Sviluppo di un flusso di lavoro BIM parametrico per la valutazione di Soluzioni Basate sulla Natura (NBS) in edifici alti ad uso ufficio: Un caso studio di geometria circolare a Milano

Abstract

Nelle città come Milano, gli uffici ad alta quota affrontano sfide critiche legate al consumo energetico e all'effetto Isola di Calore Urbana (UHI), a causa della densità urbana e delle estati sempre più calde. I dati climatici indicano che la temperatura media di Milano è aumentata di circa 2°C nell'ultimo secolo, superando la media globale. Sebbene le Nature-Based Solutions (NBS), come le facciate verdi, offrano benefici in termini di raffrescamento, misurare il loro impatto su edifici circolari complessi è difficile nelle prime fasi di progettazione. In questa tesi, ho sviluppato un workflow basato sul BIM per valutare le prestazioni delle NBS su un grattacielo circolare a Milano. Utilizzando AutoCAD per i disegni 2D e Rhino/Grasshopper per la modellazione parametrica, ho creato la pelle curva dell'edificio integrando componenti naturali. Per garantire simulazioni rapide ed evitare rallentamenti computazionali, mi sono concentrata su una "Sezione Verticale" della facciata esposta a sud invece di elaborare l'intero edificio. Il workflow integra Ladybug e Honeybee per confrontare tre scenari: una facciata vetrata standard, un sistema di ombreggiamento a diagrid parametrico e una Facciata Diagrid Verde integrata. Ho ottimizzato la geometria del diagrid per bilanciare la vista esterna e la protezione solare, migliorando il comfort termico (PMV) degli occupanti. Infine, ho utilizzato Rhino.Inside.Revit per trasferire il design ottimizzato in Revit come componenti edilizi reali, garantendo un flusso di dati fluido per la documentazione BIM e la gestione della costruzione.

In cities like Milan, high-rise office buildings face challenges with energy use and the Urban Heat Island (UHI) effect due to dense urban areas and hot summers. Climate data shows Milan’s average temperature has increased by ~2°C over the last century, exceeding the global average. Although Nature-Based Solutions (NBS) like green façades provide cooling, measuring their impact on complex circular buildings is difficult during early design. In this thesis, I developed a BIM-based workflow to evaluate NBS performance on a circular high-rise in Milan. Using AutoCAD for 2D drawings and Rhino/Grasshopper for parametric modeling, I created the building’s curved skin and integrated nature-based components. To ensure fast simulations and avoid computational lag, I focused on a "Vertical Section" of the South-facing façade instead of the whole building. This workflow uses Ladybug and Honeybee to compare three cases: a standard glazed facade, a parametric diagrid shading system, and an integrated Green Diagrid Façade. I optimized the diagrid geometry to balance outdoor views and solar protection, improving occupant comfort (PMV and thermal sensation). Finally, I used Rhino.Inside.Revit to transfer the optimized design into Revit as real building components. This ensures seamless data flow for further BIM documentation and construction management.