Optimizing daycare environment through climate responsive design : renovation strategies for Milan's climate

This thesis examines the renovation of a daycare facility at Via Giovanni Carnovali 18, located in the Precotto neighborhood of Milan, Italy. Designed with 1970s prefabrication techniques, the building reflects the era's rapid urban expansion but falls short of contemporary standards for energy efficiency, thermal comfort, and indoor environmental quality. Through a climate-responsive design approach, this study seeks to transform the facility into a sustainable and nurturing environment that meets the developmental needs of its young occupants while addressing the challenges of Milan’s temperate climate. The research begins with a thorough analysis of the building’s existing performance, revealing critical deficiencies such as thermal bridging, suboptimal energy use, and inadequate daylighting. Leveraging advanced simulation tools, the study evaluates various renovation scenarios, culminating in the adoption of a high-performance envelope that significantly enhances thermal efficiency. Shading and daylighting strategies, including adjustable louvers and biophilic shading, are employed to mitigate glare, reduce overheating, and maximize visual comfort. Natural ventilation pathways are optimized, while active systems, such as heat recovery ventilation, provide supplementary support during extreme weather conditions. The findings demonstrate a marked improvement in energy performance, with reduced energy use intensity (EUI) and enhanced adaptive comfort hours. The integration of renewable energy systems and green infrastructure further aligns the project with Milan’s sustainability goals, contributing to a healthier urban environment. Beyond its technical achievements, the renovation fosters a safe, stimulating, and developmentally supportive space for children, emphasizing the importance of human-centered design in educational facilities. This thesis contributes to the field of sustainable architecture by offering a replicable model for retrofitting prefabricated buildings in urban settings. It underscores the potential of climate-responsive design to address pressing environmental challenges while enhancing occupant well-being. The project serves as a case study for integrating energy efficiency, biophilic principles, and user-centric design, providing valuable insights for future urban retrofitting initiatives.

Questa tesi esamina la riqualificazione di una struttura per l'infanzia situata in Via Giovanni Carnovali 18, nel quartiere Precotto di Milano, Italia. Realizzato con tecniche prefabbricate degli anni ’70, l’edificio riflette l’espansione urbana rapida di quell’epoca, ma non soddisfa gli standard contemporanei in termini di efficienza energetica, comfort termico e qualità ambientale interna. Attraverso un approccio progettuale climatico-reattivo, lo studio si propone di trasformare la struttura in un ambiente sostenibile e accogliente, che soddisfi le esigenze di sviluppo dei suoi giovani occupanti e affronti le sfide climatiche tipiche della città di Milano. La ricerca inizia con un’analisi approfondita delle prestazioni attuali dell’edificio, evidenziando criticità come i ponti termici, un uso subottimale dell’energia e un’illuminazione naturale insufficiente. Attraverso strumenti avanzati di simulazione, lo studio valuta diversi scenari di riqualificazione, optando infine per un involucro ad alte prestazioni che migliora significativamente l’efficienza termica. Le strategie di ombreggiamento e illuminazione naturale, tra cui lamelle regolabili e sistemi di ombreggiamento bioclimatico, vengono implementate per mitigare l’abbagliamento, ridurre il surriscaldamento e massimizzare il comfort visivo. I percorsi di ventilazione naturale sono stati ottimizzati, mentre i sistemi attivi, come la ventilazione con recupero di calore, forniscono supporto supplementare durante le condizioni climatiche estreme. I risultati dimostrano un miglioramento significativo delle prestazioni energetiche, con una riduzione dell’intensità di utilizzo dell’energia (EUI) e un aumento delle ore di comfort adattivo. L’integrazione di sistemi di energia rinnovabile e infrastrutture verdi allinea ulteriormente il progetto agli obiettivi di sostenibilità di Milano, contribuendo a un ambiente urbano più sano. Oltre ai risultati tecnici, la riqualificazione promuove uno spazio sicuro, stimolante e favorevole allo sviluppo dei bambini, enfatizzando l’importanza di un design centrato sull’utente nelle strutture educative. Questa tesi contribuisce al campo dell'architettura sostenibile offrendo un modello replicabile per la riqualificazione di edifici prefabbricati in contesti urbani. Sottolinea il potenziale del design climatico-reattivo nel rispondere alle sfide ambientali pressanti, migliorando al contempo il benessere degli occupanti. Il progetto funge da caso studio per integrare efficienza energetica, principi bioclimatici e design centrato sull’utente, fornendo preziosi spunti per futuri interventi di riqualificazione urbana.