Developing a Novel Copper Nano-Enhanced Hybrid Microencapsulated PCM based Sustainable Building for Kuwait Climatic Conditions - An Approach Towards Energy Savings

متوسط درجة حرارة العالم ترتفع بثبات كل عام، والطلب على تبريد المساحات المغلقة يزداد بمعدل مقلق، مما يؤثر بشكل خاص على دول الخليج العربي. وفي هذا السياق، هناك حاجة إلى تطوير مواد بناء فعالة من حيث استهلاك الطاقة قادرة على تحقيق توفير كبير في الطاقة. هدف العمل البحثي الحالي هو تطوير مادة جديدة تعتمد على مادة تغيير الطور الحرارية الميكرومغلقة تُستخدم كمادة لطلاء للجدران الداخلية والخارجية. تم اختيار خمسة أنواع من مواد تغيير الطور الحرارية العضوية للعمل البحثي الحالي. يبدأ العمل بتغليف جميع أنواع مواد تغيير الطور الحرارية، ولتحقيق نسبة جيدة من التغليف، سيتم إجراء عدة تجارب للتخلص من المركب. من ناحية أخرى، تم امتصاص جسيمات النحاس المحضرة مسبقًا على مواد تغيير الطور الحرارية الميكرومغلقة (CMPCM) للامتصاص في الطلاء الداخلي. تم تضمين كبسولات مواد تغيير الطور الحرارية المطوَّرة بنسب متفاوتة وتم علاجها في الماء لمدة 28 يومًا، وسيتم إجراء مزيد من التحليلات البنيوية والحرارية والبنيوية لها. ومن بين أنواع مواد تغيير الطور الحرارية الميكرومغلقة المطوَّرة، ان اختيار نوع معين ونسبة معينة من مواد تغيير الطور الحرارية الميكرومغلقة لتكوين مادة تغيير الطور الحرارية الميكرومغلقة الهجينة شيئ أساسي. مادة تغيير الطور الحرارية الميكرومغلقة الهجينة (HMPCM) التي يجب أن تُضاف إلى الطلاء الخارجي مصممة خصيصًا للظروف المناخية في الكويت ويجب أن تكون لديها القدرة على التجميد والذوبان تقريبًا في نطاق درجة حرارة تتراوح بين 30 درجة مئوية و 40 درجة مئوية. تم استخدام تقنيات الانحدار المتعدد، والآلة الدعم النموذجية، والشبكات العصبية الاصطناعية للتنبؤ بنوع ونسبة مواد تغيير الطور الحرارية الميكرومغلقة (من بين أنواع متعددة من الكبسولات). تمت مراعاة المعلمات المدخلية مثل درجة الانصهار، والحرارة الكامنة، والتوصيل الحراري لمادة تغيير الطور الحرارية الميكرومغلقة، وقوة الضغط، وملف درجات الحرارة للكويت. لأول مرة، تمت معالجة مادة تغيير الطور الحرارية الميكرومغلقة المحسنة تبريديًا (CMPCM) وكبسولات HMPCM بمعدلات التصلب المختلفة، لتعزيز الخواص الفيزيائية والحرارية. تم

The global average temperature is steadily rising each year, and the demand for space cooling is increasing at an alarming rate, particularly impacting the Gulf Countries. In this regard, there is a need to develop energy-efficient building materials capable of substantial energy savings. The aim of the current research work is to develop a novel PCM based cementitious material used as plastering for the internal and external wall. Five varieties of organic based PCMs were selected for the current research work. The work commences with encapsulating all varieties of PCM, to achieve good encapsulation ratio, several trials of synthesis will be carried out. On the other side, the as-prepared copper nanoparticles were adsorbed on the microencapsulated PCM (CMPCM) to impregnate in the internal plastering. The developed PCM capsules were embedded with varying proportions and cured in the water for 28 days, further microstructural, thermal, and structural analysis will be carried out. Among various types of encapsulated PCM developed, a specific type and the proportion of encapsulated PCM to be selected as a hybrid microencapsulated PCM is essential. The Hybrid Microencapsulated PCM (HMPCM) which needs to be embedded in the external plastering material is specially designed for KUWAIT climatic conditions which should have a capability to freeze and melt approximately at a temperature range of 30 °C to 40 °C. To predict the type and the optimum percentage of encapsulated PCM (among various types of capsules), Multiple Regression, Support Vector Machines and the Artificial Neural Network were employed. The input parameters such as melting temperature, latent heat, thermal conductivity of the encapsulated PCM, compressive strength, and the KUWAIT temperature profiles were considered. For the first time, the novel cryogenic trea