I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m b e r   20 20 ,   pp.   583 ~ 5 92   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 20 .i 2 . pp 583 - 5 92             583       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   Fuzz y   c o n t r o l   sch e m e   f o r   e n e r g y   e f f i c i e n c y   a n d   d e m a n d   m a n a g e m e n t   i n   a i r p o r t s us i n g   3 D   si m u l a t o r       M o h am e d   A b d u l   R ao u S h afe i 1 ,   M o h am e d   A b d e l az e e m   Taw fi k 2 ,   D o aa  K h al i l   I b r ah i m 3   1 , 3 E l e c t r i c a l   P o w e r   E ng i ne e r i ng   D e p a r t m e n t ,   F a c ul t y   of   E ng i ne e r i ng ,   C a i r o   U ni v e r s i t y ,   E gy pt   2 E gy pt i a n   A i r po r t s   C o m pa ny ,   E gy pt       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e F e b   1 2 ,   2 020   R e v i s e A pr   1 0 ,   2020   A c c e pt e A p r   26 ,   2020       A s   t he   bui l di ng   s e c t o r   ha s   t h e   l a r g e s t   s ha r e   o f   e ne r gy   c o ns um pt i o i m o s t   c o unt r i e s   o f   t he   w o r l d,   t h i s   p a pe r   f oc us e o t he   s t udy   o f   o ne   o f   t he   m o s t   i m po r t a nt   o f   t he   bu i l d i ng s   w hi c a r e   t he   a i r po r t s .   A i r po r t s   c a p l a y   a   m a j o r   r o l e   i r e duc i ng   t he   b ur d e o t he   e l e c t r i c a l   g r i d   a s   t h e y   ha v e   s e v e r a l   f a c t o r s   t ha t   m a ke   t he m   o pt i m um   m o de l s   f o r   a pp l y i ng   e ne r gy   e f f i c i e nc y   s t r a t e g i e s .   A c c o r di ng l y ,   t he   c o nt r i bu t i o i n   t hi s   p a pe r   i s   a c hi e v e by   a ppl y i ng   a   F uz z y   L o g i c   C o nt r o l   ( F L C )   s c he m e   t o   i m pr o v e   t he   e ne r gy   e f f i c i e nc y     o f   t he   E gy pt i a a i r po r t s   w i t ho ut   c o m pr o m i s i ng   t he   c o m f o r t   l e v e l     o f   t he   o c c upa nt s   a nd  v a l i da t i ng   t he   o bt a i ne r e s ul t s   by   t he   a i   o f   D e s i g nB ui l de r   s o f t w a r e   c o nduc t e d   w i t t h e   E ne r gy P l us   s i m u l a t o r ,   w hi c i s   a   s t a t e - of - t he - a r t   3D   s i m u l a t o r   t o o l   f o r   c he c ki ng   bui l d i n g   e ne r gy ,   c a r bo n,   l i g ht i ng ,   a nd  c o m f o r t   pe r f o r m a nc e .   T he   a pp l i e 3D   s i m u l a t o r   e v a l ua t e s   t he   i m pa c t s   o f   i m pl e m e n t i ng   t he   pr o po s e f uz z y   c o nt r o l   s y s t e m   i ns t e a o f   O N / O F F   c o nt r o l   s c he m e s   o r   B u i l di ng   M a na g e m e n t   S y s t e m   ( B M S ) .   I t h i s   c o nt e x t ,   c a s e   s t ud i e s   w e r e   c o nduc t e a t   t h r e e   di f f e r e n t   E gy pt i a a i r po r t s   a s   a   hi g h ,   m e di um ,   a nd  l o w   o c c upa nc y   l e v e l   a i r po r t s   r e s pe c t i v e l y   t o   di s c us s   t h e   o ppo r t un i t i e s   a nd  c ha l l e ng e s   o f   a ppl y i ng  t he   f uz z y   l o g i c   s c he m e   i a i r po r t s   a c c o r di ng   t o   t he   o c c upa nc y   l e v e l .   Ke y w or d s :   3D   s i m ul a t o r   A i rpo r t s   B ui l di n g   m a na ge m e nt   s y s t e m   E n e rgy   e ff i c i e n c y   F uz z y   l o gi c   c o n t r o l   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   M o h a m e d   A b dul   R a o uf   S h a f e i ,   E l e c t r i c a l   P o w e r   E n gi n e e r i ng  D e pa rt m e n t ,   F a c ul t y   of   E n g i n e e ri n g,   C a i r o   U ni v e r s i t y ,   G a m a a   S t r e e t ,   G i z a ,   E gy pt .   E m a i l :   m o ha m e d. s h a f e i @ e n g. c u . e du. e g       1.   I N TR O D U C TI O N     T he   b u i l d i ng   s e c t o ha s   b e e a   m a j o f o c u s   o f   re s e a rc h   i re c e nt   d e c a d e s   a s   i t   i s   c o ns i d e re   t he   l a rg e s t   c o ns u m e o f   e ne rgy .   T he re   a re   a   l o t   o f   s t u d i e s   w hi c a l l   a i m   t o   re d u c e   t he   e ne rg y   c o ns u m p t i o i t he   b u i l d i ng   s e c t o r.   T y p i c a l l y ,   a i rp o r t s   a re   o ne   o f   t he   m o s t   b u i l di ng s   c o ns u m i ng   e ne rg y   d ue   t o   t he i l a rg e   e ne rg y   d e m a nd   ne e d e d   t o   s u p p l y   m a i n   l o a d s   o f   b o t l a nd - s i d e   a nd   a i r - s i d e .   