Algorithmic humanitarian architecture - advancement in tools and methods for emergency settlement and shelter planning

Humanitarian architecture is a subdomain of the architecture discipline that addresses the needs of people in an emergency for design and planning interventions. The purpose of this thesis is to illustrate the current shortcomings of humanitarian architecture practice and the developments undertaken during the research period of PhD studies that are addressed to bring advancement in this domain. The common workflows in humanitarian architecture are driven by the larger architectural practice. However, the needs of the people that are addressed here and the context in general highly differs from the conventional practice. In recent decades, there have been many advancements in architectural design technology that had a profound impact on the work methodology. Nevertheless, there has been no significant attempt to bring those advancements to the particular case of humanitarian architecture with bespoke solutions, tools and methods. The overarching question of this thesis is how can the humanitarian architectural design methodology be advanced for a better outcome for the people in need? In the pursuit of addressing this question, this thesis will present a thorough analysis of the existing situation and will present the hypotheses and solutions developed for answering it. As the title suggests, this thesis prefers to approach the humanitarian architecture task not as a design problem but rather as a calculation problem. The developments presented in this thesis are achieved mainly by the computational modelling, simulation and validation of various architecture-related phenomena like data-driven planning, dynamic form-finding, structural optimization, thermal comfort, evolutionary optimization etc. The findings demonstrate that by implementing a novel computational methodology of design and planning, humanitarian architecture can dramatically enhance its efficiency and accuracy. The thesis concludes that there is a better way of planning in humanitarian architecture and provides the necessary methods and tools to do so.

L'architettura umanitaria è un sottodominio della disciplina dell'architettura che affronta i bisogni delle persone in emergenza per gli interventi di progettazione e pianificazione. Lo scopo di questa tesi è illustrare le attuali carenze della pratica dell'architettura umanitaria e gli sviluppi intrapresi durante il periodo di ricerca degli studi di dottorato che sono indirizzati a portare avanzamento in questo dominio. I flussi di lavoro comuni nell'architettura umanitaria sono guidati dalla pratica architettonica più ampia. Tuttavia, i bisogni delle persone che vengono qui affrontati e il contesto in generale differiscono notevolmente dalla pratica convenzionale. Negli ultimi decenni, ci sono stati molti progressi nella tecnologia di progettazione architettonica che hanno avuto un profondo impatto sulla metodologia di lavoro. Tuttavia, non c'è stato alcun tentativo significativo di portare questi progressi nel caso particolare dell'architettura umanitaria con soluzioni, strumenti e metodi su misura. La domanda principale di questa tesi è: come si può far avanzare la metodologia di progettazione architettonica umanitaria per un risultato migliore per le persone bisognose? Nel perseguimento di questa domanda, questa tesi presenterà un'analisi approfondita della situazione esistente e presenterà le ipotesi e le soluzioni sviluppate per rispondere ad essa. Come suggerisce il titolo, questa tesi preferisce affrontare il compito di architettura umanitaria non come un problema di progettazione ma piuttosto come un problema di calcolo. Gli sviluppi presentati in questa tesi sono raggiunti principalmente dalla modellazione computazionale, simulazione e validazione di vari fenomeni legati all'architettura come la pianificazione basata sui dati, la ricerca dinamica di forme, l'ottimizzazione strutturale, il comfort termico, l'ottimizzazione evolutiva ecc. I risultati dimostrano che implementando una nuova metodologia computazionale di progettazione e pianificazione, l'architettura umanitaria può migliorare notevolmente la sua efficienza e precisione. La tesi conclude che esiste un modo migliore di pianificare nell'architettura umanitaria e fornisce i metodi e gli strumenti necessari per farlo.