Energy saving through intermittent evaporative roof cooling

Alturki, Abdullah; Zaki, Galal M.

doi:10.1016/0378-7788(91)90069-f

Cited by 25 publications

(14 citation statements)

References 1 publication

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…It causes a fluctuation in water temperature of about 5 • C. If sprays are added to this method, they can increase its efficiency, and in this way it could reduce heat flux up to 55% in a tropical climate by using 10 cm water layer over a slab and compared with a conventional slab, both of which had 10 cm roofing construction [62]. In another experiment it was up to 40% in an arid climate by using sprays with shallow water compared with a conventional roof in Saudi Arabia which usually had 30 cm roof thickness [63].…”

Section: Uncovered Ponds With/without Spraysmentioning

confidence: 99%

A Review of Roofing Methods: Construction Features, Heat Reduction, Payback Period and Climatic Responsiveness

Abuseif

Gou

2018

Energies

View full text Add to dashboard Cite

The roofs of buildings play an essential role in energy efficiency because a significant amount of solar radiation is absorbed by roofs in hot weather and a significant amount of heat is lost through roofs in cold weather. This paper is a systematic literature review about roofing methods for flat roofs. Ten roofing methods are reviewed in this paper. They are concrete roof, cool roof, insulated roof, roof garden, photovoltaic panels’ roof, biosolar roof, double-skin roof, roof ponds, skylight roof, and wind catcher. The review covers each roof’s main features, heat flux reductions, payback periods, and the appropriate climate for its implementation. Furthermore, the basic principles for selecting appropriate roofing methods are discussed and future studies for integrating these roofing methods are suggested. Some of these methods can eliminate the need of installing HVAC (Heating Ventilation and Air-conditioning) systems and others can achieve a high percentage of heat reduction if they are the right choice and they are implemented in the right circumstances. An incorrect selection could result in mild to severe energy penalties. The review contributes to the increasing knowledge about sustainable roofing and helps designers to increase building energy efficiency by selecting the appropriate roofing method.

show abstract

Section: Uncovered Ponds With/without Spraysmentioning

confidence: 99%

A Review of Roofing Methods: Construction Features, Heat Reduction, Payback Period and Climatic Responsiveness

Abuseif

Gou

2018

Energies

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Calculations of heat and energy transfers between the system and the boundary can be derivatives using the basic heat transfer equation; many works presenting the mathematical modelling of the panel pond system can also be referenced [17][18][19][20][21][22]. The amount of heat dissipated to the sky by radiation is a function of the pond emissivity, the sky temperature, and the pond water temperature; other factors having an effect are the humidity ratio, clouds, and radiation wavelength which have a direct effect on changes to the emissivity and sky temperature values.…”

Section: Radiative Panel Mathematicalmentioning

confidence: 99%

Design and Modelling of Water Chilling Production System by the Combined Effects of Evaporation and Night Sky Radiation

Al-Zubaydi

Dartnall

2014

Journal of Renewable Energy

View full text Add to dashboard Cite

The design and mathematical modelling of thermal radiator panel to be used primarily to measure night sky radiation wet coated surface is presented in this paper. The panel consists of an upper dry surface coated aluminium sheet laminated to an ethylene vinyl acetate foam backing block as an insulation. Water is sprayed onto the surface of the panel so that an evaporative cooling effect is gained in addition to the radiation effect; the surface of a panel then is wetted in order to study and measure the night sky radiation from the panel wet surface. In this case, the measuring water is circulated over the upper face of this panel during night time. Initial TRNSYS simulations for the performance of the system are presented and it is planned to use the panel as calibrated instruments for discriminating between the cooling effects of night sky radiation and evaporation.