H o w e v e r,   a i rp o rt s   ha v e   m a ny   d i s t i ng u i s he d   f a c t o rs   s u c a s   t he   l a rg e   c o ns u m p t i o n,   g e o g ra p hi c a l   s i t e ,   s e c uri t y ,   a v a i l a b i l i t y   o f   l a rg e   s p a c e s   a nd   t he   n a t u re   o f   no nl i ne a l o a d s ;   t he s e   f a c t o rs   m a k e   t he   a i rp o rt s   a c t   a s   o p t i m u m   m o d e l s   f o i m p l e m e nt i ng   e ne rg y   e f f i c i e nc y   s t ra t e g i e s .   T he re f o re ,   t he   a i rp o rt s   c a c o nt r i b u t e   i f a c i ng   e ne rg y   a nd   e nv i ro nm e nt   c ha l l e ng e s .     S e v e ra l   s t u d i e s   o f   e ne rg y   e f f i c i e nc y   i a i rp o r t s   ha v e   i nc l u d e d t he   u s e   o f   b u i l d i ng   m a na g e m e nt   s y s t e m   ( B M S )   t o   c o nt ro l   a i rp o rt s   he a t i ng ,   v e nt i l a t i o n ,   a nd   a i c o nd i t i o ni ng   ( H V A C )   l o a d s   t hro u g a   lo t   o f   s e ns o rs   a s   p re s e nt e d   i n   [1] u s i ng   F L C   s y s t e m   t o   c o nt ro l   t he   l o a d   o f   t he   a i rp o rt   a c c o rd i ng   t o   t he   o c c u p a nc y   i s   i nt ro d u c e d   i [2] .   I a no t he s i d e ,   o t he re s e a rc he rs   h a v e   f o c u s e o e nh a nc i ng   t he   a rc hi t e c t u re   d e s i g t o   p ro v i d e   t he   b u i l d i ng   w i t a   g o o d   i ns u l a t i o l e v e l   t hu s   re d u c i ng   t he   e ne rg y   c o ns u m e b y   H V A C   [3] ,   o i nc re a s i ng   t e m p e r a t u re   s e t p o i nt s ,   a i ha nd l i ng   u ni t   ( A H U )   re s c he d u l i ng   a nd   w i nd o w   f i l m s   re p l a c e m e nt   [4] .   A l s o ,   s t u dy i ng   t he   e f f e c t s   o f   t he   a i v e nt i l a t i o i b u i l d i ng   a nd   i t s   i m p a c t s   o t he   H V A C   l o a d s   i s   i nt ro d u c e d   i [5] ,   i a d d i t i o t o   i nc re a s i ng   t he   g l a s s   p e rf o rm a nc e   o u s i ng   d o u b l e   g l a s s   t o   re d u c e   H V A C   c o ns u m p t i o [6] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     58 3   -   5 92   584   T h i s   p a pe r   w i l l   f o c us   o n   a p pl y i n F L s y s t e m s   fo r   de m a nd  m a na gi ng  i n   a i r po r t s   w i t h o ut   d i s t u r b i n g   t h e   l e v e l   of   pa s s e n ge c o m fo r t   w i t h   t h e   a i o f   3D   s i m u l a t o t o o l   fo r   m o de l i n g   a nd  s i m ul a t i o n   o f   t h e   a i rpo r t   b ui l di n g .   A c c o r di ngl y ,   t hr e e   c a s e   s t udi e s   a t   S h a rm - E l s h i e k h L uxo r   a n T a b a   a i rpo r t s   w e r e   c a rr i e o ut   t c o m pa r e   t h e   us a ge   o f   c o n v e n t i o na l   c o nt r o l   s y s t e m   v e r s us   f uz z y   c o n t r o l   s y s t e m s   a n de t e rm i n e   t h e   s a v i ngs   a c hi e v e by   c o n t r o l l i ng  a i r po r t   l o a ds   a c c o r di n g   t o   o c c upa n c y   a n d   i t s   i m p a c t s   o n   t h e   c o m fo r t   o f   oc c upa n t s .       2.   AI RP OR T S   AND   COM F ORT   L E VE L   T he   m a i g o a l   o f   a i rp o rt s   i s   t o   p ro v i de   t he   p a s s e ng e rs   w i t t he   re q u i re d   s e rv i c e s   i a   c o m f o rt   w a y   [ 7 ,   8 ] G e ne ra l l y ,   t he   l o a d s   a t   a i rp o rt s   a re   t y p i c a l l y   d i v i d e d   i nt o :   c ri t i c a l   l o a d s   s u c a s   a i rf i e l d   l i g ht i ng ,   s e c u ri t y   d e v i c e s ,   c he c k i ng   a re a s   a nd   a l l   n a v i g a t i o a i d s   a n d   no n - c ri t i c a l   l o a d s   s uc a s   p a s s e ng e r’ s   t e rm i na l   b u i l d i ng ,   c hi l l e s t a t i o n   b u i l d i ng   [9] .   I f a c t ,   t he   t e rm i n a l   b u i l d i ng   ha s   t he   m a j o ri t y   o f   t he   a i rp o rt   c o ns u m p t i o n;   t hu s ,   t he   p ro p o s e d   e ne rgy   e f f i c i e nc y   s t ra t e gy   w i l l   b e   i m p l e m e nt e d   i t he   t e rm i na l   b u i l d i ng   t a k e n   i nt o   a c c o u nt   no t   ne g a t i v e l y   a f f e c t i ng   t he   c o m f o rt   l e v e l   o f   o c c u p a nt s ,   a nd   e x c l u d i ng   a l l   t he   c ri t i c a l   l o a d s   s u c a s   s e c u ri t y   a nd   a ny   o f   na v i g a t i o l o a d s .   