Title: A computational assessment of the performance improvement potential of office buildings in Lebanon
Language: English
Authors: Alameddine, Zeinab Moutassem Bellah 
Qualification level: Doctoral
Keywords: Bauphysik; thermische Simulation; thermischer Komfort; passive Kühlung; CO2 Emissionen; Energieeffizienz; Nachrüstung; Nachhaltiges Bauen
Building physics; computational building performance simulation; thermal comfort; passive cooling; CO2 Emissions; energy performance; retrofitting; sustainable design
Advisor: Mahdavi, Ardeshir
Assisting Advisor: Ilal, Mustafa Emre 
Issue Date: 2011
Number of Pages: 210
Qualification level: Doctoral
Abstract: 
Angesichts der mediterranen klimatischen Eigenschaften des Libanons, stellt der Energiebedarf für Heizung und Kühlung von Bürogebäuden eine zunehmende Belastung für die Umwelt und die Wirtschaft dar. Die Bemühungen um den Energiebedarf von Gebäuden zu reduzieren sind sehr wichtig, da der Libanon sehr wenige Ressourcen an fossilen Brennstoffen hat. Der Großteil der benötigten Energie importiert werden.
Zudem sind die aktuellen Praktiken in der Bauplanung nicht sonderlich in Richtung höherer Energieeffizienz ausgerichtet. Traditionelle regional angepasste Bauweisen wurden meist zu Gunsten der problematischen Hochbaustile und der verstärkten Nutzung von energiekonsumierenden Klimaanlagen aufgegeben. Darüber hinaus wird im Bauplanungsprozess der Einsatz von fortschrittlichen leistungsbezogenen Design-Methoden und Werkzeugen nicht ausreichend miteinbezogen.
In diesem Zusammenhang wird diese Forschungsarbeit die Auswirkungen der verschiedenen alternativen Gestaltungsmöglichkeiten für die thermische Leistung von Bürogebäuden in Beirut und Tripoli, Libanon, untersuchen.
Das Ziel ist, die Bauplanung und Betriebsalternativen zu identifizieren, die den Kühlbedarf und die Überhitzungserscheinungen von Bürogebäuden in dem klimatischen Umfeld von Beirut und Tripoli verringern würden. Fünf typische Bürogebäude, die repräsentativ für den Großteil der bestehenden Bürogebäude in Libanon sind, wurden für die Untersuchung ausgewählt.
Mehrere Design-Alternativen, inklusive unterschiedlicher Beleuchtung, Verglasung und Sonnenschutz-Typen, Zeitpläne für Beschattung, Optionen zur Wärmedämmung und Belüftungs-Szenarien, wurden in Betracht gezogen.
Eine numerische thermische Simulationsanwendung wurde verwendet um die Leistung dieser Alternativen parametrisch darzustellen. Die Simulationsergebnisse wurden in Form von jährlichen sensiblen und latenten Kühllasten, jährlicher Heizlast (aktives Gebäudebetriebsszenario) und Stunden an Überhitzung (passives Gebäudebetriebsszenario) ausgedrückt.
Es konnte gezeigt werden, dass durch eine Kombination von Gebäude-Funktionen (vor allem bessere Verglasung, Beschattung, natürliche Belüftung und effiziente elektrische Beleuchtungsstrategien), die sensible Kühllast in vielen Szenarien ein Reduktionspotential von bis zu 60% hatte (in einem aktiven Gebäude Betriebs-Modus). Die Reduktion der Überhitzung ist ebenfalls erheblich und kann bis zu 78% in freilaufenden Operationsmodus betragen. Die Ergebnisse zeigen in welchem erheblichen Ausmaß bewusste Gestaltungsmaßnahmen den Energiebedarf von Bürogebäuden in Libanon reduzieren können.

Given the Mediterranean climatic characteristics of Lebanon, energy requirements for heating and cooling of office buildings represent a growing burden for both the environment and the economy. The efforts to reduce the energy requirements of buildings are highly important, as Lebanon has little fossil fuel resources. Thus, the bulk of needed energy must be imported. However, current practices in building design and construction are not particularly geared towards higher energy efficiency. Traditional regionally-adapted building methods have been mostly abandoned in favor of contextually problematic building construction styles and the increased use of energy-intensive air-conditioning technologies. Moreover, the building design process is not sufficiently informed about the use of advanced performance-based design methods and tools.
In this context, this research will explore the implications of various alternative design options for the thermal performance of office buildings in Beirut and Tripoli, Lebanon. The objective was to identify those building design and operation alternatives that would reduce the cooling requirements and overheating tendencies of office buildings in the climatic context of Beirut and Tripoli. Five typical office buildings that are representative of the majority of existing office buildings in Lebanon were selected for the investigation. Multiple design alternatives were considered involving various lighting, glazing and shading types, shading schedules, thermal insulation options, and ventilation scenarios. A numeric thermal simulation application was used to model the performance of these alternatives parametrically.
Simulation results were expressed in terms of annual sensible and latent cooling loads, annual heating loads (active building operation scenario) and overheating hours (passive building operation scenario).
It could be demonstrated that through a combination of building's features (particularly better glazing, shading solutions, natural ventilation and efficient electrical lightings strategies), the sensible cooling load reduction potential of many of the scenarios can reach up to 60% (in an active building operation mode). Overheating reduction is also substantial and can reach up to 78% in free-running operation mode). The results show the significant degree to which design measures could reduce the energy demand of office buildings in Lebanon.
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-39944
http://hdl.handle.net/20.500.12708/10688
Library ID: AC07811413
Organisation: E259 - Institut für Architekturwissenschaften 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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