Evaluating Nano Cool Paint (NCP) and Nano-enhanced Phase Change Material (NePCM) Efficacy in Kuwait's Arid Climate: A Look into Energy Savings and Sustainable Building Practices

يرتفع استهلاك الطاقة في المباني السكنية في الكويت خلال فصل الصيف بسبب الاستخدام المكثف لوحدات تكييف الهواء. وسيساعد تقليل هذا الاستهلاك على خفض انبعاثات الغازات الدفيئة، مما يؤكد الحاجة إلى البناء المستدام. أحد الأساليب الرئيسية هو تخفيف الحرارة الداخلية دون المساس براحة الركاب. توفر الطلاءات الحساسة للحرارة إمكانات كبيرة لتوفير الطاقة عند تطبيقها على الأسطح الخارجية للمباني مثل الأسطح والجدران والنوافذ. علاوة على ذلك، يمكن لمواد الطاقة متعددة الوظائف أن تساعد في تقليل استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل. يهدف هذا المشروع إلى استكشاف إمكانات الطلاء النانوي البارد (NCP) ومواد تغيير الطور المحسنة بالنانو (NePCM). يمكن لطلاء النانو كول (NCP) أن يعكس الإشعاع، وبالتالي يحافظ على درجة الحرارة الخارجية للمبنى. علاوة على ذلك، يمكن للمواد المتغيرة الطور (PCMs) امتصاص الطاقة الحرارية وتخزينها وإطلاقها على نطاق واسع من درجات الحرارة، مما يجعلها منظمات حرارية فعالة في المباني. ومع ذلك، فإن تعزيز خصائصها الحرارية الفيزيائية يتطلب المزيد من البحث. يعد دمج الجسيمات النانوية مع PCMs والدهانات أمرًا واعدًا، لكن الجسيمات النانوية الموثوقة ضرورية. والنتيجة المتوقعة هي طلاء بارد معزز بالجسيمات النانوية و PCM مصمم خصيصًا لتبريد المباني. وتهدف هذه الابتكارات إلى خفض درجات حرارة المباني نتيجة للإشعاعات الشمسية، وبالتالي خفض استهلاك الطاقة. نحن نخطط للحصول على براءة اختراع لابتكارنا ونشر النتائج التي توصلنا إليها في أربع مجلات عالية التأثير بالإضافة إلى تقديم النتائج في مؤتمرين عالميين. بالإضافة إلى ذلك، يتوافق بحثنا مع أهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة رقم 7 و11 و13، فيما يتعلق بالطاقة النظيفة والمدن المستدامة والعمل المناخي على التوالي. هذا المشروع عبارة عن تعاون بين أربعة كيانات؛ جامعة الكويت (KU)، معهد الكويت للأبحاث العلمية (KISR)، جامعة الشارقة (الولايات المتحدة) من الإمارات العربية المتحدة، وجامعة صنواي (SU) من ماليزيا كمقدم للخدمة. وسيتم التعامل مع هذا المشروع من خلال أربع مراحل وفقًا لأهدافه لمدة 36 شهرًا. وتقدر الميزانية الإجمالية ال

Energy consumption in Kuwait's residential buildings spikes during summer due to the extensive use of air conditioning units. Reducing this consumption will help lower greenhouse gas (GHG) emissions, emphasizing the need for sustainable construction. One key approach is mitigating internal heat without compromising occupant comfort. Thermal-sensitive coatings present significant energy-saving potential when applied to building exteriors like roofs, walls, and windows. Furthermore, multifunctional energy materials can help reduce energy consumption and operational costs. This project aims to investigate the potential of Nano Cool Paint (NCP) and Nano-enhanced Phase Change Materials (NePCM). Nano Cool Paint (NCP) can reflect radiation, thereby maintaining a building's external temperature. Besides, Phase Change Materials (PCMs) can absorb, store, and release thermal energy over a wide temperature range, making them effective thermal regulators in buildings. However, enhancing their thermo-physical properties requires further research. Integrating nanoparticles with PCMs and paints is promising, but reliable nanoparticles are essential. The anticipated outcome is a nanoparticle-enhanced cool paint and PCM tailored for building cooling. These innovations aim to reduce building temperatures from solar radiations, subsequently cutting energy consumption. We plan to patent our innovation and publish our findings in four high-impact journals as well as present the findings in two conferences. Additionally, our research aligns with United Nations Sustainable Development Goals 7, 11, and 13, concerning clean energy, sustainable cities, and climate action respectively. This project is a collaboration between four entities; Kuwait University (KU), Kuwait Institute for Scientific Research (KISR), University of Sharjah (US