A COMPREHENSIVE FRAMEWORK FOR SUSTAINABLE BUILDING ENVELOPE DESIGN IN HOT HUMID CLIMATE. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Shaima Businnah-A COMPREHENSIVE FRAMEWORK FOR SUSTAINABLE BUILDING ENVELOPE DESIGN IN HOT HUMID CLIMATE-eprint.pdf Restricted to Repository staff only until 10 November 2026. Download (11MB)

Arabic Abstract

في المناخات الحارة والرطبة، يلعب الغلاف الخارجي للمبنى دورًا محوريًا في إدارة الإجهاد الحراري، ومنع تسرب الرطوبة، والتحكم في الطلب على الطاقة، وهي عوامل تؤثر بشكل مباشر على استدامة المبنى. تقترح هذه الأطروحة إطارًا شاملاً لتصميم الغلاف الخارجي المستدام، مكيّفًا خصيصًا مع هذه المناخات، ليكون أداة إرشادية للمصممين وصنّاع القرار في تصميم أغلفة مبانٍ مستدامة وتقييم مستوى استدامتها. ويرتكز هذا الإطار على خمسة محاور رئيسية: كفاءة الطاقة، المتانة والمرونة، البيئة، الجوانب الاجتماعية والاقتصادية، والابتكار والاعتبارات التقنية. وقد تم تطويره من خلال دمج شامل للأنظمة والمعايير الدولية والإقليمية، وأنظمة التقييم الخضراء (مثل LEED وBREEAM وMostadam) ، والأدبيات الأكاديمية . تم تحديد وتصنيف والتحقق من 78 مؤشرًا لأداء الاستدامة (SPIs) من خلال استشارة الخبراء وتطبيق أسلوب التحليل الهرمي (AHP) ، بما يضمن تحديد أوزان متوازنة مبنية على الأدلة لكل معيار. وقد أُسنِد لكل مؤشر مستوى امتثال من أربعة مستويات ) 0 – 3 (، إضافة إلى خمسة مستويات للأداء المستدام: غير مستدام، مستدام بدرجة منخفضة، مستدام، مستدام بدرجة عالية، وأداء نموذجي، مما يتيح منهجية تقييم منظ مة وقابلة للقياس الكمي . تم تطبيق الإطار على دراسة حالة افتراضية تمثل فيلا سكنية سعودية في الظهران، للتحقق من جدواه العملي وملاءمته السياقية. كما تقدّم الدراسة تعريفًا محدثًا ومتكاملاً لتصميم الغلاف المستدام، متوافقًا مع محاوره الأساسية، حيث يُنظر إلى الغلاف باعتباره واجهة ديناميكية تدمج الاستجابة البيئية، وكفاءة الطاقة، والمتانة طويلة الأمد للمواد، ورفاهية المستخدم، والابتكار التكنولوجي على مدار دورة حياة المبنى. وبذلك، لا يقتصر دور الإطار المقترح على كونه أداة تقييم فحسب، بل يعمل كخارطة طريق استراتيجية تدعم رؤية السعودية 2030 وأ هداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة (SDGs).

English Abstract

In hot and humid climates, the building envelope is pivotal in managing thermal stress, moisture intrusion, and energy demand factors that directly influence building sustainability. This thesis proposes a comprehensive framework for Sustainable Building Envelope Design, specifically adapted to such climates, to guide designers and decision-makers in designing sustainable building envelopes and assessing the level of sustainability. Grounded in five core sustainability pillars, Energy Efficiency, Durability and Resilience, Environmental, Socio-Economic Adaptability, and Innovation and Technical Considerations. The framework was developed through a robust synthesis of international and regional building codes, standards, green building rating systems (LEED, BREEAM, Mostadam), and academic literature. A total of 78 Sustainability Performance Indicators (SPIs) were identified, classified, and validated through expert consultation and an Analytic Hierarchy Process (AHP), ensuring a balanced and evidence-based weighting of each criterion. Each SPI was assigned to one of four compliance levels, starting from 0 to 3, and five sustainability scoring tiers: Not Sustainable, Low Sustainable, Sustainable, Highly Sustainable, and Exemplary Performance, facilitating a structured and quantifiable assessment methodology. The framework was applied to a representative hypothetical case study of a Saudi residential villa located in Dhahran, validating its practical xiii applicability and contextual relevance. The result placed the case study envelope design in the "Not-Sustainable" performance level, demonstrating that the design is insufficient for a basic level of sustainability. Additionally, the study presents a refined and integrative definition of sustainable building envelope design, aligned with the framework’s core pillars. This definition positions the envelope as a dynamic interface that integrates environmental responsiveness, energy efficiency, long-term material durability, occupant well-being, and technological innovation throughout the building lifecycle. Ultimately, the proposed framework serves not only as an evaluation tool but also as a strategic roadmap, supporting the Saudi Vision 2030 and the United Nations' Sustainable Development Goals (SDGs).

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental Architectural Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Architectural Engineering and Construction Management
Committee Advisor:	Budaiwi, Ismail M.
Committee Co-Advisor:	Alhaji Mohammed, Mohammed
Committee Members:	Ahmed, Adel Fadhl Noor
Depositing User:	SHAIMA BUSINNAH (g202201600)
Date Deposited:	12 Nov 2025 10:39
Last Modified:	12 Nov 2025 10:39
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143740