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A study on the thermal comfort inside a flat under arid climate zone in Algeria

A. Brima 1, L. Serir 2, K. Mesmoudi 2 and S. Guettala 1

1 Laboratoire de Génie Mécanique, Université Mohamed Khider, B.P. 145, 07000 Biskra, Algérie.
2 Département de Mécanique, Faculté de Technologie, Université Hadj Lakhdar, 05 Avenue Chahid Boukhlouf, 05000 Batna, Algeria.

Abstract

The use of naturally materials improves to reduce the life-cycle cost of building (initial cost plus lifetime energy cost). In this paper, looking for the thermal comfort inside an apartment located in an arid climate zone in Algeria, in Biskra city (35.56 N, 6.16 E) by comparing the use of two materials : the concrete (C) and the stabilized earth-concrete (SEC). The temperature variations through the walls are determinate and analyzed. In this study the wall is exposed to the maximum temperature in the two cases : transient and steady state. The mathematical formulation of the problem leads to a parabolic equation. The equation is resolved analytically and numerically by setting the appropriate boundary conditions. The resulting model applied for both materials (concrete, and SEC). The comparison of the results obtained, analytically and numerically, show that the SEC has the higher thermal resistance than concrete and the temperature difference between these two materials can reach about 5.5 °C in steady state. We have also performed the calculation of wall insulation dimensions by resolving a nonlinear system, which corresponds to the optimum thickness to ensure an adequate thermal comfort in side the flat.

Résumé

L’utilisation de produits naturels permet d’améliorer le coût du cycle de vie des bâtiments (coût initial et coût énergétique). Dans cet article, nous nous intéressons au confort thermique à l’intérieur d’un appartement situé dans une zone aride en Algérie, à Biskra plus précisément (35.56 N, 6.16 E) en comparant l’utilisation de deux matériaux : le béton (B) et le béton en terre stabilisée (BTS). Les variations de température à travers les murs sont déterminées et analysées. Dans cette étude, le mur est exposé à des températures maximales dans deux cas : état transitoire et état stable. La formulation mathématique du problème mène à une équation parabolique. L’équation est résolue de façon analytique et numérique en mettant les conditions limites appropriées. Le modèle résultant est appliqué aux deux matériaux (béton, et béton en terre stabilisée). La comparaison des résultats obtenus, analytiquement et numériquement, montre que le béton en terre stabilisée a une résistance thermique plus élevée que celle du béton, et la différence de température entre ces deux matériaux peut atteindre 5.5°C en état stable. Nous avons aussi mis au point le calcul de dimensions des isolations murales en résolvant un système non-linéaire, qui correspond à l’épaisseur optimum pour assurer un confort thermique adéquat à l’intérieur de l’appartement.

Keywords

Thermal comfort - Arid climate - Mater - P - Nonlinear system stabilized - Earth concret.

A study on the thermal comfort inside a flat under arid climate zone in Algeria
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