Hybrid double-skin facade with modular external shading: performance-based design for an office building in Amsterdam

Contemporary office buildings with highly glazed façades struggle to balance thermal comfort, daylight quality, and energy performance, particularly in temperate maritime climates. While extensive glazing provides visual connection and daylight access, it often leads to summer overheating, glare, and poor seasonal adaptability. This thesis investigates a hybrid double-skin façade incorporating a semi opacity external shading layer composed of hexagonal modules, positioned to improve environmental performance without compromising architectural expression or maintenance access. The façade system was evaluated using dynamic thermal simulation (IESVE), thermal bridge analysis (THERM), and structural verification (MIDAS Gen). The case study is a three-storey office building in Amsterdam, where a continuous one-meter balcony corridor creates an accessible buffer zone between the primary curtain wall and the external shading layer. Results show a peak indoor temperature reduction of 6.17 °C in August under free-running conditions compared to a single-skin façade baseline. Daylight Autonomy reached 79%, and glare-free working hours increased from 42% to 84%. The buffer zone operates differently across seasons: in winter it reduces heat losses, while in summer it blocks direct solar gains without cutting diffuse daylight. The study confirms that accessible buffer-zone double-skin façades with modular external shading can work effectively in diffuse-dominant climates, providing quantitative performance data for practitioners working on climate-responsive office façades.

Gli edifici per uffici contemporanei caratterizzati da facciate fortemente vetrate incontrano difficoltà nel bilanciare comfort termico, qualità della luce naturale ed efficienza energetica, in particolare nei climi temperati marittimi. Sebbene l’ampio utilizzo del vetro garantisca connessione visiva con l’esterno e un’elevata disponibilità di luce naturale, esso comporta spesso problemi di surriscaldamento estivo, abbagliamento e scarsa adattabilità stagionale. Questa tesi analizza una facciata a doppia pelle di tipo ibrido che integra uno strato esterno di schermatura non vetrato, composto da moduli esagonali, progettato per migliorare le prestazioni ambientali senza compromettere l’espressione architettonica né l’accessibilità per la manutenzione. Il sistema di facciata è stato valutato mediante simulazioni termiche dinamiche (IESVE), analisi dei ponti termici (THERM) e verifiche strutturali (MIDAS Gen). Il caso studio riguarda un edificio per uffici di tre piani situato ad Amsterdam, in cui un corridoio-balcone continuo di un metro di profondità crea una zona tampone accessibile tra la facciata continua interna e lo strato esterno di schermatura. I risultati mostrano una riduzione della temperatura interna di picco pari a 6,17 °C nel mese di agosto in condizioni free-running rispetto a una facciata a pelle singola di riferimento. La Daylight Autonomy raggiunge il 79% e le ore di lavoro prive di abbagliamento aumentano dal 42% al 84%. La zona tampone presenta un comportamento stagionale differenziato: in inverno riduce le dispersioni termiche, mentre in estate limita i guadagni solari diretti senza penalizzare la luce diffusa. Lo studio conferma che le facciate a doppia pelle con zona tampone accessibile e schermature modulari esterne possono funzionare efficacemente in climi a predominanza diffusa, fornendo dati quantitativi utili ai professionisti impegnati nella progettazione di facciate per uffici climaticamente responsabili.