An exploration of the thermal performance of office buildings in Ghana

Abstract

Diese Dissertation präsentiert die Ergebnisse einer Langzeitbeobachtung der thermischen Bedingungen in ausgewählten Bürogebäuden in Kumasi, Ghana. Die gesammelten Daten wurden nicht nur verwendet um die Innenraum Bedingungen der Büros zu bewerten, sondern auch um einige Simulationsmodelle zu kalibrieren. So konnte eine auf Simulationen basierte Erforschung der Nachrüstungsmassnahmen zum Zwecke einer generellen Reduktion des Kühlungsbedarfs durchgeführt werden.<br />Ausserdem wurden die Auswirkungen der Nachrüstungsmassnahmen zur Reduzierung des CO2 Ausstosses bewertet und die Amortisationszeiten für Investitionen in derartige Massnahmen geschätzt. Die Ergebnisse zeigen, dass Verbesserungen am Gebäude (mit Rückzahlungszeiten von 3 bis 12 Jahren) die Kühllast am Gebäude um 20 bis 35% reduzieren können, und den CO2 Ausstoss um etwa 27%. Das Ergebnis der geführten Interviews zeigte, dass 45% bzw. 70% der BewohnerInnen in gemischt (klimatisiert und natürlich belüftet) thermisch kontrollierten Gebäuden bzw in natürlich belüfteten Gebäuden, unzufrieden waren mit der Luftqualität während der Trockenzeit. Die höchste Unzufriedenheit mit dem Innenraumklima wurde von 85% der BewohnerInnen im natürlich belüfteten Gebäude ausgedrückt.<br />Eine relativ hohe Wichtigkeit (55% bis 80%) wurde der Bedienung der Fenster und Fensterläden zugesprochen, abhängig von der Art des Gebäudes.<br />

This dissertation comprises the outcome of a long-term monitoring of the thermal conditions in a selected number of office buildings in Kumasi, Ghana. The observed data was not only used to assess indoor environmental conditions in these offices, but also to calibrate a number of thermal simulation models of the buildings. Thus, a simulation-based exploration of thermal retrofit options toward a general reduction of cooling requirements could be conducted. Moreover, the impact of thermal retrofit measures toward reducing carbon dioxide (CO2) emissions was assessed and the amortization times for investments in such retrofit measures were estimated. The results suggest that improvements in building fabric and controls (with payback times of 3 to 12 years) can reduce buildings' cooling loads by around 20% to 35% and CO2 emissions around 27%. Additionally, the outcome of interviews conducted showed that 45% and 70% of occupants in mixed-mode and naturally ventilated buildings were uncomfortable with the air quality during the dry season. The highest dissatisfaction with indoor environment was reported by 85% of the occupants in the naturally ventilated building. The importance attached to the operation of windows and shades was relatively high, 55% to 80%, depending on building type