Passive ventilation and cooling systems can offer energy savings when combined into a mechanical ventilation and cooling strategy for office buildings. At early design stages, it is difficult to predict actual energy savings as current design and calculation tools are limited and do not allow assessment for energy reductions when attempting to use typical passive options such as solar chimneys, rain screen facades, ventilated double facades, passive downdraught evaporative cooling and earth ducts. The only passive systems that are directly incumbent to dynamic thermal modelling software are natural ventilation and external solar shading. Currently, impacts of passive systems on annual building energy performance is unclear and lacks clarity. In hot climates, this is even more problematic as buildings need to endure higher external temperatures and solar irradiation. Understanding minimal energy performance reductions for each passive system can aid with design decisions regarding building ventilation and cooling strategies. The aim of this study is to investigate how existing passive ventilation and cooling system design and operational strategies can be improved to reduce mechanical ventilation and cooling energy consumption for commercial buildings in hot climates. Theoretical commercial building models are created using dynamic thermal simulation software to determine minimum mechanical ventilation and cooling energy values, which are verified against published bench marks, known as base case models. These base case models are simulated using weather data from four different hot climates (Egypt, Portugal, Kenya and Abu Dhabi). Impacts of passive system energy performance are afforded by using either dynamic thermal simulation or fundamental steady state analysis identifying approximate passive ventilation and cooling potentials for reducing mechanical energy. These percentage reductions are created based upon passive system parameters and weather data, using appropriate methodology. From these findings new simplified design guidelines, integration strategies and performance design tools are created including a new passive system energy assessment tool (PSEAT) using Microsoft Excel platform to ensure that a wider audience can be achieved in industry. The design guidance and integration strategies are developed and simplified to enable architects, building services engineers and alike, to apply with speed and accuracy influencing the design process and improve confidence in desired passive solution.

O uso do solo como massa inercial para condicionamento térmico de edificações por contato direto é uma prática antiga, porém, seu uso como trocador de calor através de dutos enterrados, para ventilação natural de edificações é recente. A prática consiste em enterrar dutos a profundidades entre 0,5m e 1,5m – com extensões e diâmetros variáveis – por onde o ar circula do exterior para o interior dos ambientes através da ação do vento externo e da convecção natural. Durante o trajeto, o ar troca calor com o solo e ingressa no ambiente a temperaturas mais amenas. Embora seja um sistema já empregado na arquitetura bioclimática, existem poucos estudos conclusivos sobre a sua real eficácia. Dessa forma, o objetivo do trabalho é investigar o comportamento higrotérmico de uma edificação construída no sul do Brasil com o sistema e compreender a atuação dos fatores climáticos responsáveis pelo deslocamento de ar no seu interior. O estudo foi realizado através do monitoramento do Protótipo Ventura, localizado em Viamão (Brasil – 30º01'59"S, 51º13'48"W) no período de verão. No deslocamento de ar, foi estudada a influência do vento e da diferença de temperatura nos 2 diâmetros, nas 2 inclinações e nas 2 orientações dos dutos existentes, bem como a influência da chaminé solar. O desempenho higrotérmico foi avaliado comparando o ar na sala ventilada com uma sala de referência (de mesmas dimensões, porém de orientação distinta) e com o exterior. Os resultados demonstram que o solo de Viamão é eficiente para o condicionamento térmico da edificação, pois a pequenas profundidades, ele apresenta uma temperatura mais estável que o ar, próxima à média anual de temperatura do ar local (18ºC). Dessa forma, ao passar pelo duto, o ar externo é aquecido nos períodos frios e refrigerado nos períodos quentes, mantendo o ar interno próximo da zona de conforto. Também foi possível observar que o principal fator responsável pelo deslocamento de ar observado é o vento externo, porém as diferenças de temperatura entre as extremidades dos tubos, bem como entre o interior e exterior da edificação, não podem ser desprezadas, pois geram velocidades de mesma magnitude que o primeiro. Por fim, conclui-se que a ventilação da sala reduziu seu retardo térmico, porém não prejudicou o seu conforto térmico, apresentando inclusive uma redução de sua umidade interna. / The use of the ground as an inertial mass for thermal conditioning of buildings, such as the Italians cellars, is an old practice. However, its use as a heat exchanger with buried pipes for natural indoor ventilation is quite recent. The system uses pipes with variable length and diameter buried at a depth between 0.5m and 1.5m. The air flows trough the pipes from the outside to the inside by convection or wind effects. Although it’s already a bioclimatic architecture system, there are few conclusive studies about its real effectiveness. The objective of this study is to investigate the benefits of natural ventilation through buried pipes in a building located in the south of Brazil. A prototype building and a buried pipe system have been built and measured during a period in the summer of 2005-2006, in Viamão (30º 01'59"S, 51º13'48"W). The influence of the pipes diameter, inclination and orientation has been studied as well as the thermal comfort indoors. The system is efficient for thermal building conditioning and air renovation. At small depths, the ground presents a more steady temperature than the air, close to the annual average temperature (18ºC), cooling the air in hot days, warming it in cold nights – a similar effect is expected on a yearly period. The main factor responsible to the air flow is the outside wind, but the air temperature differences between the pipes, the room and the solar chimney edges are very relevant. The room ventilation reduces its thermal delay without interfering with its thermal performance, and also shows a decrease in its internal humidity.

