OTTIMIZZAZIONE TIPOLOGICA E TECNOLOGICA DI EDIFICI E INVOLUCRI EDILIZI PER LA MITIGAZIONE DELL’ISOLA DI CALORE URBANA

Rapid urbanization and building densification have exacerbated the Urban Heat Island (UHI) effect, increasing cooling energy demands and deteriorating urban thermal comfort. This thesis investigates the specific contribution of building systems to UHI intensification by analyzing morphological and material parameters: aspect ratio (H/W), urban orientation, and the thermo-optical properties of building envelopes (albedo and emissivity). The methodology integrates parametric modeling in Grasshopper with 3D microclimatic simulations in ENVI-met. Through a multi-stage optimization process starting from boundary geometric conditions, a comprehensive matrix of scenarios was developed, representing both existing urban fabrics and future developments. The study aims to identify the best combinations among those analyzed across three thermal regimes: daytime mitigation, nighttime mitigation, and a balanced 24-hour combined strategy.

La progressiva urbanizzazione e la densificazione edilizia hanno accentuato il fenomeno dell’Isola di Calore Urbano (Urban Heat Island – UHI), con un conseguente incremento dei consumi per la climatizzazione estiva e un degrado del comfort termo-igrometrico. Il presente lavoro analizza il ruolo del solo sistema degli edifici nell’esaltazione dell’UHI, valutando l’interazione tra parametri morfologici e tecnologici: il rapporto d'aspetto H/W (Altezza/Distanza), l'orientamento urbano e le proprietà termo-ottiche dell’involucro (albedo ed emissività). La metodologia integra la modellazione parametrica in Grasshopper con simulazioni microclimatiche tridimensionali in ENVI-met. Attraverso un processo di ottimizzazione per stadi successivi a partire da scenari limite, è stata generata una matrice di configurazioni rappresentativa sia del tessuto consolidato sia di futuri assetti edificatori. L’obiettivo è individuare le migliori combinazioni tra quelle analizzate per tre regimi termici: mitigazione diurna, mitigazione notturna e mitigazione combinata lungo il ciclo circadiano.