Floating architecture for future waterfront cities : a performance-based design-support framework

Abstract

This dissertation investigates the role of floating architecture as an adaptation measure to flooding and rising sea levels in waterfront cities and settlements. It establishes a multidisciplinary comprehensive performance-based design-support framework for floating buildings meant to assist practitioners in the design process and policymakers in providing reference guidelines and evaluating the quality of design proposals. The research identifies the performance requirements for floating buildings and investigates their interactions and mutual influences. There are three main research questions. How does floating architecture fit into the wide range of urban adaptation strategies implemented in waterfront cities across different times, regions, and climate zones? Which performance requirements, deriving from different disciplinary fields, should be included in the design guidelines for floating buildings? How can we effectively organize, visualize, and share a design support framework (PDSF) for floating architecture with professionals and policymakers? The research findings are proposed as a contribution to the evolution of Environmental Design regarding performance-based design and the reflection on urban adaptation in waterfronts. The first result is a theoretical and methodological overview of the vulnerability of waterfront settlements, and current urban adaptation approaches to rising sea levels and flooding. A specific focus on Italy provides a comprehensive mapping of the vulnerability of waterfront settlements aimed at identifying opportunities for floating urban development. The second result consists of the conceptualization of floating urban development, understood as an urban extension on the water of existing waterfront settlements. A third result is an extensive collection of best practices derived from the analysis, evaluation, and comparison of case studies. A fourth result concerns the development of a methodology and protocol for carrying out the case study analysis. In conclusion, the research has allowed the development of a series of performance-based guidelines for floating architecture and the Proof of Concept of a digital computational design tool to advance the decision-making process underlying the design of floating buildings.

In dieser Dissertation wird die Rolle der schwimmenden Architektur als Anpassungsmaßnahme an Überschwemmungen und den steigenden Meeresspiegel in Städten und Siedlungen am Wasser untersucht. Es wird ein multidisziplinäres, umfassendes, leistungsbasiertes Rahmenwerk zur Unterstützung des Entwurfs schwimmender Gebäude geschaffen, das Praktiker im Entwurfsprozess und politische Entscheidungsträger bei der Bereitstellung von Referenzrichtlinien und der Bewertung der Qualität von Entwurfsvorschlägen unterstützen soll. Die Forschung identifiziert die Leistungsanforderungen für schwimmende Gebäude und untersucht ihre Wechselwirkungen und gegenseitigen Einflüsse. Es gibt drei Hauptforschungsfragen. Wie fügt sich die schwimmende Architektur in das breite Spektrum der städtischen Anpassungsstrategien ein, die in Städten am Wasser zu unterschiedlichen Zeiten, in verschiedenen Regionen und Klimazonen umgesetzt werden? Welche Leistungsanforderungen, die sich aus verschiedenen Disziplinen ergeben, sollten in die Entwurfsrichtlinien für schwimmende Gebäude aufgenommen werden? Wie können wir ein Design Support Framework (PDSF) für schwimmende Architektur effektiv organisieren, visualisieren und mit Fachleuten und politischen Entscheidungsträgern teilen? Die Forschungsergebnisse werden als Beitrag zur Entwicklung des Umweltdesigns in Bezug auf leistungsorientiertes Design und zur Reflexion über die städtische Anpassung in Hafengebieten vorgeschlagen. Das erste Ergebnis ist ein theoretischer und methodischer Überblick über die Anfälligkeit von Siedlungen am Wasser und die aktuellen Ansätze zur Anpassung von Städten an den steigenden Meeresspiegel und Überschwemmungen. Ein spezieller Fokus auf Italien liefert eine umfassende Kartierung der Anfälligkeit von Siedlungen am Wasser, um Möglichkeiten für eine schwimmende Stadtentwicklung zu identifizieren. Das zweite Ergebnis besteht in der Konzeptualisierung der schwimmenden Stadtentwicklung, die als eine städtische Erweiterung bestehender Siedlungen am Wasser verstanden wird. Ein drittes Ergebnis ist eine umfangreiche Sammlung von Best Practices, die aus der Analyse, Bewertung und dem Vergleich von Fallstudien abgeleitet wurden. Ein viertes Ergebnis betrifft die Entwicklung einer Methodik und eines Protokolls für die Durchführung der Fallstudienanalyse. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Forschung die Entwicklung einer Reihe von leistungsbasierten Leitlinien für schwimmende Architektur und den Proof of Concept eines digitalen, rechnergestützten Entwurfswerkzeugs ermöglicht hat, um den Entscheidungsprozess, der dem Entwurf schwimmender Gebäude zugrunde liegt, voranzutreiben.