T h e   m a i n   p a r a m e t e r s   o f   c o m fo r t   a r e   t h e rm a l   c o m f o r t ,   vi s ua l   c o m fo r t   a n i ndo o r   a i r   qua l i t y ,     i n   a dd i t i o n   t o   s o m e   o t h e r   f a c t o r s   t ha t   a f f e c t   t h e   c o m f o r t   of  o c c upa nt s   i n   ge n e r a l   s uc h   a s   i n do o r   po l l u t a nt s '   c o n c e n t r a t i o n,   b ui l di ng  s e r v i c e s ,   pe r s o n a l   f a c t o r s   a n d   pr e f e r e n c e s ,   b ui l di n g’s   p h y s i c a l   c o n di t i o n s ,     a n e xt e rna l   w e a t h e r   c o n di t i o n s   [10] . T hi s   pa pe r   w i l l   f o c us   o n   t h e   t h e rm a l   c o m fo r t   a n i t s   i ndi c e s   a s   i t   i s   di r e c t l y   r e l a t e t o   t h e   H V A l o a ds   (h e a t i n g ,   v e n t i l a t i o n,   a nd  a i r   c o n d i t i o n i ng),   w h i c h   ha v e   t h e   m a j o r   c o n s um pt i o n   o t h e   a i r po r t   e n e r gy .   A c c o r di n t o   [11] ,   t h e   t h e rm a l   c o m fo r t   i s   t h e   r e s ul t   o f   t h e   i n t e ra c t i o b e t w e e n   e n v i r o n m e n t a l   f a c t o r s   a n i n d i v i dua l   f a c t o r s   b a s e o n   F a nge r ’s   P M V   e qua t i o n .     F a ng e r s   c o m f o r t   e q u a t i o n   i s   t he   c o m b i ne d   q u a n t i t a t i v e   c o m b i n a t i o o f   t he   e nv i ro n m e n t a l   a nd   i n d i v i d u a l   v a ri a b l e s .   P M V   ( P re d i c t e d   M e a n   V o t e ) ,   a s   t he   re s u l t   o f   F a ng e r s   c o m f o r t   e q u a t i o n ,   i nd i c a t e s   ho w   t he   o c c u p a n t s   j u d g e   t he   c l i m a t e .   U s i n g   P M V ,   t he   P e rc e n t a g e   o f   P e o p l e   D i s s a t i s f i e d   ( P P D )   c a n   b e   p re d i c t e d .   P M V - P P D   ( P re d i c t e d   P e rc e n t a g e   o f   D i s s a t i s f i e d   o c c u p a n t s )   i n d i c e s   a re   w i d e l y   a c c e p t e d   c r i t e ri a   f o t he r m a l   c o m f o rt   e v a l u a t i o b a s e d   o n   F a n g e r’ s   m o d e l   [ 1 2 ] .   A c c o rd i n g   t o   t h e   i n t e r n a t i o n a l   s t a nd a r d s   [ 1 3 ] ,   a   P M V   i n d e x   r a n g i n g   b e t w e e n   ± 0 . 5   o f f e rs   h i g h   l e v e l s   o f   t he r m a l   c o m f o rt   a n d   t h u s   t he   h i g he s t   l e v e l   o f   u s e a c c e p t a b i l i t y .   T a b l e   1   i l l u s t r a t e s   t h e   l e v e l s   o f   P M V   v a l u e s ,   w hi c h   a re   u s e d   t o   e x p re s s   t he   d e g re e   o f   p e o p l e   s a t i s f a c t i o n   o f   t h e r m a l   c o nd i t i o n .       T a b l e   1 .   T A S H RA E   t h e r m a l   s e n s a t i o n   s c a l e   o f   P M V   P M V   S e n s a t i o n   P M V   S e n s a t i o n   - 1   S l i g h t l y   C o o l   +3   H o t   - 2   Co o l   +2   W a rm   - 3   Co l d   +1   S l i g h t l y   W a r m       T h e   P M V   e qua t i o n   i s   t h e   qu a n t i t a t i v e   c o m b i n a t i o n   o f   a c t i v i t y ,   c l o t h i n g ,   a i r   t e m pe r a t u r e ,   m e a n   ra di a n t   t e m pe ra t u r e ,   a i r   v e l o c i t y   a n r e l a t i v e   a i r   h u m i di t y .   F a n ge r ’s   P M V   c o r r e l a t i o n   i s   b a s e o n     t h e   i de nt i f i c a t i o o f   a   s ki t e m pe r a t u r e                  a nd   s w e a t i n g   ra t e                          re qui r e d   f o o pt i m a l   c o m f o r t   c o n di t i o n s ,   us i n g   t h e   da t a   f r o m   [12] ,   a n d   a s   e xp r e s s e by   t h e   fo l l ow i n g   (1) ,   (2 ) :                                                           (1)                                 (                             )   (2)     W h e r e   t h e   m e t a b o l i c   h e a t   l o s s                       i s   t h e   di f f e r e n c e   b e t w e e n   t h e   m e t a b o l i c   ge n e ra t i o     a n t ha t   c o n v e r t e t o   w o r       (e . g . ,   l i f t i n g ,   r u nni n g)   a s   f o l l ow s   (3) :                                   (3)     W h e r e                  d e n o t e s   t h e   a v e ra ge   s ki n   t e m pe r a t u r e   in   ° F ,       p r e s e nt s   t h e   ra t e   o f   m e t a b o l i c   ge n e r a t i o pe r   uni t   D uB o i s   s ur f a c e   a r e a   i B t u/ f t 2   a n d         i s   t h e   h u m a w o r pe r   u n i t   D uB o i s   s u r f a c e   a r e a   i B t u/ f t 2 .   W i t h   re f e re nc e   t o   [12] ,   P M V   i s   c o rre l a t e d   a s   a   f u nc t i o n   o f   t he   t h e rm a l   l o a d ,     ,   o n   t he   b o dy ,   d e f i ne d   a s   t he   d i f f e re nc e   b e t w e e t he   r a t e   o f   m e t a b o l i c   he a t   g e ne ra t i o a nd   t he   c a l c u l a t e d   he a t   l o s s   f ro m   t he   b o dy   t o   t he   a c t u a l   e nv i ro nm e n t a l   c o nd i t i o ns   a s s u m i ng   t he s e   o p t i m a l   c o m f o rt   c o nd i t i o ns .   