![](/images/graphics-bg.png)
استحداث مونة نانو أسمنتية منخفضة التكاليف للحد من استهلاك الطاقة الكهربية في المباني السكنية بالمملكة العربية السعودية
Other Title(s)
Development of low cost nano-structured cementitious plastering for reducing energy demand of residential buildings in Saudi Arabia
Author
Source
Issue
Vol. 14, Issue 1 (30 Jun. 2015), pp.1-19, 19 p.
Publisher
Rashid Ben Humaid Award for Culture and Science
Publication Date
2015-06-30
Country of Publication
United Arab Emirates
No. of Pages
19
Main Subjects
Electronic engineering
Civil Engineering
Topics
Abstract AR
أصبحت مسألة استهلاك الطاقة الكهربية في قطاع المباني مسألة جوهرية تشغل دول العالم كافة و من ضمنها المملكة العربية السعودية.
أظهرت الدراسات أن الانتقال الحراري خلال الجدران و الأسقف من أهم العوامل التي تزيد من الأحمال الحرارية داخل المبني و من ثم فهي تزيد من الطاقة اللازمة للتبريد لتحقيق الراحة الحرارية للإنسان، و بالتالي فإن زيادة كل من المقاومة الحرارية و الانعكاسية بالنسبة لأغلفة المباني يساهم بشكل كبير في توفير الراحة الحرارية لشاغلي المباني و من ثم ترشيد استهلاك الطاقة الكهربائية.
تهدف هذه الدراسة إلى تحضير مواد إسمنتية ذات مقاومة حرارية عالية و انعكاسية مرتفعة للإشعاع الشمسي مع الاحتفاظ بخواص ميكانيكية مقبولة (تتناسب لاستخدامها في أغلفة المباني) و دراسة تأثير استخدام تلك المواد كطبقات تكسية على تحسين كفاءة الطاقة داخل المباني.
و لتحقيق هذا الهدف تم استخدام الأسمنت المخلوط كمادة رابطة بدلا من الأسمنت البورتلاندي العادي.
الأسمنت المخلوط المستخدم في هذه الدراسة هو أسمنت بورتلاندي أبيض مخلوط بنسبة 10 % من جسيمات الطفلة النانومترية المنشطة حراريا (الميتاكاولين) و من ثم الإحلال الجزئي للإسمنت بنسب مختلفة من حبيبات مادة البيرلايت تتراوح من 10 % إلي 70 % بالحجم.
كما تم إضافة الألياف الطبيعية بنسبة ثابتة (2 % من وزن الاسمنت) و قد تم استخدام النسب القياسية للماء لعمل المخاليط الأسمنتية.
لدراسة الخصائص الفيزيوحرارية و الميكانيكية تم إجراء مجموعة من الاختبارات ً للمواصفات القياسية الدولية و تشمل (الكثافة–التوصيلية الحرارية–مقاومة الانثناء–الانعكاسية–فحص التركيب الدقيق باستخدام الميكروسكوب الإلكتروني الماسح) و ذلك عند عمر 28 يوم من التهدرت.
أظهرت النتائج أن كل من الكثافة التوصيلية الحرارية و مقاومة الانثناء تقل مع زيارة نسبة الإحلال بالبيرلايت.
الإحلال الجزئي للاسمنت بنسبة 70 % بيرلايت أدى إلى خفض التوصيلية الحرارية بنحو 84 % و زيادة الانعكاسية بنحو 33% مقارنة بالعينة المرجعية التي لا تحتوي بيرلايت.
حتى عند أكبر نسبة للبيرلايت (70 %) فإن مقاومة الانثناء الميكانيكي ليست فقط متوافقة مع اشتراطات المواصفات القياسية الدولية بل تقدر بثلاثة أضعاف الحدود الدنيا المنصوص عليها في تلك المواصفات.
لتقييم الأثر الكمي لانخفاض التوصيلية الحرارية على كفاءة استخدام الطاقة في المباني السكنية تم استخدام برنامج تحليل الطاقة المعتمد دولياDesignBuilder 3.2 لمحاكاة الاستهلاك السنوي لمنزل سكني نموذجي في المملكة العربية السعودية و بالتحديد مدينة الرياض.
أظهرت نتائج المحاكاة أن استخدام المونة النانوأسمنتية في تكسية الغلاف الخارجي للمبنى أدى إلى خفض استهلاك الطاقة بنحو 34 %.
Abstract EN
The aim of this study is to develop nanostructured lightweight fiber reinforced cementitious surface composite (NLWFRCC) with enhanced thermal resistance and reasonable mechanical strength and to assess the impact of its application on the energy efficiency of residential buildings in Saudi Arabia.
White Portland cement (WPC) was partially replaced with different amounts of perlite ranging from 10% up to 70% (by volume) then substituted by 10% nano metakaolin.
Natural fibers were added by 2% by mass of binder.
The density, thermal conductivity, flexural strength and solar reflectivity were measured at 28 days of curing.
It was found that; the density, thermal conductivity and flexural strength decrease with increasing replacements of cement by perlite, a reduction in thermal conductivity by 84% was achieved at 70% perlite.
Even at 70% Perlite; the maximum reduction of flexural strength is approved by ASTM Standards moreoverit is 3 times greater than the flexural strength requirements of standard specification for mortar cement.
Incorporating perlite into WPC, led to a significant enhancement in reflectivity especially in near infrared region, an increase of about 33% was obtained at 70% perlite.
In order to assess the quantitative impact of the decrease of thermal conductivity of NLWFRCC on the energy efficiency of a residential building, the building energy analysis program DesignBuilder 3.2 was used to simulate the annual energy consumption for a typical residential house in Saudi Arabia under the climatic conditions of Riyadh city.
NLWFRCC caused a reduction in cooling energy consumption by about 34 %.
American Psychological Association (APA)
الفخر، حمادة شكري. 2015. استحداث مونة نانو أسمنتية منخفضة التكاليف للحد من استهلاك الطاقة الكهربية في المباني السكنية بالمملكة العربية السعودية. مجلة عجمان للدراسات و البحوث،مج. 14، ع. 1، ص ص. 1-19.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-654327
Modern Language Association (MLA)
الفخر، حمادة شكري. استحداث مونة نانو أسمنتية منخفضة التكاليف للحد من استهلاك الطاقة الكهربية في المباني السكنية بالمملكة العربية السعودية. مجلة عجمان للدراسات و البحوث مج. 14، ع. 1 (2015)، ص ص. 1-19.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-654327
American Medical Association (AMA)
الفخر، حمادة شكري. استحداث مونة نانو أسمنتية منخفضة التكاليف للحد من استهلاك الطاقة الكهربية في المباني السكنية بالمملكة العربية السعودية. مجلة عجمان للدراسات و البحوث. 2015. مج. 14، ع. 1، ص ص. 1-19.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-654327
Data Type
Journal Articles
Language
Arabic
Notes
يتضمن مراجع ببليوجرافية : ص. 18-19
Record ID
BIM-654327