O objetivo deste estudo foi testar um sistema de Polietileno para o transporte de sêmen equino refrigerado por um período de até oito horas. Foram utilizados um total de 87 ejaculados de cinco diferentes garanhões, com idade média de 10 anos, sendo três da raça Puro Sangue de Corrida e dois da raça Pônei Miniatura Brasileiro. Os garanhões foram coletados duas vezes por semana utilizando vagina artificial. Após cada coleta, o sêmen foi avaliado a fresco e diluído na proporção 1+1 (diluente + sêmen) com leite desnatado UHT e dividido em quatro alíquotas de igual volume. No grupo controle (GC) o sêmen foi analisado logo após a diluição (zero hora – 0h). Nos demais grupos o sêmen foi mantido por oito horas (8h) em três diferentes sistemas de transporte: Equitainer® (GE), Botuflex®(GB) e Sistema de Polietileno - Refrigerado (SP) ou Não-Refrigerado (SPN). Foram avaliadas a motilidade total, vigor, a integridade de membrana plasmática (CFDA/PI), funcionalidade de membrana plasmática (HOST) e morfologia espermática. No SP não ocorreu diferença estatística em todos os parâmetros avaliados, quando comparado com o GE e o GB (médias da motilidade total = 45,00%, 49,29% e 46,40%; médias do vigor = 2,04, 2,18 e 2,01; médias do CFDA/PI = 71,12%, 73,29%, 71,32; médias do HOST = 39,70%, 41,21% e 39,76%; e médias da morfologia = 80,50%, 82,29% e 81,28%, valores respectivos de cada parâmetro para SP, GE e GB), enquanto o SPN apresentou valores médios inferiores ao GE para todos os parâmetros avaliados (médias da motilidade total = 50,65% e 62,60%; médias do vigor espermático = 1,78 e 2,43; médias do CFDA/PI = 72,56% e 78,30%; médias do HOST = 43,56% e 48,87%; médias da morfologia = 77,17% e 84,82%, respectivamente para SPN e GE). Com base nos dados podemos concluir que o SP foi igual ou não diferiu dos demais sistemas estudados, já o SPN se apresentou inferior aos demais sistemas estudados neste experimento. Portanto, o uso do SP é indicado para o transporte de sêmen refrigerado por oito horas, quando comparado aos demais sistemas estudados neste trabalho. / The aim of this study was to test a polyethylene system to ship equine cooled semen. A total of 87 ejaculates from five different stallions with known fertility, mean age 10 years, were used, being three Thoroughbred and two Miniature Pony horse. The stallions were collected twice a week using an artificial vagina. After each collection the semen was diluted 1+1 (diluent+semen) with UHT skim milk and divided into four aliquots of equal volume, yielding a total of four groups. In the control group (CG) the semen was analyzed immediately after dilution (zero hour - 0h). In the other groups semen was stored for eight hours (8h) in three different transport systems: Equitainer® (EG), Botuflex® (BG) and Polyethylene System - Cooled (PS) or Non-Cooled (NPS). The total motility, vigor, plasma membrane integrity (CFDA/PI), plasma membrane functionality (HOST) and sperm morphology were evaluated. In PS did not occur a statistical difference in all parameters compared with EG and BG (averages of total motility = 45.00%, 49.29% and 46.40%, the average effect = 2.04, 2 18 and 2.01; averages CFDA / PI = 71.12%, 73.29%, 71.32; averages HOST = 39.70%, 41.21% and 39.76%, and the average of morphology = 80.50%, 82.29% and 81.28%, respective values of each parameter to PS, EG and BG), while the NPS showed lower mean values than the EG to all parameters (total motility averages = 50,65% and 62,60%, sperm vigor averages = 1,78 and 2,43; CFDA / PI averages = 72,56% and 78,30%; HOST averages = 43,56% and 48,87 %, morphology averages = 77.17% and 84.82%, respectively for NPS and EG). Based on the results we can conclude that the PS was equal or did not differ from the other systems studied, the NPS already performed lower than the other systems studied in this experiment. Therefore, the use of the SP is indicated for the transport of cooled semen for eight hours as compared to other systems studied in this work.