T he   c o nv e c t i o a nd   r a d i a t i o he a t   t r a ns f e r   a re   f u nc t i o ns   o f   c l o t hi ng   t e m p e ra t u re ,   w hi c i s   a f f e c t e d   b y   s k i t e m p e ra t u re .   T he   e v a po ra t i v e   l o s s e s   a re   d i re c t l y   i nf l u e nc e d   b y   s k i t e m p e ra t u re .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       F uz z y   c on t r ol   s c h e m e   f or   e n e r gy   e f f i c i e n c y   and   d e m and   m an age m e n t   i n   ( Moham e d   A b dul   R a ouf   Sha f e i )   585                                    (            )            (            )         (                    )            (                             )                 (              )            (                )   (4)     W h e r e :        =   a v e r a ge   s u r f a c e   t e m pe r a t u r e   o f   c l o t h e b o d y ,   ° F ,        =   ra t i o   o f   c l o t h e s u r f a c e   a r e a   t o   D uB o i s   s ur f a c e   a r e a   (A c l / A D ) ,        =   e f fe c t i ve   t h e rm a l   r e s i s t a n c e   (R - v a l ue o f   c l o t h i n g ,   f t 2 ° F   h/ B t u ,         =   a i t e m pe ra t u r e ,   ° F ,       =   c o n v e c t i o n   h e a t   t r a n s f e r   c o e ff i c i e n t ,   B t u/ f t °F ,       =   m e a n   ra d i a nt   t e m pe r a t u r e ,   ° F   o r   ° R ,       =   ra di a t i v e   h e a t   t r a n s f e c o e ff i c i e n t ,   B t u/ f t °F ,       =   a i h u m i d i t y   ra t i o ,                =   s a t u ra t e hum i di t y   r a t i o   e v a l ua t e d   a t   t h e   s ki t e m pe ra t u r e .   F i n a l l y ,   t h e   f o l l o w i n g   c o r r e l a t i o n   be t w e e n   P M V   a n d   t h e   t h e r ma l   l o a d   i br i e f e d   a f o l l o w s :                      (                                 )     ( 5 )     A c c o r di n g   t o   [2] ,   t h e   P P D   i l l us t ra t e s   w h e t h e r   a e n v i r o n m e nt   i s   a c c e pt a b l e   o r   n o t ,   w h i l e   t h e   P M V   e xpl a i n s   t ha t   t h e   di s c o m fo r t   pe r c e n t a ge   of   25%  i s   a l s o   a ppr o v e a n c a n   b e   t ra n s l a t e t o   P M V   of   ±1.     F i gu r e   s h o w s   t h a t   us ua l l y   a bo ut   5%  o f   t h e   t o t a l   pe r c e nt a ge   w i l l   b e   o ut   o f   t h e   c o m f o r t   l i m i t s   [13] .   A n   i n do o r   t h e rm a l   e n v i r o nm e nt   t ha t   ha s   a   P P D   o f   l e s s   t h a 10 c o rr e s po n di n g   t o   a   P M V   o f   a bo ut   ±0. 5   i s   c o n s i de r e a c c e pt a b l e   [14] .   Re c e n t l y ,   A S H RA E   S t a n da r 55  ha s   s h o w n   t ha t   t h e   a c c e pt a b l e   pe r c e n t a ge   m a y   r e a c h   80%   (P M V   o f   ±  0. 73)   o m o r e   [15 ,   1 6] .   T h e   P P D   a l s o   c a n   b e   de t e rm i n e d   by   t h e   f o l l ow i n g   (6) :                          (                                        )   (6)           F i gu r e   1 .   R e l a t i o n s h i b e t w e e n   P M V   a n d   P P D   [13]       3.   D ES I G N   A N A L Y S I S   A N D   M ET H O D O L O G Y   G e n e r a l l y ,   c o n t r o l   t e c h n o l o gi e s   c a n   b e   c l a s s i f i e i n t o   c o n v e n t i o n a l   a n d   i n t e l l i ge n t   c o n t r o l l e r s   [17] :   a)   Co n v e n t i o n a l   c o n t r o l l e r s   n a m e l y :   O N / O F F   a n d   p r o po r t i o n a l   i n t e g ra l   de r i v a t i v e   (P ID c o n t r o l l e r s   a t t e m pt   t o   t r a n s l a t e   o n e   o r   m o r e   s t r i c t l y   de f i n e i n p ut   v a ri a b l e s   i n t o   o n e   o r   m o r e   p r e c i s e l y   de f i n e c o n t r o l   s i g na l s   us i n t h e   m e c ha n i s m s   o f   n um e r i c a l l y   de fi n e c o n t r o l   p r o c e s s   o r   a l go ri t hm s   [18] .   N o n e t h e l e s s ,   H V A s y s t e m ’s   o pe r a t i ng  e n v i r o nm e n t   i s   a   c o m pl e n o n - l i n e a r   e n v i r o n m e n t ,   a s   i t   de pe n ds   o n   m o r e   l o o s e l y   d e f i n e v a r i a b l e s ,   s uc h   a s   t h e   t h e rm a l   c o m fo r t ,   t h a n   t h o s e   us ua l l y   e xpe c t e t b e   i n t e r p r e t e b y   a   c o n v e n t i o na l   c o n t r o l l e r .     