Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Tecnologia de l'Arquitectura, Pons Valladares, Oriol, Hosseini, Seyed Mohammad Amin, Banirazi Motlagh, Seyed Hamed, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Tecnologia de l'Arquitectura, Pons Valladares, Oriol, Hosseini, Seyed Mohammad Amin, and Banirazi Motlagh, Seyed Hamed
Tesi en modalitat de compendi de publicacions, (English) Environmental protection is a principle of both Millennium Development Goals and sustainable development, underscoring critical issues like greenhouse gases, global warming, and air pollution. Air pollution is a global challenge with severe consequences for the environment. Hence, city managers encounter an urgent need to explore the proper solutions to mitigate air pollution. This doctoral dissertation addresses air pollution reduction by harnessing the untapped potential of rooftops while focusing on pollutant reducers and taking into account specific characteristics of urban buildings. The study follows a five-phase framework, including initial investigation, feasibility study, solution exploration, sustainability evaluation, and city-scale optimization. The research method proposed in this thesis is validated for the first time in the context of Tehran, a densely populated and highly air-polluted megacity. The key achievements of this leading application encompass: feasible alternatives, sustainability assessment, optimal solutions, target building groups, and city-scale impact. Firstly, considering sustainability, effectiveness, and viability, the study identifies green roofs (GR) and photovoltaic (PV) systems as feasible rooftop-based alternatives. Second, novel sustainability assessment models are developed, combining methods like the Integrated Value Model for Sustainability Assessment (MIVES), Strengths-Weaknesses-Opportunities-Threats (SWOT), Analytic Hierarchy Process (AHP), simplified Life Cycle Assessment (LCA), and sensitivity analysis. These models enable the evaluation of pollutant reducers in terms of their environmental, economic, and social sustainability. The results reveal that the most suitable types of GR and PV are semi-intensive green roofs (SIGR) and building-attached photovoltaics (BAPV). This is while the quantitation analysis discloses that SIGR is capable of reducing 4.8 kg/m2 CO2 and 52.4 g/m2 Particulate Matter (PM), and BAP, (Català) La protecció del medi ambient és un principi dels Objectius de Desenvolupament del Mil·lenni i del desenvolupament sostenible, cosa que evidencia qüestions crítiques com els gasos d'efecte hivernacle, l'escalfament global i la contaminació de l'aire. Aquesta contaminació atmosfèrica és un desafiament global amb greus conseqüències per al medi ambient. Per tant, els gestors de les ciutats s'enfronten a una necessitat urgent d'explorar les solucions viables per mitigar-la. Aquesta tesi doctoral aborda la reducció de la contaminació de l'aire a partir del potencial sense explotar dels terrats, centrant-se en reductors de contaminants i considerant les característiques específiques dels edificis urbans. L'estudi segueix cinc fases: investigació inicial, estudi de viabilitat, exploració de solucions, avaluació de sostenibilitat i optimització a escala ciutat. El mètode de recerca proposat en aquesta tesi es valida per primer cop en el context de Teheran, una megaciutat densament poblada i altament contaminada. Els èxits clau d'aquesta aplicació capdavantera abasten: alternatives viables, avaluació de la sostenibilitat, solucions òptimes, grups d’edificis, i impacte a escala de ciutat. Primer, tenint en compte la sostenibilitat, l'eficàcia i la viabilitat, l'estudi identifica els terrats verds (GR) i els sistemes fotovoltaics (PV) com a alternatives viables als terrats. En segon lloc, es desenvolupen nous models d'avaluació de la sostenibilitat, que combinen mètodes com el Model Integrat de Valor per a una Avaluació Sostenible (MIVES), Fortaleses-Oportunitats-Debilitats-Amenaces (FODA), Procés Analític Jeràrquic (AHP), Anàlisi de Cicle de Vida (ACV) simplificat i anàlisi de sensibilitat. Aquests models permeten avaluar els reductors de contaminants en termes de sostenibilitat ambiental, econòmica i social. Els resultats revelen que els tipus més adequats de GR i PV són els terrats verds semiintensius (SIGR) i l'energia fotovoltaica integrada en edificis (BAPV). L, (Español) La protección del medio ambiente es un principio de los Objetivos de Desarrollo del Milenio y del desarrollo sostenible, lo que evidencia cuestiones críticas como los gases de efecto invernadero, el calentamiento global y la contaminación del aire. Esta contaminación atmosférica es un desafío global con graves consecuencias para el medio ambiente. Por lo tanto, los gestores de las ciudades se enfrentan a una necesidad urgente de explorar las soluciones viables para mitigarla. Esta tesis doctoral aborda la reducción de la contaminación del aire a partir del potencial sin explotar de los tejados, centrándose en reductores de contaminantes y considerando las características específicas de los edificios urbanos. El estudio sigue cinco fases: investigación inicial, estudio de viabilidad, exploración de soluciones, evaluación de sostenibilidad y optimización a escala ciudad. El método de investigación propuesto en esta tesis se valida por primera vez en el contexto de Teherán, una megaciudad densamente poblada y altamente contaminada. Los logros clave de esta aplicación líder abarcan: alternativas viables, evaluación de la sostenibilidad, soluciones óptimas, grupos de edificios, e impacto a escala de ciudad. Primero, teniendo en cuenta la sostenibilidad, la eficacia y la viabilidad, el estudio identifica los tejados verdes (GR) y los sistemas fotovoltaicos (PV) como alternativas viables en tejados. En segundo lugar, se desarrollan nuevos modelos de evaluación de la sostenibilidad, que combinan métodos como el Modelo Integrado de Valor para una Evaluación Sostenible (MIVES), Fortalezas-Oportunidades-Debilidades-Amenazas (FODA), Proceso Analítico Jerárquico (AHP), Análisis de Ciclo de Vida (ACV) simplificado y análisis de sensibilidad. Estos modelos permiten evaluar los reductores de contaminantes en términos de su sostenibilidad ambiental, económica y social. Los resultados revelan que los tipos más adecuados de GR y PV son los tejados verdes semiintensivos (SIGR, Postprint (published version)