(2025) A COMPARATIVE LIFECYCLE AND FEASIBILITY ASSESSMENT OF SUSTAINABLE ROOFING STRATEGIES FOR RESIDENTIAL BUILDINGS IN SAUDI ARABIA. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Yussuf Raheemat-Final Thesis .pdf Restricted to Repository staff only until 22 July 2026. Download (3MB)

Arabic Abstract

ملخص الاسم الكامل: يوسف رحيمات أموبولانلي عنوان الرسالة: تحليل مقارن لدورة حياة استراتيجيات الأسقف المستدامة في المملكة العربية السعودية التخصص الرئيسي: الهندسة المعمارية تاريخ الحصول على الدرجة: مايو ٢٠٢٤ يشهد قطاع الإنشاءات تحولاً جذرياً نحو الاستدامة، مدفوعةً بالمخاوف البيئية ومحدودية الموارد. ونتيجةً لذلك، يؤدي هذا إلى زيادة تعقيد وتنوع هذه الصناعة، مما يستلزم تقييماً فعالاً وشاملاً لاستراتيجيات الاستدامة، وذلك من خلال تقييم دورة الحياة (LCA). في المناطق القاحلة مثل المملكة العربية السعودية، حيث يزداد الطلب على حلول البناء الموفرة للطاقة والصديقة للبيئة، تلعب استراتيجيات الأسقف المستدامة دوراً محورياً في تخفيف الآثار البيئية وتحسين أداء المباني. تبحث هذه الدراسة في العديد من استراتيجيات الأسقف المستدامة، وهي: السقف الأخضر (GR)، والسقف البارد (CR)، والطاقة الشمسية الكهروضوئية (SPV)، وسقف المظلات (RC)، من خلال تقييم ومقارنة أدائها من حيث الطاقة، وجدواها الاقتصادية، وأثرها البيئي. ولتحقيق ذلك، أجريت استطلاعات رأي (مقابلة واستبيان)، وأُجريت العديد من عمليات المحاكاة باستخدام برنامجي SimaPro وDesignBuilder. أظهرت النتائج أن GR وCR وRC تتمتع بأداء حراري أفضل، واكتساب حرارة أبطأ، وتبريد أسرع مقارنة بنظيراتها، في جميع المدن الثلاث، الرياض وجدة وتبوك. وقد سجلت أقصى متوسطات نهارية وليلية أقل من 30 درجة مئوية، و42 درجة مئوية على التوالي، مما يجعلها الاستراتيجيات الأكثر فعالية للحد من تأثيرات جزيرة الحرارة الحضرية. أظهرت RC زيادة في استخدام الطاقة، وخاصة في المناطق الأكثر برودة مثل تبوك، وأظهرت GR إمكانية تقليل الاستهلاك السنوي للطاقة بنسبة تصل إلى 2.89٪. وعلى الرغم من أن SPV أظهرت إمكانات قوية من خلال توليد طاقة كافية لتلبية أكثر من 90٪ من احتياجات المبنى من الطاقة، وأقصر فترة استرداد (6.74 سنة)، إلا أنها كانت أيضًا أعلى تكلفة أولية (161250 ريال سعودي)، وأعلى انبعاثات في معظم فئات التأثير البيئي، حيث تصدرت عشرة من أصل ثمانية عشر فئة تمت دراستها. وخلصت الدراسة إلى أنه في حين أن حلول التسقيف المستدامة توفر فوائد كبيرة لتحسين كفاءة الطاقة وتخفيف الآثار البيئية، فإن التنفيذ الناجح في المملكة العربية السعودية يتطلب التغلب على الحواجز التقنية والاقتصادية والسياسية.

English Abstract

ABSTRACT Full Name : Yussuf Raheemat Omobolanle Thesis Title : A Comparative Lifecycle Analysis of Sustainable Roofing Strategies in Saudi Arabia Major Field : Architecture Date of Degree : May 2024 The construction industry is experiencing a paradigm shift towards sustainability driven by environmental concerns and resource limitations. Consequently, this results in an increase in complexity and diversity within the industry, necessitating effective and comprehensive assessment of sustainable strategies which are enabled by Lifecycle Assessment (LCA). In arid regions like Saudi Arabia, where the demand for energy-efficient and environmentally friendly building solutions is pronounced, sustainable roofing strategies play a pivotal role in mitigating environmental impacts and enhancing building performance. This study investigates several sustainable roofing strategies, namely, green roof (GR), cool roof (CR), solar PV(SPV), and roof canopy (RC), by assessing and comparing their energy performance, economic feasibility and environmental impact. To achieve this, surveys were conducted (interview and questionnaire), and several simulations were conducted using SimaPro and DesignBuilder software. Results showed that GR, CR and RC have better thermal performance, slower heat gain, and faster cooling compared to their counterparts, across all three cities, Riyadh, Jeddah, and Tabuk. They recorded maximum daytime and nighttime averages below 30°C, and 42°C respectively, making them the most effective strategies for reducing urban heat island effects. RC showed an increase in energy usage, especially in colder regions like Tabuk, and GR showed potential of reducing annual energy consumption by up to 2.89%. Although SPV showed strong potential by generating enough energy to meet over 90% of the building’s energy needs, and the shortest payback period (6.74 years), it also had the highest upfront cost (161,250 SAR), and the highest emissions in most environmental impact categories, topping ten out of the eighteen studied. The study concluded that while sustainable roofing solutions offer significant benefits for improving energy efficiency and mitigating environmental impacts, successful implementation in Saudi Arabia requires overcoming technical, economic, and policy barriers.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental Architectural Construction Research Research > Environment Research > Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Architecture and City Design Department
Committee Advisor:	Asfour, Omar
Committee Members:	Muhammad, Asif and Abd El Fattah, Ahmed
Depositing User:	RAHEEMAT YUSSUF (g202206360)
Date Deposited:	22 Jul 2025 07:20
Last Modified:	22 Jul 2025 07:20
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143601