O Programa Minha Casa Minha Vida (PMCMV) contribuiu para a redução do déficit habitacional no Brasil. Contudo, suas características de replicação vinculam a inadequação das envoltórias residenciais ao clima local. O objetivo deste artigo foi avaliar o impacto da adequação da envoltória de uma Habitação de Interesse Social (HIS) unifamiliar – Modelo Real (MReal) – a um Protótipo Habitacional (PH), que incorpora diretrizes da NBR 15220-3 e da Emenda 1 da NBR 15575, quanto ao conforto térmico e à eficiência energética, além da viabilidade econômica das alterações propostas. Estabeleceram-se seis procedimentos: (1) seleção e caracterização das cidades da Zona Bioclimática 8; (2) caracterização dos materiais segundo a NBR 15220 e NBR 15575; (3) proposição de modelos virtuais paramétricos; (4) simulação do MReal e dos PHs; (5) análise do conforto térmico e da eficiência energética dos modelos simulados e (6) viabilidade econômica. Na simulação de 72 cenários, o melhor desempenho foi obtido pelo protótipo PH2-20% – bloco cerâmico, Isotelha núcleo de PUR, forro PVC e janelas maxim-ar com venezianas verticais e 20% de área útil de ventilação – em Colatina e Vitória, reduzindo os Graus-hora de Resfriamento (GHR) em 4.970 e 5.511 °C.h, respectivamente. Houve decréscimo no consumo e custos de energia elétrica, de aproximadamente 65% (R$ 1.288,55/ano) em Colatina e 63% (R$ 1.316,71/ano) em Vitória. As alterações também foram economicamente viáveis, caracterizando projeto atrativo e retorno superior a 13 mil reais, em 15 anos, e 20 mil reais, em 30 anos, com Payback inferior a três anos para as duas cidades, demonstrando que alterações simples proporcionaram significativa melhoria nas HIS.