O uso do solo como massa inercial para condicionamento térmico de edificações por contato direto é uma prática antiga, porém, seu uso como trocador de calor através de dutos enterrados, para ventilação natural de edificações é recente. A prática consiste em enterrar dutos a profundidades entre 0,5m e 1,5m – com extensões e diâmetros variáveis – por onde o ar circula do exterior para o interior dos ambientes através da ação do vento externo e da convecção natural. Durante o trajeto, o ar troca calor com o solo e ingressa no ambiente a temperaturas mais amenas. Embora seja um sistema já empregado na arquitetura bioclimática, existem poucos estudos conclusivos sobre a sua real eficácia. Dessa forma, o objetivo do trabalho é investigar o comportamento higrotérmico de uma edificação construída no sul do Brasil com o sistema e compreender a atuação dos fatores climáticos responsáveis pelo deslocamento de ar no seu interior. O estudo foi realizado através do monitoramento do Protótipo Ventura, localizado em Viamão (Brasil – 30º01'59"S, 51º13'48"W) no período de verão. No deslocamento de ar, foi estudada a influência do vento e da diferença de temperatura nos 2 diâmetros, nas 2 inclinações e nas 2 orientações dos dutos existentes, bem como a influência da chaminé solar. O desempenho higrotérmico foi avaliado comparando o ar na sala ventilada com uma sala de referência (de mesmas dimensões, porém de orientação distinta) e com o exterior. Os resultados demonstram que o solo de Viamão é eficiente para o condicionamento térmico da edificação, pois a pequenas profundidades, ele apresenta uma temperatura mais estável que o ar, próxima à média anual de temperatura do ar local (18ºC). Dessa forma, ao passar pelo duto, o ar externo é aquecido nos períodos frios e refrigerado nos períodos quentes, mantendo o ar interno próximo da zona de conforto. Também foi possível observar que o principal fator responsável pelo deslocamento de ar observado é o vento externo, porém as diferenças de temperatura entre as extremidades dos tubos, bem como entre o interior e exterior da edificação, não podem ser desprezadas, pois geram velocidades de mesma magnitude que o primeiro. Por fim, conclui-se que a ventilação da sala reduziu seu retardo térmico, porém não prejudicou o seu conforto térmico, apresentando inclusive uma redução de sua umidade interna. / The use of the ground as an inertial mass for thermal conditioning of buildings, such as the Italians cellars, is an old practice. However, its use as a heat exchanger with buried pipes for natural indoor ventilation is quite recent. The system uses pipes with variable length and diameter buried at a depth between 0.5m and 1.5m. The air flows trough the pipes from the outside to the inside by convection or wind effects. Although it’s already a bioclimatic architecture system, there are few conclusive studies about its real effectiveness. The objective of this study is to investigate the benefits of natural ventilation through buried pipes in a building located in the south of Brazil. A prototype building and a buried pipe system have been built and measured during a period in the summer of 2005-2006, in Viamão (30º 01'59"S, 51º13'48"W). The influence of the pipes diameter, inclination and orientation has been studied as well as the thermal comfort indoors. The system is efficient for thermal building conditioning and air renovation. At small depths, the ground presents a more steady temperature than the air, close to the annual average temperature (18ºC), cooling the air in hot days, warming it in cold nights – a similar effect is expected on a yearly period. The main factor responsible to the air flow is the outside wind, but the air temperature differences between the pipes, the room and the solar chimney edges are very relevant. The room ventilation reduces its thermal delay without interfering with its thermal performance, and also shows a decrease in its internal humidity.

