INVESTIGATING THE ENERGY PERFORMANCE OF DYNAMIC FACADES TOWARDS SUSTAINABLE OFFICE BUILDING IN HOT CLIMATES. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF FINAL_THESIS_4_CD.pdf Download (6MB) | Preview

Arabic Abstract

هيأت أزمة الطاقة والمناخ العالمية لأفكار واستثمارات جديدة لتطويراستراتيجيات ترشيد الطاقة في قطاع المباني. فالمباني وحدها مسؤولة عن أكثر من 40% من إجمالي استهلاك الطاقة الأساسي في العالم كما أنها مصدر لحوالي 30% من انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون، ولذلك فهي تلعب دور مهم في قضايا الطاقة والمناخ. على سبيل المثال في المناطق ذات المناخ الحار تستهلك أجهزة تكييف الهواء في المملكة العربية السعودية ما يعادل 70% من اجمالي الطاقة المستخدمة في المباني، بالمقابل، فإن كلا من المملكة المتحدة والولايات المتحدة الأمريكية يستهلكان ما يقارب من 22% و21% على الترتيب. ويعتبر تصميم غلاف المبنى العنصر الأساسي في إستراتيجيات ترشيد الطاقة في المباني. على النقيض من تصاميم الواجهات الثابتة التقليدية، فإن تطوير واجهات ديناميكية مبتكرة تعتبر فكرة مستجدة كنظام يتمثل بالقدرة على التغيير المستمر في خصائص المبنى الحرارية-الفيزيائية والبصرية. تتعرض هذه الدراسة لتاريخ تطورالواجهات الديناميكية، كما تناقش نماذجها المتنوعة، و تصنف الدراسة التكنولوجيات المساهمة في تطوير و خصائص الواجهات الديناميكية. علاوة على ذلك، فإن هذه الدراسة تبحث عن الأطر التنظيمية لأداء الطاقة للواجهات الديناميكية لإمداد المصممين بالاعتبارات الهامة والتي تخص استخداماتها. و طبقا للنتائج حقق استخدام الواجهات الديناميكية ارشادا للطاقة بما يعادل 35.5% ومقارنة 18.5% في حالات نظرية و حقيقية. هذا يوضح مدى أهمية الواجهات الديناميكية كعناصر ذات كفاءة للطاقة ويؤكد دورها الفعال في تصميم غلاف المباني و انعكاس ذلك على كفاءة استخدام الطاقة فيها. وتضمن البحث العديد من التوصيات للمساعدة في تطوير نمذجة ومحاكاة الواجهات الديناميكية باستخدام برنامج (DesignBuilder) أو أي برنامج آخر يستخدم لمحاكاة الطاقة في المباني.

English Abstract

Global energy and climate crises necessitate new ideas and investments to develop energy-efficient strategies in the building industry. The building sector is responsible for over 40% of total primary energy consumption across the globe and nearly up to 30% of the world’s total Carbon Dioxide (CO2) emissions and therefore plays a critical role in addressing global energy and climate change issues. As a representative of hot climates for example, air conditioning systems in buildings across the Kingdom of Saudi Arabia (KSA) account for nearly 70% of total energy consumed in buildings compared to only 22% and 21% the United Kingdom and the United States respectively. The building envelope design is a key element in the management of energy conservation practices in buildings. In contrast to conventional static building envelopes, the development of innovative dynamic facades is emerging as ideal envelope systems characterized by the capability of continuously changing some of their thermo-physical and optical properties. This study explores the concept of dynamic façade in the context of historical background. It discusses the various types of dynamic facades, classifies the technologies involved and their respective characteristics, and describes their design and details. The research investigates the energy performance of dynamic facades to develop guidelines to help designers with important considerations regarding dynamic façade usage. Although there were some identified limitations, nevertheless dynamic facade achieved maximum annual total cooling energy savings of 35.5% and 18.5% compared to a performing theoretical and real base cases respectively. This emphasizes the energy efficiency of dynamic façades and how important they can be in energy-efficient building envelope designs. The research concludes with a set of recommendations to help improve the modeling, configuration, and simulation of dynamic facades in DesignBuilder and other Building Energy Simulation (BES) tools.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental Architectural Civil Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Abdou, Adel M.
Committee Members:	Budaiwi, Ismail M. and Babsail, Mohammed O.
Depositing User:	JAMILU GARKUWA (g201403160)
Date Deposited:	22 Feb 2018 12:49
Last Modified:	31 Dec 2020 07:25
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140651