Enabling climate responsive urban renewal in compact urban areas through the use of nature based solutions (NBS)

This thesis presents a comprehensive perspective on the role of nature-based solutions (NBS) in enhancing urban resiliency in the face of population growth and climate change impacts. Research models indicate that regions experiencing high population growth also exhibit a high potential for urban heat island effect, leading to significantly elevated air and surface temperatures compared to rural areas (Bowler et al., 2010; Grimm et al., 2008). This temperature increase can be more than twice the impact of climate change alone (McCarthy, Best, & Betts, 2010). The study aims to address the following main research question (MRQ) that is ‘Which NBS principles are applicable in aging or densely populated urban areas? ‘ through the help of sub research questions (SRQ1) ‘What is the impact of climate change on densely populated urban environments?‘, (SRQ2) ‘What role does urban microclimate play in the design process?’ and (SRQ3) ‘How can measures for designing microclimate be integrated into the design processes?’. To investigate these questions, a Research on Design (RoD) methodology is employed, which involves a literature review, case study analysis of urban resiliency, applied NBS projects in the EU, and climate-responsive urban growth. The study aims to determine the current spatial characteristics and elements influencing urban climate in selected NBS projects and regions, and how this knowledge can be integrated into the planning and design of vertical urban growth in densifying urban centers by 2030. By analyzing selected projects and comparing their vegetation, wind water, and urban geometry, valuable insights are gained regarding the impact of regional climate changes on natural systems. The study emphasizes the importance of considering decisions at the meso-scale in relation to local and microscale applications, and vice versa. It concludes that by understanding and assessing city needs, implementing transformative strategies derived from case studies, and fostering capacity building, the resilience of urban environments can be enhanced through the application of place- based sustainability measures.

Questa tesi presenta una prospettiva completa sul ruolo delle soluzioni basate sulla natura (NBS) nel migliorare la resilienza urbana di fronte alla crescita della popolazione e agli impatti dei cambiamenti climatici. I modelli di ricerca indicano che le regioni che registrano un’elevata crescita della popolazione presentano anche un elevato potenziale di effetto isola di calore urbano, che porta a temperature dell’aria e della superficie significativamente più elevate rispetto alle aree rurali (Bowler et al., 2010; Grimm et al., 2008). Questo aumento della temperatura può essere più del doppio dell’impatto del solo cambiamento climatico (McCarthy, Best e Betts, 2010). Lo studio mira ad affrontare la seguente domanda di ricerca principale (MRQ), ovvero “Quali principi NBS sono applicabili nelle aree urbane che invecchiano o densamente popolate?” ‘ attraverso l’aiuto delle sottodomande di ricerca (SRQ1) “Qual è l’impatto del cambiamento climatico sugli ambienti urbani densamente popolati?”, (SRQ2) “Che ruolo gioca il microclima urbano nel processo di progettazione?” e (SRQ3) “Come può le misure per la progettazione del microclima devono essere integrate nei processi di progettazione?’. Per indagare su queste domande, viene impiegata una metodologia di ricerca sul design (RoD), che prevede una revisione della letteratura, analisi di casi di studio sulla resilienza urbana, progetti NBS applicati nell’UE e crescita urbana sensibile al clima. Lo studio mira a determinare le attuali caratteristiche spaziali e gli elementi che influenzano il clima urbano in progetti e regioni NBS selezionati e come questa conoscenza può essere integrata nella pianificazione e progettazione della crescita urbana verticale nella densificazione dei centri urbani entro il 2030. Analizzando i progetti selezionati e confrontando la loro vegetazione, l’acqua del vento e la geometria urbana, si ottengono preziose informazioni sull’impatto dei cambiamenti climatici regionali sui sistemi naturali. Lo studio sottolinea l’importanza di considerare le decisioni alla meso-scala in relazione alle applicazioni locali e alla micro-scala, e viceversa. Conclude che comprendendo e valutando le esigenze della città, implementando strategie di trasformazione derivate da studi di casi e promuovendo lo sviluppo di capacità, la resilienza degli ambienti urbani può essere migliorata attraverso l’applicazione di misure di sostenibilità basate sul luogo.