b)   S m a r t   c o nt r o l   s y s t e m s   : su c h   a s   f uz z y   s y s t e m s   h a v e   a l l   t h e   f e a t u r e s   t ha t   m a ke   t h e m   qua l i f i e t o   s o l ve   t h e   pr o b l e m s   t h a t   h a v e   e m e r ge i c o n v e n t i o n a l   c o n t r o l   s y s t e m s ,   a n t hus   r e duc i n e n e rgy   c o n s um pt i o w h i l e   m a i n t a i ni n g   pa s s e n ge c o m f o r t   [19] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     58 3   -   5 92   586   A c c o r di n g   t o   [20] ,   us i ng  c o n v e n t i o n a l   c o n t r o l l e r s   a s   b ui l d i n g   m a n a ge m e nt   s y s t e m   (B M S ),   w h o s e   f un c t i o n s   a r e   b a s e o O N / O F F ,   t e m pe r a t u r e   c o n t r o l   a n d   i s o m e   c a s e s   h um i di t y   c o n t r o l   a r e   n o t   t h e   u l t i m a t e   s o l ut i o n s   t o   s a ve   e n e r gy .   T h e   r e a s o n   b e h i n t h e   a b o ve   f a c t   i s   t ha t ,   c o n v e n t i o na l   c o n t r o l l e r s   do   n o t   t a ke   i n t o   a c c o un t   r e a l   t i m e   e v e n t s   s uc h   a s   t h e   n u m b e r   o f   oc c u pa n t s ;   i ndo o r   a i r   qu a l i t y   (IA Q ),   na t u ra l   l i g h t   i l l u m i na t i o n s   a nd  e t c .   di s l i ke   f uz z y   l o gi c   b a s e c o n t r o l l e r s .   R e c e n t l y ,   t h e r e   i s   a   h i g h   a t t e n t i o n   t o   s t udy   f uz z y   l o gi c   b a s e c o n t r o l l e r s   a s   t h e y   a r e   a b l e   t o   s a v e   e n e r gy   w h i l e   m a i n t a i ni n g   i n do o r   c o m f o r t   l e v e l .     3. 1 .   F u z z l o gi c   c o n tr o l l e r   (F LC )     B a s e o n   t h e   a b o ve ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   pr o v i de   t h e   a i r po rt   w i t h   a   c o nt r o l   s y s t e m   t ha t   c a n   ra t i o na l i z e   t h e   e n e r gy   c o n s um pt i o n   w i t h   m a i nt a i n i ng  t h e   l e v e l   of   c o m fort .   Co n s e que n t l y ,   t h e   s m a rt   c o n t r o l   s y s t e m s   s uc h   a s   f uz z y   a n a r t i f i c i a l   n e u ra l   n e t w o r ks   (A N N ),   ha v e   be e n   a ppe a r e w hi c h   c a r e pl a c e   t h e   o pe r a t o r   by   pr o v i di n g   a a l go ri t hm   t ha t   c a n   i de n t i f y   t h e   o pt i m u m   s e t po i nt s   a nd  a pp l y   t h e m   a t   t h e   a p p r o pri a t e   t i m e .   F uz z y   l o gi c   c o n t r o l l e r   i s   t h e   a l go ri t hm   w h i c h   t a ke s   t h e   e xt e rna l   c o n di t i o n s   o t e m pe r a t u r e ,   l i g h t i n g   a n n u m b e r   o f   oc c upa n t s   a s   i nput s   a n a na l y z e s   t h i s   d a t a   a c c o r di n t o   t h e   f u n c t i o n s   a n e qu a t i o n s   p r e p a r e i n   a dv a n c e .   I t   e xt ra c t s   t h e   d a t a   f o r   o pt i m um   o pe r a t i o o f   t he   a i r po rt   i a a na l o i m a ge   f r o m   0: t o   r e duc e   e n e r gy   c o n s um pt i o n   w i t h o ut   di s t u r b i ng  t h e   l e v e l   of   pa s s e n ge r   c o m fo r t .   T h e   f uz z y   c o n t r o l l e r   h a s   t h e   a b i l i t y   t ha n dl e   t h e   n o nl i n e a l o a ds   a s   f o un a t   t h e   a i r po rt s ,   i a dd i t i o t o   i t   c a n   d i f f e r e n t i a t e   b e t w e e n   b ui l di ng  s t a t e s   i f   t h e y   a r e   o c c upi e o r   n o t .   T h e r e fo r e ,   t h e   l o a ds   c a n   b e   o p e r a t e o pt i m a l l y   a c c o r di ng  t o   t h e   pr o pe r   s e t po i n t s   w h i c p r o v i de   l e s s   e n e r gy   c o n s um pt i o w h i l e   m a i nt a i n i ng  t he   c o m f o r t   o f   oc c upa n t s .   T he   F L C   s c he m e   p ro v i de s   a   c o nv e ni e nt   w a y   t o   m a p   a i np u t   s p a c e   t o   a o u t p u t   s p a c e .   S p e c i f i c a l l y ,     a   f u z z y   i nf e re nc e   s y s t e m   i nt e rp re t s   t he   v a l u e s   i t he   i np u t   v e c t o a nd ,   b a s e d   o s o m e   s e t   o f   ru l e s ,   a s s i g ns   v a l u e s   t o   t he   o u t p u t   v e c t o r.   T he   m a p p i ng   t he p ro v i d e s   a   b a s i s   f ro m   w hi c d e c i s i o ns   a re   m a d e ,   o p a t t e r ns   d i s c e rne d   [21] T he   F L C   p a s s e s   t h ro u g h   f o u p ro c e s s e s   t o   e x t ra c t   t he   o u t p u t s ,   t he s e   p ro c e s s e s   a re :   f u z z i f i c a t i o n,   i nf e re nc e   e ng i ne ,   ru l e   b a s e   a nd   d e f u z z i f i c a t i o n,   t h i s   p ro c e s s e s :   i n t e ra c t i ng   a s   i l l u s t ra t e d   i F i g u re   2   [2] .     3. 2 .   