Date of Award

4-2024

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Architectural Engineering

Department

Architectural Engineering

First Advisor

Dr. Mohamed Mahgoub

Abstract

The hybrid ventilation system has shown considerable potential in managing indoor thermal comfort, preserving indoor air quality, and minimizing energy usage. This is achieved by integrating natural and mechanical ventilation. When natural ventilation is unfeasible, the system smoothly transitions to mechanical ventilation to uphold optimal indoor thermal comfort levels. However, the application of this system in extremely arid regions poses a challenge due to the high energy consumption linked to air conditioning and cooling during the summer. In these areas, air conditioning and cooling alone represent approximately 60% of urban energy consumption. This study aims to assess the viability of hybrid ventilation configurations in an office building situated in the hot, dry climate of Dubai. The primary goal is to decrease energy consumption and carbon dioxide (CO2) emissions without compromising the thermal comfort of the occupants. A dynamic energy simulation was conducted using the EnergyPlus simulation engine. This included necessary data such as location, weather file, building geometry, construction materials, operational details, and internal load. The results were validated against actual consumption data over a year-long period. The findings suggest that the hybrid system could achieve an annual energy reduction of 23%. The system’s efficiency rose to 29% during cooler seasons, while it managed to reduce energy use by only 13% during hot seasons. Moreover, the hybrid system helped reduce carbon emissions by 20%. This study underscores the potential of hybrid ventilation systems in energy conservation and carbon emission reduction, particularly in hot, dry climates CO2.

Arabic Abstract


تقييم تأثير استراتيجيات التهوية الهجينة على تقليل حمل التبريد وتحقيق الراحة الحرارية للمباني: فيما يتعلق بالمناخ الجاف في دولة الإمارات العربية المتحدة

لقد أظهر نظام التهوية الهجين إمكانات كبيرة في التحكم في الراحة الحرارية الداخلية، والحفاظ على جودة الهواء الداخلي، واستخدام أقل قدر ممكن من الطاقة. ويحقق ذلك من خلال الجمع بين التهوية الطبيعية والميكانيكية. عندما لا تكون التهوية الطبيعية ممكنة، يتحول هذا النظام بسلاسة إلى التهوية الميكانيكية للحفاظ على أفضل مستويات الراحة الحرارية الداخلية الممكنة. ومع ذلك، فإن تنفيذ هذه الطريقة في المناطق شديدة الجفاف يمثل تحديا بسبب ارتفاع استهلاك الطاقة المرتبطة بتكييف الهواء والتبريد خلال فصل الصيف. في هذه المناطق، يمثل تكييف الهواء والتبريد وحدهما تقريبًا من استخدام الطاقة في المناطق الحضرية. الهدف من هذه الدراسة هو تقييم جدوى أنظمة التهوية الهجينة في مبنى المكاتب، الذي يقع في مناخ حار وجاف في دبي. الهدف الرئيسي هو تقليل استهلاك الطاقة دون المساس بالراحة الحرارية للركاب. تم إجراء محاكاة ديناميكية للطاقة باستخدام محرك المحاكاة Energy Plus، وتم التحقق من النتائج على مدى عام مقابل بيانات الاستهلاك الفعلي. أشارت النتائج إلى إمكانية تحقيق تخفيض سنوي في الطاقة بنسبة 23% مع النظام الهجين. خلال المواسم الباردة، زادت كفاءة النظام إلى %29، بينما خلال المواسم الحارة، تمكن فقط من تقليل استخدام الطاقة بنسبة 13%. علاوة على ذلك، ساهم النظام الهجين في تقليل انبعاثات الكربون بنسبة 20%.

Download
COinS