Elaborazione di un sistema di supporto decisionale per l'ottimizzazione della soluzione di involucro : applicazione del sistema alla progettazione di un centro di ricerca per la mitigazione dell'impatto ambientale a Vallecas, Madrid

Architecture responds to humanity’s most intimate and essential need: dwelling. But if dwelling is the way we exist in the world, today’s architect must adapt to a changing world that demands decisive responses to environmental shifts. Intense atmospheric phenomena are undermining traditional construction methods, posing the challenge for an innovative approach to design. The construction sector is currently responsible for approximately 38% of global carbon emissions. Starting from this critical issue, this thesis develops a decision support system to guide the designer in optimizing the building envelope. By evaluating various possible methodologies, multi-criteria analysis was chosen as the foundational tool for the proposed model. The definition of performance matrices allows for the selection of criteria to evaluate the alternative materials comprising the internal stratigraphy of a vertical enclosure. The objective is to combine these materials, rewarding the solutions with the lowest environmental impact. This model is applied to the design of a research center in the Vallecas district of Madrid. The intervention aims to counter the urban isolation of the area by proposing the design of a new park that stitches together the surrounding green infrastructures. The presence of the project buildings transforms the area into an attractive hub for the community, where attention to the urban scale is combined with targeted resilience strategies, making the complex a manifesto of architectural response to the climate crisis. The layout ensures high permeability of the ground-floor spaces, placed in continuous dialogue with the adjacent park. A steel structure supports and embraces the buildings, generating an interplay of shadows on the facades, designed based on accurate solar radiation analyses and lighting studies. Unitized facade modules are employed, whose stratigraphy derives from the proposed decision-making model, with performances validated through energy analyses. It is therefore demonstrated how the integration of analytical tools makes it possible to combine urban well-being, formal quality, and decarbonization. The model offers a valid methodological framework, ideally replicable in other contexts and for future architectural design.

L’architettura risponde al più intimo ed essenziale bisogno dell’uomo: l’abitare. Ma se l’abitare è il modo in cui stiamo al mondo, oggi l’architetto deve adattarsi ad un mondo mutevole che richiede risposte decise ai cambiamenti ambientali. Fenomeni atmosferici intensi mettono in crisi i metodi costruttivi tradizionali, ponendo la sfida per un approccio innovativo alla progettazione. Il settore delle costruzioni è attualmente responsabile di circa il 38% delle emissioni globali di carbonio. Muovendo da tale criticità, la presente tesi elabora un sistema di supporto decisionale per guidare il progettista nell’ottimizzazione della soluzione di involucro. Valutando diverse possibili metodologie, si è scelta l’analisi multi-criterio come strumento su cui basare il modello proposto. La definizione di matrici di performance permette di selezionare i criteri con cui valutare le alternative per i materiali costituenti la stratigrafia interna di una chiusura verticale. L’obiettivo è combinare questi materiali, premiando le soluzioni a minor impatto ambientale. Tale modello è applicato alla progettazione di un centro di ricerca nel quartiere di Vallecas, Madrid. L’intervento mira a contrastare l’isolamento urbano dell’area, proponendo la progettazione di un nuovo parco che ricuce il tessuto verde circostante. La presenza degli edifici di progetto trasforma l’area in un polo attrattore per la comunità, dove l’attenzione alla scala urbana si unisce a mirate strategie di resilienza, rendendo il complesso un manifesto di risposta architettonica alla crisi climatica. L’impianto planimetrico garantisce un’elevata permeabilità degli spazi a terra, posti in continuo dialogo con il parco adiacente. Una struttura in acciaio sorregge e abbraccia gli edifici, generando giochi d’ombra sui fronti, studiati in base ad accurate analisi di radiazione solare e studi illuminotecnici. Si utilizza un sistema di involucro a cellule la cui stratigrafia deriva dal modello decisionale proposto, validando le prestazioni con analisi energetiche. Si dimostra, quindi, come l’integrazione di strumenti analitici consenta di coniugare benessere urbano, qualità formale e decarbonizzazione. Il modello offre un valido impianto metodologico, idealmente replicabile in altri contesti e per la progettazione architettonica futura.