دراسة حسابية و تجريبية لتأثيرات معاملات النوافذ على التهوية الطبيعية الداخلية في مبنى سكني
Title Numerical and experimental investigations of the impacts of window parameters on indoor natural ventilation in a residential building
الباحث الرئيس محمود فرغلي بادي محمد
الباحثون المشاركون
التخصص: الهندسة الميكانيكية
التخصص الدقيق: تبريد وتكييف الهواء
المستخلص: تمثل التهوية الطبيعية أحد التحديات في تصميم المباني الخضراء حيث أن أهم عامل يعكس جودة تصميم المبنى هو الراحة الحرارية داخل البيئة الداخلية. تقدم هذه الورقة استقصاءات تجريبية وعددية لتقييم آثار التهوية الطبيعية على الراحة الحرارية داخل المباني السكنية. أجريت محاكيات ديناميكا الموائع الحسابية (CFD) لتقييم بيئة الرياح في مجال الدراسة. بعد ذلك ، تم استخدام مجال التدفق المحسوب لحساب مجال درجة الحرارة. تم التحقق من نتائج المحاكاة باستخدام القياسات التجريبية. كانت المعلمات التي تم دراستها في الدراسة هي سرعة الهواء والرطوبة النسبية ودرجة حرارة الهواء المصباح الجاف. تظهر نتائج الدراسة أن هناك ظروف انزعاج حراري كبيرة داخل مجال الدراسة ، بسبب نقص دوران الهواء داخل المجال نتيجة لهندسة البناء. وفقًا لذلك ، تعكس النتائج التي تم الحصول عليها الحاجة إلى تعديلات التصميم في معلمات النافذة (حجم النافذة ، ووضع النافذة ، والظلال) لتحسين الراحة الحرارية داخل المجال. أدى تطبيق تعديلات التصميم إلى انخفاض في درجة حرارة الهواء بنسبة 2.5٪ وزيادة في سرعة الهواء داخل مجال الدراسة ست مرات.
Abstract: Natural ventilation represents one of the challenges in green buildings design since the most important parameter that reflects the quality of building design is the thermal comfort within the indoor environment. This paper introduces experimental and numerical investigations for evaluating the impacts of natural ventilation on the thermal comfort inside residential buildings. Computational fluid dynamics (CFD) simulations were carried out to assess the wind environment within the study domain. Then,the solved flow field was used to calculate the temperature field. Validation of the simulation results was performed using experimental measurements. The parameters considered in the study were the air velocity, relative humidity, and the dry bulb air temperature. The study results show that there are significant thermal discomfort conditions inside the study domain, due to the lack of air circulation within the domain as a result of the building geometry. Accordingly, the obtained results reflect the need for design modifications in window parameters (window size, window placement, and shades) to improve the thermal comfort within the domain. Applying the design modifications led to a decrease in the air temperature by 2.5% and an increase in the air velocity within the study domain by six times.