Rebuilding hope: energy efficient schools for war affected communities - the case of Ukraine

War severely disrupts the educational sector, often leaving schools damaged, or totally destroyed. This disruption not only compromises students’ learning opportunities but also affects their long-term well-being. Therefore, this thesis is motivated by the urgent need to restore damaged schools in conflict zones and ensure that every student has the opportunity to receive a sufficient education in a secure learning environment. The project takes inspiration from the Future School for Ukraine architectural competition, which envisions the design of a comprehensive 27,000 sqm school complex for around 550 students, integrating educational spaces, emergency shelters, community hubs, and psychological rehabilitation areas, addressing both immediate and long-term needs. Kharkiv High school N°46 in Ukraine, severely damaged due to the 2022 war, serves as the case study for the project, where the extensive destruction allows for greater flexibility in planning and designing. The reconstruction of the complex considers the design of Three educational buildings. A main four-story school building with an underground shelter, a two-story library connected to the school by a bridge, and a three-story sports center. The design process incorporates the three main pillars of Sustainable Development: Environmental (sustainable building technologies), Social (Structural safety & psychological well-being), and Economic (energy-efficient design). Through careful energy and daylight analysis, combined with the implementation of various passive and active strategies, the school building achieves an 82% energy reduction surpassing typical energy use benchmarks. As a result, the building is classified as Class A in energy efficiency according to the Ukrainian code. The aim is to establish a clear approach for similar projects globally, demonstrating a sustainable and innovative methodology for post-war school reconstruction, spanning from initial planning stages to advanced design analysis. Not only in Ukraine, but also in countries, such as Syria, Congo, Sudan, Palestine, Ethiopia, and others, where there is an urgent need for effective plans. Through a combination of literature review, and sustainable architectural design strategies, this thesis addresses the following key questions: 1- What architectural features are most effective in ensuring the safety and security of students in a post-war environment ? 2- How can the design of the school building integrate both educational spaces and emergency shelters ? 3- What energy-efficient design strategies can be incorporated into the school’s architecture to reduce energy consumption in the case of Kharkiv, Ukraine ?

La guerra danneggia gravemente il settore educativo, spesso lasciando le scuole danneggiate o completamente distrutte. Questa interruzione non solo compromette le opportunità di apprendimento degli studenti, ma influisce anche sul loro benessere a lungo termine. Pertanto, questa tesi è motivata dall’urgente necessità di restaurare le scuole danneggiate nelle zone di conflitto e garantire che ogni studente abbia l’opportunità di ricevere un’educazione adeguata in un ambiente di apprendimento sicuro. Il progetto si ispira al concorso architettonico “Future School for Ukraine”, che prevede la progettazione di un complesso scolastico di 27.000 m² per circa 550 studenti, integrando spazi educativi, rifugi d’emergenza, centri comunitari e aree di riabilitazione psicologica, affrontando le necessità immediate e a lungo termine. Il caso studio per il progetto è il Liceo N°46 di Kharkiv, in Ucraina, gravemente danneggiato a causa della guerra del 2022, dove la vasta distruzione consente una maggiore flessibilità nella pianificazione e progettazione. La ricostruzione del complesso prevede la progettazione di tre edifici scolastici: un edificio principale di quattro piani con un rifugio sotterraneo, una biblioteca di due piani collegata alla scuola tramite un ponte e un centro sportivo di tre piani. Il processo di progettazione integra i tre principali pilastri dello Sviluppo Sostenibile: Ambientale (tecnologie edilizie sostenibili), Sociale (sicurezza strutturale e benessere psicologico) ed Economico (progettazione ad alta efficienza energetica). Attraverso un’attenta analisi dell’energia e della luce naturale, combinata con l’implementazione di varie strategie passive e attive, l’edificio scolastico raggiunge una riduzione del consumo energetico dell’82%, superando i parametri energetici tipici. Di conseguenza, l’edificio è classificato come Classe A in termini di efficienza energetica secondo il codice ucraino. L’obiettivo è stabilire un approccio chiaro per progetti simili a livello globale, dimostrando una metodologia sostenibile e innovativa per la ricostruzione delle scuole post-belliche, che vada dalle fasi di pianificazione iniziale all’analisi avanzata del progetto. Non solo in Ucraina, ma anche in paesi come Siria, Congo, Sudan, Palestina, Etiopia e altri, dove c’è un urgente bisogno di piani efficaci. Attraverso una combinazione di revisione della letteratura, analisi del sito e strategie di progettazione architettonica sostenibile, questa tesi affronta le seguenti domande chiave: 1- Quali caratteristiche architettoniche sono più efficaci nel garantire la sicurezza degli studenti in un ambiente post-bellico? 2- Come può la progettazione dell’edificio scolastico integrare sia gli spazi educativi che i rifugi d’emergenza? 3- Quali strategie di progettazione energeticamente efficienti possono essere incorporate nell’architettura della scuola per ridurre il consumo energetico nel caso di Kharkiv, Ucraina?