امروزه بهره‌گیری از الگوی معماری دارای حیاط مرکزی به‌عنوان راهکاری مؤثر در پاسخ‌گویی به شرایط اقلیمی، مورد توجه ویژه معماران است؛ این اهمیت در ساختمان‌های تاریخی، به‌دلیل محدودیت‌های حفاظتی در تغییر فرم و پوسته، دوچندان می‌شود. پژوهش حاضر اهمیت نسبی جهت‌گیری در برابر ارتقای پوسته‌ی حرارتی را در یک ساختمان تاریخی حیاط‌دار در اقلیم گرم و خشک تهران ارزیابی کرد. شبیه‌سازی انرژی با دیزاین‌بیلدر و ابزار پارامتری jEPlus برای ۲۴ حالت جهت‌گیری (گام ۱۵ درجه) نشان داد جهت ۱۸۰ درجه با 847,85 کیلووات‌ساعت کمترین و جهت ۱۰۵ درجه با 92,023 کیلووات‌ساعت بیشترین مصرف سالانه معادل صرفه‌جویی% 6/71 را دارد. ارزیابی اقتصادی گزینه‌های پوسته نشان داد شیشه‌ی دوجداره، با دوره‌ی بازگشت سرمایه‌ی 2/2 تا 2/9 سال در برابر 7/6 تا 10/1 سال برای سه‌جداره، گزینه‌ی مقرون‌به‌صرفه‌تری است؛ بر این مبنا، شیشه‌ی سه‌جداره و عایق پلی‌اورتان از فضای طراحی حذف شدند. بهینه‌سازی چندهدفه‌ی جهت‌گیری و عایق حرارتی با الگوریتم ژنتیک، جبهه‌ی پارتویی متشکل از ۹ ترکیب غیرمغلوب استخراج کرد که در اکثر آن‌ها جهت صفر درجه بر ۱۸۰ درجه ترجیح داشت؛ این یافته نشان می‌دهد بهینگی جهت‌گیری، برخلاف نتیجه‌ی تحلیل تک‌متغیره، ثابتی مستقل از پوسته نیست. مقایسه‌ی حالت مبنا با بهترین ترکیب پارتو (عایق XPS به ضخامت ۴ سانتی‌متر) در جهت‌گیری ثابت، صرفه‌جویی% 31/07 در جهت صفر درجه و %30/04 در جهت ۱۸۰ درجه را نشان داد که به‌مراتب بیشتر از اثر خالص جهت‌گیری است. این نتایج، ضرورت ارزیابی هم‌زمان جهت‌گیری، پوسته‌ی حرارتی و توجیه‌پذیری اقتصادی را در طراحی اقلیمی ساختمان‌های تاریخی تأیید می‌کند.