O desenvolvimento de telhados urbanos serve como uma forma de intervenção urbana que pode proporcionar condições favoráveis ​​para enfrentar os complexos desafios relacionados à alimentação, água e energia. Nesta pesquisa, três sistemas de telhados urbanos são projetados com foco na produção de alimentos, coleta de água da chuva, economia de energia em edifícios e geração de energia fotovoltaica, denominados sistema de telhado nu, sistema de telhado verde e sistema de telhado agrícola a céu aberto. Aqui, estabelecemos uma estrutura generalizável para revelar as múltiplas compensações dos projetos de telhados urbanos, integrando sistema de informação geográfica, avaliação do ciclo de vida e otimização e tomada de decisão multiobjetivo. Testando a estrutura em Shenzhen, uma cidade compacta típica da China, os resultados mostram que a adequação dos telhados para o desenvolvimento de funções de produção de alimentos, água e energia na cidade varia de 26,21% a 42,83%. Ao implementar um sistema de telhados em escala urbana, a água da chuva coletada nos telhados contribuiria com 82,5% da meta de utilização de água reciclada urbana em 2035 e apresentaria os menores custos econômicos, porém, ao custo de emissões de carbono ao longo do ciclo de vida e ocupação de terras de 1850 kt e 140 km², respectivamente. O cenário de cultivo em telhados em escala urbana demonstra potencial para alcançar a autossuficiência local em vegetais e se destaca pela redução da pegada de carbono transfronteiriça, que é 4,5 vezes maior que o consumo de energia ao longo do ciclo de vida. Nossa pesquisa pode fomentar a compreensão das múltiplas compensações entre a expansão de sistemas de telhados e o nexo urbano de alimentos, água e energia. Os resultados auxiliarão na tomada de decisões com múltiplos objetivos para o planejamento de telhados e a transição sustentável nas cidades.

Artigo publicado em inglês.