O objetivo deste estudo foi testar um sistema de Polietileno para o transporte de sêmen equino refrigerado por um período de até oito horas. Foram utilizados um total de 87 ejaculados de cinco diferentes garanhões, com idade média de 10 anos, sendo três da raça Puro Sangue de Corrida e dois da raça Pônei Miniatura Brasileiro. Os garanhões foram coletados duas vezes por semana utilizando vagina artificial. Após cada coleta, o sêmen foi avaliado a fresco e diluído na proporção 1+1 (diluente + sêmen) com leite desnatado UHT e dividido em quatro alíquotas de igual volume. No grupo controle (GC) o sêmen foi analisado logo após a diluição (zero hora – 0h). Nos demais grupos o sêmen foi mantido por oito horas (8h) em três diferentes sistemas de transporte: Equitainer® (GE), Botuflex®(GB) e Sistema de Polietileno - Refrigerado (SP) ou Não-Refrigerado (SPN). Foram avaliadas a motilidade total, vigor, a integridade de membrana plasmática (CFDA/PI), funcionalidade de membrana plasmática (HOST) e morfologia espermática. No SP não ocorreu diferença estatística em todos os parâmetros avaliados, quando comparado com o GE e o GB (médias da motilidade total = 45,00%, 49,29% e 46,40%; médias do vigor = 2,04, 2,18 e 2,01; médias do CFDA/PI = 71,12%, 73,29%, 71,32; médias do HOST = 39,70%, 41,21% e 39,76%; e médias da morfologia = 80,50%, 82,29% e 81,28%, valores respectivos de cada parâmetro para SP, GE e GB), enquanto o SPN apresentou valores médios inferiores ao GE para todos os parâmetros avaliados (médias da motilidade total = 50,65% e 62,60%; médias do vigor espermático = 1,78 e 2,43; médias do CFDA/PI = 72,56% e 78,30%; médias do HOST = 43,56% e 48,87%; médias da morfologia = 77,17% e 84,82%, respectivamente para SPN e GE). Com base nos dados podemos concluir que o SP foi igual ou não diferiu dos demais sistemas estudados, já o SPN se apresentou inferior aos demais sistemas estudados neste experimento. Portanto, o uso do SP é indicado para o transporte de sêmen refrigerado por oito horas, quando comparado aos demais sistemas estudados neste trabalho. / The aim of this study was to test a polyethylene system to ship equine cooled semen. A total of 87 ejaculates from five different stallions with known fertility, mean age 10 years, were used, being three Thoroughbred and two Miniature Pony horse. The stallions were collected twice a week using an artificial vagina. After each collection the semen was diluted 1+1 (diluent+semen) with UHT skim milk and divided into four aliquots of equal volume, yielding a total of four groups. In the control group (CG) the semen was analyzed immediately after dilution (zero hour - 0h). In the other groups semen was stored for eight hours (8h) in three different transport systems: Equitainer® (EG), Botuflex® (BG) and Polyethylene System - Cooled (PS) or Non-Cooled (NPS). The total motility, vigor, plasma membrane integrity (CFDA/PI), plasma membrane functionality (HOST) and sperm morphology were evaluated. In PS did not occur a statistical difference in all parameters compared with EG and BG (averages of total motility = 45.00%, 49.29% and 46.40%, the average effect = 2.04, 2 18 and 2.01; averages CFDA / PI = 71.12%, 73.29%, 71.32; averages HOST = 39.70%, 41.21% and 39.76%, and the average of morphology = 80.50%, 82.29% and 81.28%, respective values of each parameter to PS, EG and BG), while the NPS showed lower mean values than the EG to all parameters (total motility averages = 50,65% and 62,60%, sperm vigor averages = 1,78 and 2,43; CFDA / PI averages = 72,56% and 78,30%; HOST averages = 43,56% and 48,87 %, morphology averages = 77.17% and 84.82%, respectively for NPS and EG). Based on the results we can conclude that the PS was equal or did not differ from the other systems studied, the NPS already performed lower than the other systems studied in this experiment. Therefore, the use of the SP is indicated for the transport of cooled semen for eight hours as compared to other systems studied in this work.

