مراجعة أدبية
Review on building energy effeciency through optimized building envelopes
Ms. Maryam Omar Bazaraah*, Prof. Laila Khodeir, Dr. Mahmoud Gadelhak
Ain Shams University | Egypt
Abstract: Energy-efficient building envelopes consider material thermophysical properties and wall section configuration to optimize energy consumption for cooling and heating in response to climate.
A review of 80 papers revealed that published information on this subject is diverse, contains inconsistencies in findings, and shows contradictory results. Therefore, hypothesizing a suitable building envelope for efficient year-round performance per climate is difficult through published literature alone. The aim of this paper is to identify trends and gaps in studies regarding efficient year-round building envelopes. Relevant literature published from 1997 to 2023 was reviewed. A data extraction process was used to organize performance parameters of thermal insulation and thermal mass. The relationships between climate, wall configuration,
and thermophysical properties in published experimental studies were then analyzed. Results of static thermal insulation investigations revealed a trend where the most common placement is interior or embedded,
however inconsistencies in results were found depending on climate. Dynamic insulation is predicted to show promising results, although it is a novel solution under research. Moreover, multilayer walls of thermal insulation and thermal mass show better mitigation for thermal discomfort in climates with high diurnal fluctuation compared to other climates.
Furthermore, latent heat storage using Phase Change Materials (PCMs) was found to be more advantageous than sensible heat storage. This study highlights future potential research on building envelopes in different climates and microclimates and their respective thermophysical properties requirements.
Keywords: Static Insulation; Dynamic Insulation; Sensible Heat Storage; Latent Heat Storage; Year-round Energy Efficiency.
مراجعة أدبية حول كفاءة الطاقة في المباني من خلال تحسين غلاف المبنى
أ. مريم عمر بازرعه*, الأستاذ الدكتور / ليلى خضير, الدكتور / محمود جاد الحق
جامعة عين شمس | مصر
المستخلص: تأخذ الأغلفة الإنشائية للمباني ذات الكفاءة في استهلاك الطاقة في الاعتبار الخصائص الديناميكية الحرارية للمواد وتكوين الجدران بهدف تحسين استهلاك الطاقة للتبريد والتدفئة استجابةً للمناخ. كشفت مراجعة لـ 80 بحثًا أن المعلومات المنشورة حول هذا الموضوع متنوعة، وتحتوي على تناقضات في النتائج، وتظهر تباينات متعارضة،
مما يجعل من الصعب افتراض غلاف بنائي مناسب للأداء الفعّال على مدار السنة بناءً على الأدبيات المنشورة وحدها. تهدف هذه الدراسة إلى تحديد الاتجاهات والفجوات في الدراسات المتعلقة بالأغلفة الإنشائية ذات الكفاءة على مدار السنة. تم مراجعة الأدبيات ذات الصلة التي نُشرت في الفترة من 1997 إلى 2023.
تم استخدام عملية استخراج البيانات لتنظيم معايير الأداء المتعلقة بالعزل الحراري والكتلة الحرارية. ثم تم تحليل العلاقات بين المناخ، وتكوين الجدران، والخصائص الديناميكية الحرارية في الدراسات التجريبية المنشورة. كشفت نتائج تحقيقات العزل الحراري الثابت عن وجود اتجاه شائع في وضع العزل داخل الجدران أو دمجه فيها، لكن وُجدت تناقضات في النتائج حسب المناخ. يُتوقع أن يظهر العزل الديناميكي نتائج واعدة، رغم كونه حلًا مبتكرًا تحت البحث. علاوة على ذلك، أظهرت الجدران متعددة الطبقات التي تحتوي على العزل الحراري والكتلة الحرارية قدرة أفضل في تحسين الراحة الحرارية في المناخات التي تتميز بتفاوت حراري نهاري كبير مقارنةً بالمناخات الأخرى.
كما تبيّن أن تخزين الحرارة الكامنة باستخدام مواد تغيير الطور أكثر فائدة من تخزين الحرارة المحسوسة. تبرز هذه الدراسة إمكانات البحث المستقبلي حول الأغلفة الإنشائية في المناخات والمناخات الدقيقة المختلفة ومتطلباتها من الخصائص الديناميكية الحرارية.
الكلمات المفتاحية: العزل الثابت؛ العزل الديناميكي؛ تخزين الحرارة المحسوسة؛ تخزين الحرارة الكامنة؛ الكفاءة الطاقية على مدار السنة.