The influence of non-transparent envelope insulation on the cooling demand of residential buildings in Nigeria

Abstract

A building envelope’s thermal performance significantly impacts cooling energy consumption, especially in countries with very hot climates like Nigeria. Non-transparent envelope insulation, including walls, roofs, and floors, is important in reducing heat gain, improving indoor thermal comfort, and regulating indoor temperature. This study examines the traditional 3-layer uninsulated wall constructed in Nigeria. It compares it to an insulated 4-layered wall using different insulation materials to evaluate the influence of non-transparent envelope insulation on the cooling demand of residential buildings in Nigeria. By analysing different insulation materials and thicknesses, this study assesses their effectiveness in minimising cooling loads. The research considers key climatic factors such as solar radiation and ambient temperature to determine insulation strategies for energy efficiency. Findings indicate that properly insulated, non-transparent envelopes can reduce indoor temperatures and cooling energy demand in residential buildings. However, some factors like material selection and installation also influence the overall performance of these buildings. This study highlights the importance of adopting energy-efficient envelope designs to enhance sustainability and reduce dependence on mechanical cooling systems. These insights could significantly contribute to developing new practices for improving energy efficiency in Nigeria’s residential building construction and renovation sector.

Pastato atitvarų šiluminės charakteristikos daro reikšmingą poveikį vėsinimo energijos suvartojimui, ypač šalyse, kuriose vyrauja labai karštas klimatas, pavyzdžiui, Nigerijoje. Neskaidrių pastato atitvarų ‒ sienų, stogų ir grindų ‒ apšiltinimas yra svarbi priemonė šilumos prieaugiui mažinti, patalpų šilumos komfortui gerinanti ir vidaus temperatūrai reguliuoti. Šiame tyrime lyginama tradicinė trijų sluoksnių neapšiltinta siena su izoliuota keturių sluoksnių siena, naudojant skirtingas izoliacines medžiagas. Tikslas ‒ įvertinti neskaidrių atitvarų apšiltinimo įtaką gyvenamųjų pastatų vėsinimo energijos sąnaudoms Nigerijos. Analizuojant skirtingas izoliacines medžiagas ir storius, vertinamas jų efektyvumas mažinant vėsinimo apkrovas. Tyrimo rezultatai rodo, kad tinkamai izoliuotos neskaidrios atitvaros gali sumažinti patalpų temperatūrą ir vėsinimo energijos poreikį gyvenamuosiuose pastatuose. Vis dėlto galutinį efektyvumą taip pat lemia tokie veiksniai kaip medžiagų pasirinkimas ir jų montavimo kokybė. Tyrimas pabrėžia, kad energiją taupančių konstrukcijų taikymas yra būtinas siekiant didesnio tvarumo bei mažesnės priklausomybės nuo mechaninių vėsinimo sistemų.