abstract: With the desire of high standards of comfort, huge amount of energy is being consumed to maintain the indoor environment. In US building consumes 40% of the total primary energy while residential buildings consume about 21%. A large proportion of this consumption is due to cooling of buildings. Deteriorating environmental conditions due to excessive energy use suggest that we should look at passive designs and renewable energy opportunities to supply the required comfort. Phoenix gets about 300 days of clear sky every year. It also witnesses large temperature variations from night and day. The humidity ratio almost always stays below the 50% mark. With more than six months having outside temperatures more than 75 oF, night sky radiative cooling promise to be an attractive means to cool the buildings during summer. This technique can be useful for small commercial facilities or residential buildings. The roof ponds can be made more effective by covering them with Band Filters. These band filters block the solar heat gain and allow the water to cool down to lower temperatures. It also reduces the convection heat gain. This helps rood ponds maintain lower temperatures and provide more cooling then an exposed pond. 50 μm Polyethylene band filter is used in this study. Using this band filter, roof ponds can be made up to 10% more effective. About 45% of the energy required to cool a typical residential building in summer can be saved. / Dissertation/Thesis / M.S. Architecture 2013

O uso do solo como massa inercial para condicionamento térmico de edificações por contato direto é uma prática antiga, porém, seu uso como trocador de calor através de dutos enterrados, para ventilação natural de edificações é recente. A prática consiste em enterrar dutos a profundidades entre 0,5m e 1,5m – com extensões e diâmetros variáveis – por onde o ar circula do exterior para o interior dos ambientes através da ação do vento externo e da convecção natural. Durante o trajeto, o ar troca calor com o solo e ingressa no ambiente a temperaturas mais amenas. Embora seja um sistema já empregado na arquitetura bioclimática, existem poucos estudos conclusivos sobre a sua real eficácia. Dessa forma, o objetivo do trabalho é investigar o comportamento higrotérmico de uma edificação construída no sul do Brasil com o sistema e compreender a atuação dos fatores climáticos responsáveis pelo deslocamento de ar no seu interior. O estudo foi realizado através do monitoramento do Protótipo Ventura, localizado em Viamão (Brasil – 30º01'59"S, 51º13'48"W) no período de verão. No deslocamento de ar, foi estudada a influência do vento e da diferença de temperatura nos 2 diâmetros, nas 2 inclinações e nas 2 orientações dos dutos existentes, bem como a influência da chaminé solar. O desempenho higrotérmico foi avaliado comparando o ar na sala ventilada com uma sala de referência (de mesmas dimensões, porém de orientação distinta) e com o exterior. Os resultados demonstram que o solo de Viamão é eficiente para o condicionamento térmico da edificação, pois a pequenas profundidades, ele apresenta uma temperatura mais estável que o ar, próxima à média anual de temperatura do ar local (18ºC). Dessa forma, ao passar pelo duto, o ar externo é aquecido nos períodos frios e refrigerado nos períodos quentes, mantendo o ar interno próximo da zona de conforto. Também foi possível observar que o principal fator responsável pelo deslocamento de ar observado é o vento externo, porém as diferenças de temperatura entre as extremidades dos tubos, bem como entre o interior e exterior da edificação, não podem ser desprezadas, pois geram velocidades de mesma magnitude que o primeiro. Por fim, conclui-se que a ventilação da sala reduziu seu retardo térmico, porém não prejudicou o seu conforto térmico, apresentando inclusive uma redução de sua umidade interna. / The use of the ground as an inertial mass for thermal conditioning of buildings, such as the Italians cellars, is an old practice. However, its use as a heat exchanger with buried pipes for natural indoor ventilation is quite recent. The system uses pipes with variable length and diameter buried at a depth between 0.5m and 1.5m. The air flows trough the pipes from the outside to the inside by convection or wind effects. Although it’s already a bioclimatic architecture system, there are few conclusive studies about its real effectiveness. The objective of this study is to investigate the benefits of natural ventilation through buried pipes in a building located in the south of Brazil. A prototype building and a buried pipe system have been built and measured during a period in the summer of 2005-2006, in Viamão (30º 01'59"S, 51º13'48"W). The influence of the pipes diameter, inclination and orientation has been studied as well as the thermal comfort indoors. The system is efficient for thermal building conditioning and air renovation. At small depths, the ground presents a more steady temperature than the air, close to the annual average temperature (18ºC), cooling the air in hot days, warming it in cold nights – a similar effect is expected on a yearly period. The main factor responsible to the air flow is the outside wind, but the air temperature differences between the pipes, the room and the solar chimney edges are very relevant. The room ventilation reduces its thermal delay without interfering with its thermal performance, and also shows a decrease in its internal humidity.

