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Experimental studies of a passive cooling roof in hot arid areas

Ben Cheikh H. , Bouchair A. — 2012-01-22T14:06:38Z

An experimental study of passive cooling roof was carried out for a typical
summer day of June for Laghouat in Algeria. The proposed roof design is composed of a
metal plate ceiling over which lies a bed of rocks in a water pool. Over this bed is an air
gap separated from the external environment by an aluminium plate. The upper surface of
this plate is painted with a white titanium-based pigment to increase the radiation
reflection process during daytime. Several passive modifications have been introduced to
the roof in order to reduce indoor air temperature in hot climates. An experimental
investigation, employing passive procedure, has been carried out to study the possibility
of reducing air temperature in buildings. The results show that the air temperature can
decrease with a range from 6 to 10 °C. This decrease can further be lowered by 2 to 3 °C
if night natural ventilation of buildings is allowed.

A Dynamic Mathematical Model to Predict the Performance of Passive Cooling System by Evapo-Reflective Roof for Hot Dry Climates

Bencheikh H., Bouchair A. — 2005-07-23T10:38:19Z

Un modèle mathématique dynamique a été développé pour connaître l'efficacité d'un système de refroidissement passif utilisant une toiture réflective-évaporative. Le système est composé d'une dalle en béton sur laquelle sont déposés des galets insérés dans une mare d'eau contenue dans une enceinte étanche qui empêche toute perte d'eau. La face supérieure de l'enceinte est recouverte d'une tôle en aluminium peinte en blanc pour augmenter au maximum la réflexion de radiation pendant le jour. Le système est implanté dans la ville de Laghouat au sud, centre de l'Algérie (latitude +33.46N et longitude +2.56 E). L'écart de température remarqué entre le jour et la nuit, en été dans cette région, permet de stocker les frigories la nuit et de les utiliser pendant la journée. Le soir, la température de la plaque d'aluminium est inférieure à la température des galets insérés dans l'eau. La vapeur à l'intérieur du toit se condense et par conséquent tombe par gravité. Cet effet de la pipe de chaleur canalise la chaleur à l'extérieur. L'échange de chaleur est amélioré par radiation entre les deux surfaces internes humides. L'efficacité de ce système est étudiée en utilisant la méthode des différences finies. Les calculs numériques exécutés pour diverses températures externes et radiations solaires ont montré que le système proposé a produit le refroidissement d'une façon significative. Comme résultat de ceci, la température maximale de l'air dans la pièce peut être gardée quelques degrés au-dessus de la température minimale de l'air extérieur pendant le jour. L'association au système de la ventilation naturelle nocturne de vingt heures jusqu'à sept heures peut baisser la température intérieure de 3 à 4 degrés. Le travail continue.

Infinite Reflections Method for Calculation of Radiation Exchange between Grey-Diffuse Surfaces : Up to Four Surface Interactions

Bouchair A. — 2005-07-23T10:10:05Z

Contrairement aux surfaces noires, le calcul d'échange radiatif pour des surfaces grises et diffuses est considéré généralement trop complexe. C'est parce qu'une surface grise n'est pas un absorbeur parfait comme pour le cas d'une surface noire. Quand une radiation quitte une surface, elle voyage aux autres surfaces par lesquelles elle est absorbée partialement et est renvoyée plusieurs fois entre ces surfaces avec absorption partielle à chaque contact. Par conséquent, une analyse adéquate du problème doit prendre en considération de ces réflexions multiples. Les méthodes existantes d'analyse peuvent être classées dans deux catégories ; ce qui ne prennent pas en considération des réflexions multiples pour plus de deux surfaces, et ce qui compte pour ces réflexions multiples mais ils sont seulement applicables pour les volumes fermés et ne sont pas complètement fiable dans ses mise en oeuvre. Cet article présente une méthode d'analyse pour le calcul exact de transfert de la chaleur radiante entre deux surfaces grises et diffuses dû à l'interaction de jusqu'à quatre surfaces par lequel les réflexions multiples de radiation sont tenues en comptes. Cela est basé sur deux concepts ; les diagrammes arborescents et l'algèbre des séries infinies. Pour la compréhension de cette partie, un travail complémentaire est présenté dans la deuxième partie de l'article