A p p l i e d   S o ftw ar e   to o l s   fo r   d yn am i c   e n e r gy   m o d e l i n g   T y pi c a l l y ,   D e s i gn B ui l de r   s o f t w a r e   a c t s   a s   a   f r a m e w o r [22]   t o   dr a w   a n b ui l up  t h e   m o de l     of   t h e   a i r po rt   b ui l di ng  a n c o n duc t e t o   E n e r gy P l us   s i m ul a t o r   [23 ]   t o   a na l y z e   t h e   o ut put s   of   t h e   s i m ul a t i o n   (F i gu r e   3   i l l us t ra t e s   t h e   r e l a t i o n s h i b e t w e e n   t h e m ) .   F uz z y   t oo l bo i n   M A T L A B   r e c e i v e s   t h e   i n pu t   d a t a     of   oc c upa n c y ,   w e a t h e r   c o n d i t i o n s ,   a nd  e xt e rn a l   l i g ht i ng,   t h e n   a n a l y z e s   a n d   p r o c e s s e s   t h e m   t o   e xt r a c t     t h e   o ut put s ,   w h i c h   a r e   t h e   s e t po i n t s   o f   t h e   s y s t e m .   T h e s e   s e t   po i n t s   w i l l   b e   c o n ve r t e t o   c o m pa c t   s c h e dul e s ,   t h e i n s e r t e a s   i nput s   t o   D e s i gn B ui l de r   t o   e v a l ua t e   t h e   s c h e du l e s   o f   t h e   t e m pe r a t u r e ,   l i g h t i n g,     a n v e nt i l a t i o w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   s e l e c t e c o de   A S H R A E   o r   CIS B E .                 F i gu r e   2 .   Co n f i gu r a t i o o f   t h e   F uz z y   s y s t e m   F i gu r e   3 .   R e l a t i o n s h i b e t w e e n   E n e r gy P l us     a n D e s i g n B ui l de r       3. 3 .   C al c u l ati n g   s av i n u s i n fu z z c o n tr o l     T o   de t e r m i n e   t h e   a m o unt   o f   e n e r gy   s a v i n gs   o f   c o n t r o l l e b ui l di ng,   t h e   b ui l d i n e n e rgy   l o a s h o ul d   b e   de t e r m i n e a nd  c o m pa r e us i ng  c o n v e n t i o n a l   P ID   c o n t r o l l e r s   a nd  t h e n   us i n f uz z y   b a s e c o n t r o l l e r s .     In   f a c t ,   b ui l d i n p a r a m e t e r s   a r e   go v e r n e by   t w o   t h e rm a l   b a l a n c e   a s   s h o w n   i n   ( 7 i s   due   t o   t o t a l   h e a t   g a i n   a n d   ( 8 r e p r e s e n t s   t h e   s e n s i b l e   h e a t   g a i n   [24] :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       F uz z y   c on t r ol   s c h e m e   f or   e n e r gy   e f f i c i e n c y   and   d e m and   m an age m e n t   i n   ( Moham e d   A b dul   R a ouf   Sha f e i )   587                    (                )                   (                    )                              (                  )            (7)                                                                                                 (8)     W h e r e       i s   z o n e   t e m pe r a t e   (ºC ,       i s   t h e   b ui l d i n g   l o s s   c o e ff i c i e nt   ( kW / hr. m ² . º C),       i s   t h e   s p a c e   o ve r   a l l   a r e a   (m ² ) ,         i s   t h e   b ui l di ng  c a p a c i t a n c e   (kW / º C),             i s   t h e   s pa c e   s e t   t e m pe ra t u r e   (ºC) ,               i s     t h e   v e n t i l a t i o n   a i r   m a s s   f l ow   r a t e   (kg / hr ) ,              i s   t h e   s pe c i f i c   h e a t   o f   b ui l di n g   a i r   (kW / k g. ºC ),               i s     t h e   t e m pe r a t u r e   o f   v e n t i l a t i o n   a i r(ºC) ,             i s   t h e   m a s s   f l ow   r a t e   o f   i n f i l t r a t i o a i r   (kg / hr ) ,             i s     t h e   t e m pe ra t u r e   o f   i n f i l t ra t i o a i (Cº) ,            i s t h e   s e n s i b l e   h e a t   g a i (kW ) ,                  i s   t h e   h e a t   ga i r e s ul t i n f r o m   l i g ht s ,                 i s   t h e   h e a t   ga i r e s u l t e d   f r o m   e qui p m e n t   u s e i t h e   b ui l di ng   i n c l ud i n g   c o m put e r s     a n d   p r i nt e r s   (kW ) ,                  i s   t h e   s e n s i b l e   h e a t   g a i r e s ul t e d   f r o m   pe o pl e   (kW ),               i s   t h e   s e n s i b l e   h e a t   ga i f r o m   i n f i l t ra t i o n   ( kW ),                 i s   t h e   s e n s i b l e   h e a t   g a i due   t o   v e nt i l a t i o n   a n f i na l l y                i s   t h e   h e a t   ga i n   due   t o   s un   r a d i a t i o n   (kW ).   A s   s h o w n   i n   ( 9 go v e rn s   t h e   b ui l d i n h e a t   b a l a n c e   due   t o   s e n s i b l e   h e a t   g a i n,   w hi l e     t h e   t o t a l   b ui l di n g   s e n s i b l e   h e a t   ga i n   i s   c a l c ul a t e us i ng  ( 1 0 ) .                        (               )                  (9)                                                                       (10)     W h e r e       i s   t h e   h e a t   g a i n   due   t o   a i r   m o i s t u r e   c o n t e n t   (kW ),       i s   t h e   de n s i t y   of   b ui l di n a i r   ( kg/ m ³ ) ,       i s   t h e   b ui l di n g   v o l um e   ( m ³ ),            i s   t h e   t o t a l   h e a t   g a i due   t o   m o i s t u re   c o n t e nt   o f   t h e   a i (l a t e n t ) ,                  i s   t h e   l a t e n t   h e a t   g a i f r o m   pe o pl e   (kW ),               i s   t h e   l a t e nt   h e a t   g a i f r o m   i n f i l t ra t i o (kW ) ,               i s   t h e   l a t e n t   h e a t   g a i due   t o   v e n t i l a t i o (kW ),   a n d                   i s   t h e   l a t e n t   h e a t   g a i n   us i n e qu i pm e nt   a nd  c o o ki n (kW ) .   Co n s e que n t l y ,   t h e   po t e n t i a l   o f   e n e r gy   s a v i n g                c a b e   e va l u a t e d   b a s e o a   c o m pa r i s o n   b e t w e e n     a   c o n v e n t i o n a l   c o n t r o l l e r   s y s t e m   a n a   F L b a s e s y s t e m   w h i c i s   e xp r e s s e by   (1 1 ):                                          (11)     W h e r e              i s   t h e   c o n v e n t i o na l   s y s t e m   e l e c t r i c   po w e r   (kW )   a nd                i s   t h e   F L b a s e s y s t e m   e l e c t ri c   pow e r   (kW ).   I n   a ddi t i o n ,   t h e   c o n t r o l l e d   b ui l di ng  c o n s um e d   e n e r gy   us i n g   c o n v e n t i o n a l   P ID   Co n t r o l l e r s   c a b e   e s t i m a t e us i ng  ( 1 2 ):                                                     (12)     W h e r e               i s   t h e   n e e de e n e r gy   fo r   l i g ht i ng   s y s t e m   a nd                i s   e n e rg y   n e e de t o   po w e r   o t h e r   e qu i pm e nt   o pe r a t e i n   t h e   b ui l d i n us i ng  c o n v e n t i o na l   c o nt r o l   s y s t e m .   T h e   b ui l di n c o n s u m e s   e n e r gy   us i n F L i s   c a l c ul a t e d   a s   e xp r e s s e i n   (1 3 ):                                                          (13)     T h e   p r e v i o us   e qua t i o n s   a r e   de r i v e f o r   t h e   m a t h e m a t i c a l   c a l c ul a t i o n s   o f   t h e   s a v i n t h a t   c a b e   a c hi e v e t hr o ug a pp l y i n F L C   i n s t e a o f   t h e   B M S   c o n t r o l   s y s t e m .         4.   C A S S TU D I ES   O F   D I F F ER EN O C C U P A N C Y   A I R P O R TS     Ca s e   s t udi e s   w e r e   c o n duc t e a t   S h a rm - E l s hi e kh,   L uxu r,   a n T a b a   a i r po r t s .   S t r a t e g y   s i m ul a t i o n s   w e r e   c a rri e o ut   us i n t h e   D e s i gn B ui l de r   p r o g r a m ,   w h i c h   i s   c o n duc t e w i t h   t h e   E n e r gy P l us   pr o g r a m ;   t c o m pa r e   t h e   us a ge   o f   c o n v e n t i o na l   c o nt r o l   s y s t e m   v e r s us   F L s y s t e m s   a n de t e rm i n e   t h e   s a v i n gs   a c h i e v e d   by   c o n t r o l l i n g   a i r po rt   l o a ds   a c c o r di ng  t o   o c c upa n c y .     4. 1 .   S h ar m - e l s h i e k h   ai r p o r t   S ha r m - E l s h e i k h   i n t e rna t i o n a l   a i r po rt   l o c a t e s   i n   S o ut h   S i n a i ,   E gy pt   w i t h   t h e   l o n gi t ude   a n l a t i t ude     of   27°   58′   38″   N   34 °   23′   41   E ,   i n   18  ki l o m e t e r s   (11  m i l e s n o r t h e a s t   f r o m   t h e   c i t y   o f   S h a rm - E l s h i e k h.     It   po s s e s s e s   t w o   pa s s e n ge r   t e rm i na l s :   T e rm i na l - (t h e   o l d   o n e a n T e r m i na l - ( t h e   n e w   o n e ).   A c t ua l l y ,     t h e   c o n s um p t i o o f   S h a rm - E l s h e i k a i r po rt ’s   t e rm i na l   b ui l di n c a b e   c l a s s i f i e i n t o   f o ur   m a i n   c a t e go r i e s     of   l o a ds H V A C,   l i g h t i n g ,   h o t   w a t e r,   m o t o r s   a n m i s c e l l a n e o us .   F o r   e n e r gy   c o n s um pt i o n   i n   T e rm i na l - 1,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     58 3   -   5 92   588   H V A c o n s um e s   70. 5 %,   t h e   l i g h t i n c o n s um e s   6. 5 %,   t h e   h o t   w a t e r   c o n s um e s   1. 4%  w h i l e   t h e   o t h e m i s c e l l a n e o us   c o n s um e   21. 6%.   T h e r e f o r e ,   t h e   p r o po s e s t ra t e gy   c a n   b e   a ppl i e f o r   T e rm i na l - 1   a c h i e v i n e n e r gy   e ff i c i e n c y   o pp o r t u n i t i e s   t hr o ug h   t w di m e n s i o n s   a s   w i l l   b e   de s c r i b e i n   n e xt   s e c t i o n .   3D   M o de l i n o S ha r m - E l s h e i k a s   s h o w n   i F i g u r e   4 .           