Influences of local materials on the building behavior and evaluation of the cooling loads
- Post by: SOAPHYS-KZ
- 17 juin 2021
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http://dx.doi.org/10.46411/jpsoaphys.2020.02.19
Section de la parution: Informations de publication
J. P. Soaphys, Vol 2, N°2 (2020) C20A11; 31 Mars 2021
Pages : C20A19-1 à C20A19-7
Informations sur les auteurs
Amadou-Oumarou Fati 1, 2, Ouédraogo Souleymane 1, Sanembaye Adrien 1, Konfé Amadou 1, Ouédraogo Adama 1, Ouedraogo Salifou 1, and Bathiébo Dieudonné Joseph 1
1 Joseph Ki-Zerbo University, Laboratory of Renewable Thermal Energies, Ouagadougou, Burkina Faso
2 Abdou Moumouni University, Faculté des Science et Techniques, departement de chimie Niamey, Niger ;
Corresponding author e-mail:amadoufatiouma@gmail.com,
A B S T R A C T
The energy demand in buildings sector is always increasing due to the climate, the economic growth, and also the need for thermal comfort. The aim of this paper is to find a way that can significantly reduce the energy demand for a building through an improvement of the design of its thermal envelope. Within this work, we utilized the thermophysical properties of four building materials: three local materials (compressed earth block (BTC), lateritic block (BLT), and raw earth), and one modern (Hollow cement). The numerical optimization of the building design has been performed dynamically by Comsol 5.3a software: the case study is Ouagadougou and 2 the surface is 100m^2 . Also, the temporal variations in the inside of the room, as well as the internal and external temperatures of the walls and the ceiling with four different materials, have been determined. The result of the simulation shows that, for BLT, the maximum of ambiante temperature is obtained 308K around 22h, for Adobe it is 308.8K around 21h, for BTC it was 309.2K at 19h30, and finally for cement block it is 310K around 17. We can safely say that BLT is the material leading to the lowest average daily indoor temperature variation, thus leading to the reduction of air conditioning load and the need for thermal comfort and around the order of 4KW of energy saving can be obtained.
Keywords : Thermal comfort, local materials, energy efficiency, Thermophysical properties,, Comsol and Matlab software, energy saving, cooling loads,, energy performance
RESUME
La demande énergétique dans le secteur du bâtiment est en constante augmentation en raison du climat, de la croissance économique et aussi du besoin de confort thermique. Le but de cet article est de trouver un moyen permettant reduire considérablement la demande énergétique d’un bâtiment à travers une amélioration de la conception de son enveloppe thermique. Dans ce travail, nous avons utilisé les propriétés thermophysiques de quatre matériaux de construction : trois matériaux locaux (bloc de terre comprimée (BTC), bloc latéritique (BLT) et terre brute) et un moderne (ciment creux). L’optimisation numérique de la conception du bâtiment a été réalisée de manière dynamique par le logiciel Comsol 5.3a : l’étude de cas est Ouagadougou et la surface est de 100m^2 . Aussi, les variations temporelles à l’intérieur de la pièce, ainsi que les températures internes et externes des murs et du plafond avec quatre matériaux différents, ont été déterminées. Le résultat de la simulation montre que, pour BLT, la temperature maximale est obtenu vers 22h est de 308K, pour Adobe il est de 308.8K vers 21h, pour BTC il était de 309,2K à 19h, et enfin pour le parpaing de ciment il est de 310K vers 17H. Nous pouvons affirmer avec certitude que le BLT est le matériau conduisant à la variation de température intérieure quotidienne moyenne la plus faible, conduisant ainsi à la réduction de la charge de climatisation et au besoin de confort thermique et de l’ordre de 4KW d’économie d’énergie peut être obtenu.
Mots-Clés : Confort thermique, matériaux locaux, éfficacité energetique, charge de climatisation, logiciels Comsol et MATLAB, performance energetique, propriétés thermophysiques
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