Retrofitting of an existing residential building in Cairo using green facade technology : understanding the real benefits of a vertical forest concept in Egypt

This thesis aims to investigate the real benefits of applying a vertical forest concept in Cairo, Egypt. It discusses the current environmental challenges that Egypt faces, and in particular the area of Greater Cairo. With elevated levels of air and noise pollution, as well as high green house gas emissions and urban heat island. Inspired by Stefano Boeri’s project “Cairo Vertical Forest” in Egypt’s new administive capital, it was decided to choose vertical forestation as a candidate for studying in this paper. With a main focus on retrofitting aging existing buildings and neighborhoods, the mitigation for Cairo’s environmental challenges may be achieved. A literature review on green building envelopes was realized, illustrating the key benefits of green building envelopes. With a previously proven impact on the urban environment through improving air quality, reducing noise levels and urban heat island. Green envelopes also elevate the quality of life, making cities more livable. Having its positive effects on both city inhabitants and native creatures, by creating a natural, aesthetically pleasing environment and promoting biodiversity. Having realized these benefits, an existing residential building in the neighborhood of Maadi in Cairo was chosen for an envelope retrofitting case study using a green façade. Given the fact that residential building energy use comprises 51.3% of the total energy consumed annually in Egypt. The case study focused on analyzing apartment peak cooling loads, solar peak gains and peak conductive heat gains. The case study analysis took place entirely on Autodesk Revit 2022, with an aim to create a reference workflow that covers the assessment of a green building envelope as a design choice. Reductions were achieved in the cooling loads and heat gains. However, on the overall building energy consumption side, no significant reductions were achieved. Thoroughly discussed in the pages that follow.

Questa tesi mira a indagare i reali benefici dell'applicazione di un concetto di foresta verticale al Cairo, in Egitto. Discute le attuali sfide ambientali che l'Egitto affronta, e in particolare l'area del Grande Cairo. Con elevati livelli di inquinamento atmosferico e acustico, così come elevate emissioni di gas serra e isola di calore urbana. Ispirati dal progetto di Stefano Boeri "Cairo Vertical Forest" nella nuova capitale amministrativa dell'Egitto, si è deciso di scegliere la forestazione verticale come candidato per lo studio in questo documento. Concentrandosi principalmente sul retrofit di edifici e quartieri esistenti che invecchiano, la mitigazione delle sfide ambientali del Cairo può essere raggiunta. È stata realizzata una revisione della letteratura sugli involucri degli edifici verdi, illustrando i benefici chiave degli involucri degli edifici verdi. Con un impatto già dimostrato sull'ambiente urbano attraverso il miglioramento della qualità dell'aria, la riduzione dei livelli di rumore e dell'isola di calore urbana. Gli involucri verdi elevano anche la qualità della vita, rendendo le città iv più vivibili. Avendo i suoi effetti positivi sia sugli abitanti della città che sulle creature native, creando un ambiente naturale ed esteticamente gradevole e promuovendo la biodiversità. Avendo realizzato questi benefici, un edificio residenziale esistente nel quartiere di Maadi al Cairo è stato scelto per un caso di studio di retrofit dell'involucro utilizzando una facciata verde. Dato che l'uso dell'energia negli edifici residenziali comprende il 51,3% dell'energia totale consumata annualmente in Egitto. Il caso di studio si è concentrato sull'analisi dei carichi di raffreddamento di picco degli appartamenti, dei guadagni di picco solari e dei guadagni di picco di calore conduttivo. L'analisi del caso studio si è svolta interamente su Autodesk Revit 2022, con l'obiettivo di creare un flusso di lavoro di riferimento che copre la valutazione di un involucro di un edificio verde come scelta progettuale. Sono state ottenute riduzioni nei carichi di raffreddamento e nei guadagni di calore. Tuttavia, sul lato del consumo energetico complessivo dell'edificio, non sono state ottenute riduzioni significative. Discusso approfonditamente nelle pagine che seguono.