Thermal performance optimization in warm-humid social housing: a passive envelope prototype with PV integration. Study case: Guayaquil, Ecuador

Social housing in warm–humid tropical climates frequently prioritizes economic efficiency and standardized construction, often overlooking environmental performance and indoor thermal conditions. In coastal cities such as Guayaquil, Ecuador, high temperatures, persistent humidity, and intense solar radiation intensify these challenges, increasing thermal discomfort and reliance on mechanical cooling systems. This thesis investigates the magnitude to which passive envelope optimization, applied to conventional construction systems, can enhance thermal performance in social housing under warm–humid conditions. Using a performance- based methodology, the study combines climatic analysis, principles of thermal comfort, and building physics with simulation-based assessment of alternative envelope configurations adapted to local construction practices. Furthermore, the prototype integrates a safeguarded incremental growth strategy, ensuring that future user-driven expansions do not compromise thermal or structural performance. The results demonstrate that strategic passive design interventions significantly reduce overheating exposure and improve indoor thermal stability compared to baseline social housing models, without reliance on active cooling systems. The proposed prototype establishes a passive-first, performance-driven framework that remains economically feasible and replicable for similar warm–humid contexts.

L’edilizia residenziale sociale nei climi tropicali caldo–umidi privilegia frequentemente l’efficienza economica e la standardizzazione costruttiva, trascurando le prestazioni ambientali e le condizioni termo–igrometriche interne. Nelle città costiere come Guayaquil, Ecuador, le elevate temperature, l’umidità persistente e l’intensa radiazione solare aggravano tali criticità, aumentando il disagio termico e la dipendenza da sistemi di raffrescamento meccanico. La presente tesi indaga in quale misura l’ottimizzazione passiva dell’involucro edilizio, applicata a sistemi costruttivi convenzionali, possa migliorare le prestazioni termiche dell’edilizia sociale in condizioni caldo–umide. Attraverso una metodologia basata sulle prestazioni, lo studio integra analisi climatica, principi di comfort termico e fisica tecnica dell’edificio con valutazioni simulate di configurazioni alternative dell’involucro, adattate alle pratiche costruttive locali. Inoltre, il prototipo integra una strategia di crescita incrementale controllata, garantendo che future espansioni promosse dagli utenti non compromettano le prestazioni termiche o strutturali. I risultati dimostrano che interventi strategici di progettazione passiva riducono significativamente l’esposizione al surriscaldamento e migliorano la stabilità termica interna rispetto ai modelli di edilizia sociale di riferimento, senza ricorrere a sistemi di raffrescamento attivi. Il prototipo proposto definisce un quadro progettuale “passive-first” e orientato alle prestazioni, economicamente sostenibile e replicabile in contesti caldo–umidi analoghi.