EFFICIENCY OF ARCHITECTURAL VOIDS ON NATURAL VENTILATION IN MULTI-STOREY BUILDINGS: CFD ANALYSIS | ||
| Journal of Al-Azhar University Engineering Sector | ||
| Article 14, Volume 16, Issue 59, April 2021, Pages 428-441 PDF (1.19 M) | ||
| Document Type: Original Article | ||
| DOI: 10.21608/auej.2021.166741 | ||
| Authors | ||
| Ahmad Sabri El-Sayed1; Ahmad Ahmad Fikri2; Abbas Mohamad El-Zaafarani3; Khaled Ibrahim Ahmad4 | ||
| 1Consultant Engineer for Public Buildings, MSc in Architecture, Cairo University. | ||
| 2Professor of Environmental Design and Planning, Department of Architecture, Faculty of Engineering, Cairo University. | ||
| 3Professor of Environmental Design and Planning and former Dean of the Faculty of Urban Planning, Cairo University. | ||
| 4Professor, Department of Mechanical Engineering, King Abdul-Aziz University, Jeddah. | ||
| Abstract | ||
| Improving the performance of natural ventilation in multi-storey buildings is important for living in terms of health and thermal comfort. One of the most important design strategies to improve natural ventilation in multi-storey buildings is by exploiting the voids inside the building. What is meant by voids here is the negative part of the built-up block such as skylights, courts or stairwells, which are usually located in the middle of the multi-storey residential building. Therefore taking care of designing voids in buildings from the beginning is crucial in order to obtain good natural ventilation. The experiment was conducted in this research on a four-storey hypothetically existing building. This study aims to explore the effects of voids inside the building on the efficiency of natural ventilation by incorporating two of voids forms avoiding any change in windows size or place. To assess the situation and reach the results, the experimental method was adopted and computational fluid dynamics CFD model was used. The major determinant used for assessment is the volumetric flow rate which is necessary for thermal comfort and health. This study revealed quantitatively what is known theoretically that including voids within the ventilation system and increasing their area can greatly enhance the efficiency of natural ventilation in the multi-storey building. يعد تحسين أداء التهوية الطبيعية في المباني متعددة الطوابق مهمًا للمعيشة من حيث الصحة والراحة الحرارية. من أهم استراتيجيات التصميم لتحسين التهوية الطبيعية في المباني متعددة الطوابق هي عن طريق استغلال الفراغات المفتوحة داخل المبنى. المقصود بالفراغ المفتوح هنا الجزء السالب من الکتلة المبنية - يمکن تسميته منور أو حوش أو بئر السلم – ويقع عادةً في وسط المبني متعدد الطوابق. من أجل ذلک تعد العناية بتصميم الفراغات المفتوحة في المباني من البداية أمرًا بالغ الأهمية للحصول على التهوية الطبيعية الجيدة. وقد تم اجراء التجربة في هذا البحث على مبنى افتراضي مکون من أربع طوابق. تهدف هذه الدراسة إلى استکشاف تأثير الفراغ المفتوح داخل المبنى على کفاءة التهوية الطبيعية من خلال دمج اثنين من أنواع هذه الفراغات مع فرضية عدم إجراء أي تغيير في حجم أو مکان النوافذ. لتقييم الوضع والوصول إلى النتائج اعتمد المنهج التجريبي و تم استخدام برامج المحاکاة على الحاسب الآلي لعمل نموذج CFD. المحدد الأساسي الذي استُخدم للمقارنة بين مختلف أشکال الفراغ هو معدل التدفق الحجمي لأنه يوضح کمية الهواء الداخلة للمبنى الذي هو أمر ضروري للراحة الحرارية وأيضًا للصحة بالتخلص من انبعاثات ثاني أکسيد الکربون والروائح. أثبتت هذه الدراسة کميًا ما هو معروف نظريًا أن إضافة الفراغات لعملية التهوية و زيادة مساحتها يمکن أن يعزز بنسب کبيرة کفاءة التهوية الطبيعية في المبنى متعدد الطوابق. | ||
| Keywords | ||
| Natural Ventilation; Sustainability; Thermal Comfort; Building Voids; Stack Effect; Computational Fluid Dynamics CFD; Ansys Fluent; Finite Volumes التهوية الطبيعية، الاستدامة، الراحة الحرارية، فراغات المبنى، تأثير المدخنة، ديناميکا الموائع الحسابية ، أنسيس فلوينت | ||
|
Statistics Article View: 293 PDF Download: 1,623 |
||
