Impact of windcatcher on building thermal and CO2 concentration: numerical simulation in Muscat

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Globally, building sector contribute highly to energy consumption andpollutant release in the form of 𝐶𝑂ଶ emissions. The share of housing in energyconsumption increases as the residential construction sector is growing faster thanother buildings sectors in Oman and other GCC countries. This high percentage ofenergy consumption and production not only raises the expense of building energybut also has a negative influence on the environment. Native population has adoptedvariety of techniques to improve thermal conditions in buildings. Courtyard, urbanlayout, wall thickness etc. are examples of such techniques. Among those techniqueswas the windcatcher which found in hot climates where it was necessary to cool thespace. In this research, a computational fluid dynamics (CFD) tool is used to evaluatethe airflow in the windcatchers under various parameters. Those parameters are theimpacts of wind speeds and angles. In addition, different windcatcher designs werecarefully examined for a traditional building. The findings of this study givewindcatcher designers crucial knowledge on key design factors such as geometricaland environmental factors. It was found that a four-sided windcatcher is bettercompared to one-sided and two-sided windcatcher because of wind angles.Furthermore, squared windcatcher with an X-blade configuration is the optimumdesign for the studied location. In addition, blades can increase the average air velocityof the windcatcher by 42% in a southwest wind. Although the windcatcher in thetraditional house was able to improve the Indoor Air Quality of the house, the 𝐶𝑂ଶconcentration is still high. However, adding more windcatchers in the house was ableto reduce it by more than 70% and return it to an acceptable level. Moreover, addinga windcatcher in a modern house was able to enhance the thermal comfort, and reducethe 𝐶𝑂ଶ concentration. Results shows that a windcatcher constructed with an angle of30 degree from the north able to increase the average air velocity inside the spacemore than windcatcher rotated by 0, 45, and 60 degrees. The difference betweenaverage air velocity inside the space without a windcatcher and within a windcatcherwith a rotation of 30 was found to be more than 55%. Although that the windcatchercouldn't reach thermal comfort during the studied month, it was able to reduce the𝑃𝑀𝑉௥௘ௗ by 6.9%, and the 𝑃𝑃𝐷௥௘ௗ by 10.7%. In addition, a windcatcher in a modernhouse was able to reduce the 𝐶𝑂ଶ concentration by 45% compared to a house withoutwindcatcher.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

0b75809d-6e64-4f1c-85b5-b39dfb08a533

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

0b75809d-6e64-4f1c-85b5-b39dfb08a533_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تأثير ملاقف الهواء على الحرارة وتركيز CO2 في المباني: المحاكاة الرقمية في مسقط

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":" Hayder Khan","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"Manal Masoud Al-Mamariyah","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"Saleh Al-Saadi","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Impact of windcatcher on building thermal and CO2 concentration: numerical simulation in Muscat

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

على الصعيد العالمي، يساهم قطاع البناء بشكل كبير في استهلاك الطاقة وانبعاثات الملوثات على شكل انبعاثات CO₂. تزداد حصة الإسكان في استهلاك الطاقة مع نمو قطاع البناء السكني بشكل أسرع من قطاعات المباني الأخرى في عُمان ودول مجلس التعاون الخليجي الأخرى. هذه النسبة العالية من استهلاك الطاقة والإنتاج لا تزيد فقط من تكلفة الطاقة المستهلكة في المبنى، ولكن لها أيضًا تأثير سلبي على البيئة. اعتمد السكان الأصليون مجموعة متنوعة من التقنيات لتحسين الظروف الحرارية في المباني. الفناء، وسمك الجدار، والتخطيط الحضري، وغيرها، هي أمثلة على تلك التقنيات. ومن بين هذه التقنيات، كانت هناك طريقة أخرى تُعرف باسم ملاقف الهواء في المناخات الحارة حيث كان من الضروري تبريد المكان. في هذا البحث، تم استخدام المحاكاة الرقمية (CFD) لتقييم تدفق الهواء داخل ملاقف الهواء تحت معايير مختلفة. هذه الجوانب تشمل آثار سرعة الرياح وزوايا الوقوع. بالإضافة إلى ذلك، تم فحص تصميمات ملاقف الهواء المختلفة بعناية لمبنى تقليدي. تقدم نتائج هذه الدراسة لمصممي ملاقف الهواء معرفة مهمة حول عوامل التصميم الرئيسية مثل العوامل الهندسية والعوامل البيئية. تشير النتائج إلى أن: ملقف الهواء رباعي الجوانب أفضل من ملقف الهواء من جانب واحد أو جانبين بسبب زوايا الرياح. ملقف الهواء المربع ذو الأربع فتحات وحواجز داخلية على شكل X هو التصميم الأمثل للموقع المدروس. يمكن أن تزيد الحواجز الداخلية من متوسط سرعة الهواء لملاقف الهواء بنسبة 42% في حال وجود الرياح الجنوبية الغربية. علاوة على ذلك، على الرغم من أن ملاقف الهواء في المنزل التقليدي كانت قادرة على تحسين جودة الهواء الداخلي للمنزل، إلا أن تركيز CO₂ بقي مرتفعًا. ومع ذلك، فإن إضافة المزيد من ملاقف الهواء في المنزل كان قادرًا على تقليل تركيز CO₂ بأكثر من 70% وإعادته إلى مستوى مقبول. كما أظهرت الدراسة أن إضافة ملقف هواء بزاوية محددة (30 درجة من الشمال) في منزل حديث كان قادرًا على: تعزيز سرعة الهواء بنسبة 55% مقارنة بالفضاء بدون ملقف هواء تحسين الراحة الحرارية (خفض مؤشر PPD بنسبة 10.7% وPMV بنسبة 6.9%) تقليل تركيز CO₂ بنسبة 45% مقارنة بالمنزل الذي لا يحتوي على ملاقف هواء على الرغم من أن ملقف الهواء لم يتمكن من تحقيق الراحة الحرارية المثلى خلال الفترة المدروسة، إلا أنه حقق تحسينات كبيرة في جودة البيئة الداخلية.

كلمات الباحثين

Architecture and climate--Oman Buildings - Thermal properties- Oman

إشراف وإعداد

الإشراف

Hayder Khan, Saleh Al-Saadi

الإعداد

Manal Masoud Al-Mamariyah

الاقتباسات الببليوغرافية