Thermally Activated Walls for Reducing Energy Consumption of Cold-Climate Buildings
Notice bibliographique
Résumé
The global increase in energy usage and greenhouse gas (GHG) emissions is largely due to the ascending trend of energy consumption in buildings. To address the negative impacts of this trend, designing energy-efficient buildings is crucial. As a potential solution, thermal energy storage (TES) systems, specifically using active TES in buildings’ mass have been proposed. This thesis focuses on reducing thermal loads (i.e., space cooling and heating loads) in cold-climate buildings by investigating the implementation of two methods of active TES in walls: the use of domestic cold water (DCW) for space cooling and ventilated concrete block wall (VBW) with supply air to zone (SAZ). DCW can be circulated through thermally massive walls before regular household consumption (e.g., shower) (herein “DCW-wall”) to provide free cooling without wasting DCW. The study evaluated the cooling potentials of DCW-wall system through 3D transient thermal simulations and revealed that the system is effective in providing cooling energy to the zone. With low inlet DCW temperatures, the system was able to deliver a significant amount of cooling energy per day, which could contribute to a substantial portion of the annual energy demand for space cooling in cities with cold climates like Toronto. In VBW system air is circulated between a zone and the voided cores of a VBW, where the air exchanges heat with the wall before returning to the zone. To evaluate the system's performance, typical-day and annual energy analyses were conducted under various boundary conditions and air circulation speeds. The study found that a VBW with a 2 m/s air circulation speed throughout the day can lead to 67% more thermal energy storage when compared to having no air circulation. The annual analysis compared the energy performance between a VBW and a traditional wood-frame wall in different cold climates. In addition, an annual energy analysis showed that substituting a traditional wood-frame wall with a VBW can yield a total assisting heating and cooling of 35 kWh/m2 (wall area) for Edmonton, Canada throughout the year. Overall, this thesis presents two methods that can potentially reduce space thermal loads in cold-climate buildings through active TES solutions in wall system. The results of this research can provide valuable insights for building design and energy management in order to create more energy-efficient buildings.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».