Net zero energy (NZE)‎ retrofit strategies of buildings envelopes in Gaza : case study : Multi-Storey residential buildings

Other Title(s)

استراتيجيات الطاقة الصفرية في إعادة تأهيل أغلفة المباني في قطاع غزة : حالة دراسية : مباني سكنية متعددة الطوابق

Dissertant

Ashur, Raniyah Muhammad Mahmud

Thesis advisor

Muhaysin, Ahmad Salamah
Ammar, Suhayr Muhammad Salim

University

Islamic University

Faculty

Faculty of Engineering

Department

Department of Architectural Engineering

University Country

Palestine (Gaza Strip)

Degree

Master

Degree Date

2018

Arabic Abstract

يمثل توفير الطاقة في المباني القائمة تحديا كبيرا للمهندسين على مر العقود الماضية، ولا سيما أنه يمكنهم من تحقيق مبادئ الإستدامة عن طريق تقليل إستخدام الوقود الأحفوري في تأمين متطلبات التدفئة والتبريد في تلك المباني.

ويطلق مصطلح مباني الطاقة الصفرية NZEB على المباني التي تحقق كفاءة الطاقة من خلال توليد الطاقة بواسطة المصادر المتجددة وبالتالي تقليل إعتماده على الوقود الأحفوري؛ وذلك من خلال التحكم بمكونات أغلفة المباني.

ورغم أن قطاع غزة يفتقر الى آليات تطبيق الإستدامة في مبانيه، إلا أنه هناك أملا في تحقيق كفاءة الطاقة من خلال أغلفة تلك المباني.

وهذا يمثل مرجعية للمهندس المعماري لإنتاج مباني كفؤة للطاقة في ظل النقص في إمداد الكهرباء، وخاصة أنه هنالك محطة وحيدة مغذية للكهرباء في قطاع غزة.

وبالتالي تقلل هذه المباني من إنبعاث ثاني أكسيد الكربون في هذا السياق، لا يمكن تجاهل مخزون المباني القائمة في قطاع غزة؛ حيث الفرصة متاحة لتحسين أدائها الحراري.

لذا تهدف الدراسة الى تحديد إستراتجيات الطاقة الصفرية التحديثية التي يمكن تطبيقها على أغلفة المباني القائمة في قطاع غزة.

ولكي يتم تحقيق الهدف الرئيس والأهداف المنبثقة منه، إعتمدت الدراسة على المنهج الوصفي التحليلي.

اعتمد القسم التحليلي على استخدام أداة المحاكاة للتحليل الحراري Design Builder V5 من أجل تطبيق السيناريوهات الممكنة على أغلفة المباني المتعددة الطوابق القائمة لتحسين أدائها الحراري والحصول على مباني صفرية الطاقة.

أظهرت النتائج ضرورة توفير أقل نفاذية حرارية لمكونات غلاف المباني، وأقل معامل تظليل لأنظمة الزجاج والتظليل بوجود التهوية المختلطة.

كما أظهرت النتائج بأن استخدام المركب للواجهات المزدوجة والواجهات النباتية ((GDSFهي أفضل إستراتجية للتهوية سواء كطريقة خاملة أو فعالة؛ وذلك لقدرتها على تحسين جودة الهواء في الداخل.

كما تم تحقيق 80% من حفظ الطاقة بالإضافة الى إنتاج طاقة أخرى فائضة والتي يجب وزنها وتقييمها.

والحل الأمثل للتكلفة هو أقل طاقة يتم استهلاكها في الموقع.

إذا كانت فترة الاسترجاع 11 عاما، فإن التكلفة ستكون 1436 جنيه إسترليني في الشهر.

توصيات الدراسة هي إستراتيجيات يمكن أن تفيد صناع القرار والمهندسين المعماريين وملاك المباني في غزة للحصول على مباني صفرية الطاقة.

English Abstract

Over last decades, maximizing the energy savings in the existing buildings was a challengeable issue that enabled the engineers to achieve the sustainability principles.

These principles depend on using less fossil fuel for meeting the heating and cooling demands of the buildings.

Net zero energy is a term of achieving high-energy performance that should be covered on-site generation by renewable sources.

The buildings should be able to reduce their energy demands through their envelope components.

Although sustainability principles are poorly applied on Gaza buildings, there is a hope to fulfill the high-energy performance through their envelopes.

This represents a guide for architects to produce energy efficient buildings in the presence of shortage in the electricity sector, especially that, there is only one supplier plant to Gaza areas.

Therefore, these buildings can cut down greenhouse gas emissions.

In this context, the stock of the existing buildings in Gaza could not be ignored as there is a chance to improve their thermal performance.

So, this study aims to identify the Net Zero energy retrofit strategies that could be applied to the building envelopes in Gaza.

In order to achieve this aim and the objectives of the study, the study based on the descriptive analytical method.

An experimental approach is conducted by using DesignBuilder V5 simulation tool that applies many scenarios that can be applied to achieve NZE principles to improve the thermal performance of existing multi-storey residential buildings in Gaza.

The outcomes showed that low thermal transmittance for the envelope components, and low shading coefficient for fenestration systems with mixed mode ventilation could get low energy consumption buildings.

The combination of double skin facade and vertical greenery systems (GDSF) was an effective strategy for ventilation whether as a passive or active due to its ability to improve indoor air quality.

Also, about 80% of energy savings was achieved.

The building produced an energy as a surplus that should be weighted and credited.

The cost-optimal solution achieved by less net site energy.

If pay pack were 11 years, the cost will be 1436 GBP in a month.

The study recommendations are as strategies that may benefit decision makers, architects and owners in Gaza to get NZEBs.

Main Subjects

Architecture Engineering

Topics

• Dwellings
• Case studies
• Gaza Strip

No. of Pages

220

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-906195