O objetivo deste estudo foi testar um sistema de Polietileno para o transporte de sêmen equino refrigerado por um período de até oito horas. Foram utilizados um total de 87 ejaculados de cinco diferentes garanhões, com idade média de 10 anos, sendo três da raça Puro Sangue de Corrida e dois da raça Pônei Miniatura Brasileiro. Os garanhões foram coletados duas vezes por semana utilizando vagina artificial. Após cada coleta, o sêmen foi avaliado a fresco e diluído na proporção 1+1 (diluente + sêmen) com leite desnatado UHT e dividido em quatro alíquotas de igual volume. No grupo controle (GC) o sêmen foi analisado logo após a diluição (zero hora – 0h). Nos demais grupos o sêmen foi mantido por oito horas (8h) em três diferentes sistemas de transporte: Equitainer® (GE), Botuflex®(GB) e Sistema de Polietileno - Refrigerado (SP) ou Não-Refrigerado (SPN). Foram avaliadas a motilidade total, vigor, a integridade de membrana plasmática (CFDA/PI), funcionalidade de membrana plasmática (HOST) e morfologia espermática. No SP não ocorreu diferença estatística em todos os parâmetros avaliados, quando comparado com o GE e o GB (médias da motilidade total = 45,00%, 49,29% e 46,40%; médias do vigor = 2,04, 2,18 e 2,01; médias do CFDA/PI = 71,12%, 73,29%, 71,32; médias do HOST = 39,70%, 41,21% e 39,76%; e médias da morfologia = 80,50%, 82,29% e 81,28%, valores respectivos de cada parâmetro para SP, GE e GB), enquanto o SPN apresentou valores médios inferiores ao GE para todos os parâmetros avaliados (médias da motilidade total = 50,65% e 62,60%; médias do vigor espermático = 1,78 e 2,43; médias do CFDA/PI = 72,56% e 78,30%; médias do HOST = 43,56% e 48,87%; médias da morfologia = 77,17% e 84,82%, respectivamente para SPN e GE). Com base nos dados podemos concluir que o SP foi igual ou não diferiu dos demais sistemas estudados, já o SPN se apresentou inferior aos demais sistemas estudados neste experimento. Portanto, o uso do SP é indicado para o transporte de sêmen refrigerado por oito horas, quando comparado aos demais sistemas estudados neste trabalho. / The aim of this study was to test a polyethylene system to ship equine cooled semen. A total of 87 ejaculates from five different stallions with known fertility, mean age 10 years, were used, being three Thoroughbred and two Miniature Pony horse. The stallions were collected twice a week using an artificial vagina. After each collection the semen was diluted 1+1 (diluent+semen) with UHT skim milk and divided into four aliquots of equal volume, yielding a total of four groups. In the control group (CG) the semen was analyzed immediately after dilution (zero hour - 0h). In the other groups semen was stored for eight hours (8h) in three different transport systems: Equitainer® (EG), Botuflex® (BG) and Polyethylene System - Cooled (PS) or Non-Cooled (NPS). The total motility, vigor, plasma membrane integrity (CFDA/PI), plasma membrane functionality (HOST) and sperm morphology were evaluated. In PS did not occur a statistical difference in all parameters compared with EG and BG (averages of total motility = 45.00%, 49.29% and 46.40%, the average effect = 2.04, 2 18 and 2.01; averages CFDA / PI = 71.12%, 73.29%, 71.32; averages HOST = 39.70%, 41.21% and 39.76%, and the average of morphology = 80.50%, 82.29% and 81.28%, respective values of each parameter to PS, EG and BG), while the NPS showed lower mean values than the EG to all parameters (total motility averages = 50,65% and 62,60%, sperm vigor averages = 1,78 and 2,43; CFDA / PI averages = 72,56% and 78,30%; HOST averages = 43,56% and 48,87 %, morphology averages = 77.17% and 84.82%, respectively for NPS and EG). Based on the results we can conclude that the PS was equal or did not differ from the other systems studied, the NPS already performed lower than the other systems studied in this experiment. Therefore, the use of the SP is indicated for the transport of cooled semen for eight hours as compared to other systems studied in this work.

