progettazione edilizia complessa. Questa tesi propone un approccio metodologico integrato, che unisce l’analisi delle prestazioni strutturali e la valutazione del ciclo di vita (LCA), per confrontare due configurazioni sismiche alternative: isolamento alla base e base fissa convenzionale. Il caso studio è il Regium Waterfront Museum di Reggio Calabria, un importante complesso culturale progettato da Zaha Hadid Architects e ingegnerizzato da Interprogetti Srl, situato in una delle aree a più elevato rischio sismico in Italia. L’analisi ha inizio con modelli BIM sviluppati in Revit, dai quali vengono estratte e classificate le quantità di materiali per ogni livello e componente. Il comportamento strutturale è poi analizzato tramite Midas GEN, mentre i danni e i costi di riparazione sono stimati con la piattaforma SP3 secondo la metodologia FEMA P-58. L’impatto ambientale è valutato con SimaPro, considerando sia le emissioni cradle-to-grave che quelle legate alla fase di riparazione post-evento. L’obiettivo non è quello di confermare a priori una configurazione strutturale, ma di comprendere come le scelte progettuali influenzino le quantità di materiale, i fabbisogni di riparazione e la performance ambientale nel tempo. Attraverso questo confronto, la tesi mira a costruire una visione integrata della sostenibilità strutturale, che includa sicurezza, costi nel ciclo di vita e impatti ambientali. Grazie all’integrazione con flussi di lavoro basati su BIM e all’allineamento tra progettazione strutturale e principi LCA, questo studio fornisce un riferimento pratico per professionisti, progettisti e decisori pubblici impegnati nella realizzazione di edifici resilienti e sostenibili.