show abstract

“…Επιπρόσθετα, επιχειρείται η καταγραφή, η κωδικοποίηση και η αξιολόγηση των τεχνικών παθητικού δροσισμού που σχετίζονται με το δώμα. Τα περιγραφόμενα συστήματα υπάγονται σε τρείς κατηγορίες:  Φυτεμένα δώματα (green roofs)  Ακτινοβολητές δροσισμού (cooling radiators)  Υδατοδεξαμενές (roof ponds) 56 τρόπος σχεδιασμού και λειτουργίας όλων των συστημάτων των δύο αυτών κατηγοριών, με την πλήρη καταγραφή των κατασκευαστικών και λειτουργικών τους χαρακτηριστικών. Πραγματοποιείται αναφορά σε έρευνες βασισμένες σε πειράματα ή προσομοιώσεις, οι οποίες αφορούν στην απόδοση των συστημάτων.…”

Section: συμπεράσματα 1 ου κεφαλαίουunclassified

“…Η στεγάνωση της υδατοδεξαμενής επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση φύλλου από PVC, ενώ το δώμα έχει κλίση προς την υδρορρόη για την απομάκρυνση όμβριων ή τυχόν διαρροών από την υδατοδεξαμενή. Η ελεύθερη επιφάνεια καλύπτεται από φύλλο πολυστερίνης πάχους 0,10m 56 .…”

Section: I) ακτινοβολητές νερούunclassified

“…17.2-17.7 53 Yannas, (2006) ό.π., σ. 44-45 54 Dimoudi A, Sutherland G, Androutsopoulos A, Vallindras M, (1998), Development and testing of a prototype radiative cooling component using a water radiator linked to a cooling panel, Roofsol 55 Water based radiators with roof pond 56 Η κάλυψη της επιφάνειας του νερού έχει ως αποτέλεσμα τον περιορισμένο αερισμό πάνω από την επιφάνεια του νερού.…”

Section: I) ακτινοβολητές νερούunclassified

See 1 more Smart Citation

Διερεύνηση Συμβολής Του Δώματος Στο Φυσικό Δροσισμό Των Κτιρίων Στο Περιβάλλον Της Κρήτης