This thesis studies the use of night ventilation as a passive cooling strategy for a traditional courtyard house in a hot dry climate. This was done by CFD simulation of the house and its surroundings, using weather data for Baghdad. The simulation was done for a large number of scenarios in which each represented a change in one of the house elements, such as courtyard and room dimensions, and in some cases included modern technologies such as a ceiling fan. The thesis suggests that performance should be calculated with the aid of a "Night Time Effectiveness Ratio" (NTER) and time constants. The findings show that building elements can change the performance to various degrees, that the airflow patterns inside the rooms change from day to night, and that the thermal conditions during the day depend more on the intensity of solar radiation than other factors. The results show that a courtyard house can ensure the thermal comfort for its residents. However, it needs some assistance from new techniques such as fans to keep the air quality inside the house within acceptable limits. The values for NTER from initial simulations are around ten, which indicate that night ventilation is not enough for cooling the building. However, the values drop to less than one by using a small and narrow courtyard with a two-level house and a gallery around the courtyard. Also, it is necessary to have a connection between the courtyard and alleyway at ground level in the night only and to cover the courtyard during the day. The windows have the largest role in deciding the performance of night ventilation. Ideally they should be small and tall, or preferably a pair of windows separated by a vertical distance and kept closed during the day. The effects of room dimension are clearer in affecting the thermal comfort more than improving the performance of night ventilation. The research also examines the indoor air quality and suggests ways to improve it. Some of the ways are traditional like the use of a wind catcher in ventilating the courtyard and the basement, and others are more modern like using an exhaust fan. Furthermore, it suggests an algorithm to control these ways and to introduce only a limited quantity of fresh air to avoid excessive warming. Suggestions for future work are given, including tests for more elements in the courtyard house and for longer duration runs. It would also be helpful to study the use of latent heat storage (e.g. phase change material) as an additional effective thermal mass.

L'objectif de cette étude est de concevoir un système de refroidissement passif au sein d'un data center. La solution qui a été choisie est la boucle thermosiphon, combinant le free cooling et le refroidissement par changement de phase. Cette technologie offre de la simplicité et de la compacité. De plus, en l'associant avec des échangeurs de chaleur à micro-canaux, elle est capable d'absorber de grandes quantités de flux de chaleur avec un faible débit du réfrigérant. La boucle thermosiphon est composée d'un évaporateur à mini-canaux et à courants parallèles, d'un condenseur à air, d'un riser et d'un downcomer. Un prototype expérimental a été construit afin de caractériser les transferts de chaleur entre le réfrigérant et la chaleur créée. Des études expérimentales sont introduites. L'influence du taux de chargement et de la puissance électrique est détaillée et analysée. En parallèle, un modèle numérique a été développé pour prédire les caractéristiques du réfrigérant en fonction des paramètres géométriques et climatiques. Une comparaison avec les résultats expérimentaux est également effectuée. Enfin, la boucle thermosiphon est améliorée avec l'ajout d'un second évaporateur. Les tests sont effectués avec des puissances plus importantes. Une nouvelle conception d'une boucle thermosiphon et les limites du prototype sont présentées. / The objective of this study is to build a passive cooling system in a data center. The chosen solution is the loop thermosyphon, combining free cooling and two-phase cooling. This technology offers simplicity and compactness. Furthermore, by associating with micro-channels heat exchangers, it is able to remove higher heat fluxes while working with smaller mass flow rate of coolant. The thermosyphon is composed by mini-channel parallel-flow evaporator, an air condenser, a riser and a downcomer. The experimental setup has been built to characterize the heat transfer between the working fluid and the provided heat. An experimental study is introduced. The effect of the fill ratio and the input power is specified and analyzed. In parallel, a numerical model has been developed to predict the fluid properties in function of geometrical and climatic parameters. A comparison between experimental and numerical results is also carried out. Finally, the loop thermosyphon is upgraded with a second mini-channel parallel flow evaporator. Tests are conducted with huger heat flux. A new design of loop thermosyphon and the limits of the prototype are introduced.