Spanaki¹,

Σπανάκη²

View full text Add to dashboard Cite

Η παρούσα διατριβή διερευνά τη δυνατότητα συμβολής του δώματος στον παθητικό δροσισμό και αφορά στις κλιματικές και κατασκευαστικές ιδιαιτερότητες της Κρήτης. Ο κύριος στόχος της έρευνας είναι η συνολική αξιολόγηση των τεχνικών παθητικού δροσισμού από το δώμα, λαμβάνοντας υπόψη όλες τις παραμέτρους που καθορίζουν την επιλογή ενός συστήματος. Επιπλέον, η διατριβή προτείνει μια καινοτόμο τεχνική παθητικού δροσισμού του δώματος, η οποία πληροί τις απαιτούμενες προδιαγραφές για την ευρεία εφαρμογή της στην Κρήτη. Η διατριβή αποτελείται από τρεις ενότητες. Στην πρώτη ενότητα αναλύονται τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της Κρήτης, και αξιολογούνται οι τεχνικές παθητικού δροσισμού από το δώμα. Στη δεύτερη ενότητα διερευνώνται αναλυτικά και πειραματικά οι τρόποι με τους οποίους μπορεί να βελτιωθεί η θερμική απόδοση συγκεκριμένης τεχνικής παθητικού δροσισμού. Το τρίτο μέρος προτείνει μια καινοτόμο τεχνική, η οποία εφαρμόζεται σε κλίμακα κτιρίου. Επιπρόσθετα, αναλύεται η θερμική απόδοση του προτεινόμενου συστήματος και καθορίζονται οι απαιτήσεις για την εφαρμογή του συστήματος σε μεγαλύτερα κτίρια. Η πρώτη ενότητα αποτελεί το θεωρητικό μέρος, το οποίο αναπτύσσεται σε 2 Κεφάλαια. Στο 1ο Κεφάλαιο αναλύονται τα χαρακτηριστικά της Κρήτης, αρχής γενομένης από τα γεωγραφικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά που σχετίζονται με το κλίμα. Αναλύονται κτιριακά και πληθυσμιακά δεδομένα, καθώς επίσης και οι παράμετροι που σχετίζονται με το ενεργειακό πρόβλημα της Κρήτης. Περιγράφονται παραδοσιακές και οι συμβατικές τεχνικές κατασκευής του δώματος, ενώ αξιολογείται το δυναμικό δροσισμού με ακτινοβολία και εξάτμιση. Το 2ο Κεφάλαιο εστιάζει στην αξιολόγηση των τεχνικών παθητικού δροσισμού από το δώμα, βασιζόμενο στη βιβλιογραφική ανασκόπηση. Οι τεχνικές παθητικού δροσισμού από το δώμα υπάγονται σε τρεις κατηγορίες α) τα φυτεμένα δώματα, β) τους ακτινοβολητές δροσισμού και γ) τις υδατοδεξαμενές. Τα φυτεμένα δώματα εξαιρούνται της λεπτομερούς ανάλυσης καθώς αποτελούν επαρκώς μελετημένη τεχνική. Αναλύεται η λειτουργία των ακτινοβολητών δροσισμού και των υδατοδεξαμενών και οι παράμετροι που βελτιστοποιούν τη θερμική συμπεριφορά κάθε συστήματος. Επιπρόσθετα, πραγματοποιείται συγκριτική αξιολόγηση των ακτινοβολητών δροσισμού και των υδατοδεξαμενών βάσει προσομοιώσεων και πειραμάτων. Πραγματοποιείται επίσης συνολική αξιολόγηση των εξεταζόμενων τεχνικών, λαμβάνοντας υπόψη όλες τις παραμέτρους που καθορίζουν την επιλογή ενός συστήματος, όπως το κόστος αρχικής εγκατάστασης και λειτουργίας, η ενσωμάτωση του συστήματος στο κτίριο, κλπ. Στο τέλος της δεύτερης ενότητας, επιλέγεται για περαιτέρω μελέτη ένα συγκεκριμένο σύστημα το οποίο πληροί τις περισσότερες από τις απαιτούμενες προϋποθέσεις για εφαρμογή στην Κρήτη. Πρόκειται για την υδατοδεξαμενή με καραβόπανο στην επιφάνεια, η οποία πλεονεκτεί αναφορικά με την ευρεία εφαρμογή στην Κρήτη καθώς έχει καλύτερη συμπεριφορά σε σχέση με παρεμφερείς τεχνικές παθητικού δροσισμού από το δώμα, χωρίς την απαίτηση καθημερινού χειρισμού. Στη δεύτερη ενότητα στοχεύει στη βελτίωση της θερμικής απόδοσης συγκεκριμένης τεχνικής παθητικού δροσισμού από το δώμα, με προσομοίωση και πειράματα, και περιλαμβάνει τα Κεφάλαια 3 έως και 6. Στο Κεφάλαιο 3 αναλύει το μαθηματικό υπόδειγμα -γραμμένο σε γλώσσα προγραμματισμού FORTRAN- το οποίο περιγράφει τη ροή θερμότητας στο υπό μελέτη σύστημα, την υδατοδεξαμενή με καραβόπανο στην επιφάνεια η οποία χρήζει περαιτέρω μελέτης, σύμφωνα με την ανάλυση που προηγήθηκε στην προηγούμενη ενότητα. Ο κώδικας ενσωματώνεται στο ευρείας χρήσης λογισμικό TRNSYS, προσομοιώνοντας την εφαρμογή του συστήματος σε δώμα κτιρίου. Η ανάλυση ευαισθησίας, που πραγματοποιείται στο 4ο Κεφάλαιο, επισημαίνει τις παραμέτρους που καθορίζουν την απόδοση του συστήματος. Αναλύεται λεπτομερώς η επιρροή κατασκευαστικών και κλιματικών παραμέτρων στην ενεργειακή συμπεριφορά του συστήματος. Σύμφωνα με την παραμετρική ανάλυση, η θερμοκρασία του νερού στον πυθμένα της υδατοδεξαμενής μειώνεται με την τοποθέτηση υλικού χαμηλής εκπομπής στην επιφάνεια του νερού και παράλληλη ενίσχυση των θερμικών απωλειών με εξάτμιση. Η δυνατότητα αυτή διερευνάται πειραματικά στο Κεφάλαιο 5. Οι θερμοκρασίες σε τρεις υδατοδεξαμενές, οι οποίες προστατεύονται με εναλλακτικά υλικά τοποθετούμενα σε διαφορετικές θέσεις καταγράφονται ταυτόχρονα. Τα πειράματα απέδειξαν ότι τοποθετώντας ένα υλικό χαμηλής εκπομπής και μεγάλης ανακλαστικότητας πάνω ή κάτω από την επιφάνεια του νερού η θερμοκρασία του νερού συνεπάγεται μειώνεται αισθητά, σε σχέση με την υδατοδεξαμενή με καραβόπανο στην επιφάνεια. Οι υδατοδεξαμενές που επέδειξαν τις χαμηλότερες θερμοκρασίες αποτελούν αντικείμενο περαιτέρω διερεύνησης στην επόμενη ενότητα. Η τρίτη ενότητα προτείνει μια καινοτόμο τεχνική παθητικού δροσισμού από το δώμα, με την περαιτέρω διερεύνηση και τον επανασχεδιασμό των υδατοδεξαμενών που επέδειξαν την καλύτερη θερμική συμπεριφορά στα πειράματα της προηγούμενης ενότητας. Στο Κεφάλαιο 6 εφαρμόζονται στη συνολική επιφάνεια του δώματος ενός κτιρίου, αεριζόμενες υδατοδεξαμενές εκ περιτροπής προστατευόμενες με φύλλο αλουμινίου και χαλύβδινη λαμαρίνα τραπεζοειδούς διατομής. Η πειραματική καταγραφή των θερμοκρασιών του νερού στις υδατοδεξαμενές και του εσωτερικού αέρα του κτιρίου αξιοποιείται με σκοπό την αξιολόγηση της θερμικής συμπεριφοράς των συστημάτων. Επιπρόσθετα, οι θερμοκρασίες του νερού συσχετίζονται με κλιματικά δεδομένα. Η συσχέτιση αποδεικνύει ότι η ημερήσια ελάχιστη, μέγιστη και η μέση θερμοκρασία στον πυθμένα της αεριζόμενης υδατοδεξαμενής με χαλύβδινη λαμαρίνα τραπεζοειδούς διατομής μπορεί να υπολογιστεί βάσει των μέσων και μέγιστων ημερησίων θερμοκρασιών του σημείου δρόσου. Η μείωση της εσωτερικής θερμοκρασίας του αέρα στο κτίριο με την εφαρμογή των εξεταζόμενων συστημάτων στο δώμα, υπολογίζεται στο Κεφάλαιο 7 με τη βοήθεια προσομοίωσης. Στο Κεφάλαιο 8, πραγματοποιείται η σύγκριση της θερμικής απόδοσης μεταξύ των δύο εξεταζόμενων συστημάτων. Στο τελευταίο Κεφάλαιο 9, αναλύονται θέματα που σχετίζονται με την ευρεία εφαρμογή της προτεινόμενης τεχνικής. Καθορίζονται οι κατασκευαστικές, λειτουργικές και αισθητικές απαιτήσεις για την εφαρμογή των προτεινόμενων συστημάτων σε κτίρια μεγαλύτερης κλίμακας. Αναλύεται επίσης η συμμόρφωση των προτεινόμενων υδατοδεξαμενών με τους ελληνικούς κανονισμούς σχετικούς με τη δόμηση. Τέλος, πραγματοποιείται σύγκριση των συστημάτων που προτείνει η παρούσα διατριβή με καινοτόμα συστήματα που έχουν παρεμφερή χαρακτηριστικά.

show abstract

Energy saving through intermittent evaporative roof cooling

Cited by 25 publications

References 1 publication

A Review of Roofing Methods: Construction Features, Heat Reduction, Payback Period and Climatic Responsiveness

A Review of Roofing Methods: Construction Features, Heat Reduction, Payback Period and Climatic Responsiveness

Design and Modelling of Water Chilling Production System by the Combined Effects of Evaporation and Night Sky Radiation

Διερεύνηση Συμβολής Του Δώματος Στο Φυσικό Δροσισμό Των Κτιρίων Στο Περιβάλλον Της Κρήτης

Contact Info

Product

Resources

About