F i gu r e   4 .   3D   M o de l i n o f   S ha rm - E l s h e i k h   t e r m i n a l - 1   b ui l di ng       A s   t h e   e xi s t i ng  a pp l i e c o n t r o l   s y s t e m   i n   S ha rm - E l s h e i k h   a i r po r t   i s   B ui l di ng  M a na ge m e n t   S y s t e m   (B M S ),   a   m o de l   f o r   s i m u l a t i n g   t h e   a i r po r t   w i l l   b e   pr e s e n t e t o   c o m pa r e   b e t w e e n   B M S   s y s t e m   w i t h     t h e   p r o po s e F L s y s t e m .   s h o w s   t h e   3D   m o de l   o f   T e r m i na l - i t h e   a i r po rt   a t   D e s i gn B ui l de r‖   t o o l .   a)   T h e   c a s e   of   B M S   c o n t r o l   s y s t e m :   H V A a n d   l i g h t i n s y s t e m s   w e r e   s c h e dul e a c c o r di n t o   t h e   p r e - de f i n e s c h e dul e s   by   t h e   de s i gn e r.   T h e   t e m pe ra t u r e   s e t po i n t s   of   be t w e e n   21  ° a nd  23  ° w e r e   a pp l i e d   t o   a l l   t h e   i ndo o r   s pa c e s   o f   t h e   t e rm i na l   b ui l d i n g   t o   s i m ul a t e   t h e   e n e r gy   a n d   t h e rm a l   c o m f o r t   i t h i s   c a s e .   b)   F o t he   e ne rg y   s a v i ng   s c e na ri o   ( F u z z y   m o de l ) :   c o m p a c t   s c he d u l e s   a re   c re a t e d   f ro m   t he   o u t p u t s   o f   F L C   w hi c h   re p re s e nt   t e m p e ra t u re ,   l i g h t i ng   a nd   a i rf l o w   ra t e s   s e t po i nt s .   T he s e   s c he d u l e s   a re   a p p l i e d   t o   t he   t e rm i na l   b u i l d i ng   s p a c e s   e x c e p t   s o m e   i nd o o s p a c e s   ( o f f i c e s ,   s ho p s ,   s e c u ri t y   a nd   a ny   o f   t he   c ri t i c a l   l o a d s ) .     T h e   c o m pa r i s o n   b e t w e e n   t h e   t w o   s y s t e m s   (e xi s t i n B M S ,   pr o po s e F L C)  fo r   T e r m i n a l - c a b e   pr e s e nt e a s   f o l l ow s :     4. 1 . 1.   En e r gy   c o n s u m p ti o n   T h e   r e s ul t s ,   s h o w n   i F i gu r e s   5   a nd  6 ,   e n s u r e t h a t   t h e   F L ha s   s uc c e e de i n   r e duc i ng  e n e r g y   r e qui r e d   f o r   l i g ht i ng  a n H V A l o a ds   o v e r   t h e   y e a r   by   up  t o   50 - 59%   a nd  15   t o   37%   r e s pe c t i v e l y .   T h e s e   s a v i n gs   w e r e   a c hi e v e by   c o n t r o l l i n t h e   o pe r a t i n g   s c h e dul e s   of   l i ght i ng  a n H V A a c c o r di n t o   r e a l   o c c upa n c y   a n w e a t h e r   c o n d i t i o n s .   Co n s e que nt l y ,   a s   t h e   H V A a n t h e   l i g ht i ng  l o a ds   a r e   t h e   m o s t   e n e r gy   c o n s um i n l o a ds ,   t h e   r e duc t i o n   i n   t h e i r   e n e r gy   c o n s um pt i o n s   h a s   di r e c t l y   r e s ul t e i n   r e duc i n t h e   t o t a l   e n e r gy   c o n s um pt i o n   o ve r   t h e   y e a r .   It   c a n   b e   c o n c l ude t h a t   t h e   F L s y s t e m   h a s   c o n t r i b ut e t o   s a v i n e n e r gy   c o n s um pt i o n   b y   13. t o   25 o v e r   t h e   y e a a s   de duc e f r o m   F i gu r e   7 .     4. 1 . 2.   P r o d u c e d   e m i s s i o n s   T h e   pr o po r t i o n   o c a r b o n   e m i s s i o n s   ge n e ra t e f r o m   t h e   b ui l di n i s   c o m m e n s u r a t e   w i t h   t h e   a m o u n t   of   e n e r gy   c o n s um e d.   T h e r e f o r e ,   t h e   r e duc t i o n   i n   e n e r gy   c on s u m pt i o n   by   F L h a s   di r e c t e i n   t h e   r e duc t i o   of   c a r b o n   e m i s s i o n s   by   12. 5 - 25%  o ve r   t h e   y e a r   a c c o r di n t o   t h e   r a t i o na l i z a t i o n   o f   e n e r gy .   T h us ,   i t   c a n   b e   c o n c l ude t ha t   t h e   F L s y s t e m   h a s   p r o v i de t h e   r e qui r e e n e r gy   a s   w e l l   a s   c o n t ri b ut i ng  i n   i m p r o v e m e n t     of   t h e   e n v i r o nm e n t a l   c l i m a t e .     4. 1 . 3.   P M V   i n d e x   T h e   b a s i c   pr i n c i pl e   o us i n t h e   F L i s   t o   i m pr o v e   e n e r g y   us a ge   t o   c o n s um e   t h e   l e a s t   po s s i b l e   e n e r gy   w h i l e   m a i nt a i n i ng  t h e   a c c e pt a b l e   l e ve l   of   c o m fo r t   o f   ±  0. 5.   A s   s h o w n   i n   F i gu r e   8,   i t   c a n   b e   c o n c l ude d   t h a t   F L h a s   s uc c e e de i n   r a t i o n a l i z i n e n e r gy   c o n s um pt i o n   w i t h o ut   c o m pr o m i s i n t h e   l e v e l   of   c o m f o r t     of   oc c upa n t s .   I f a c t ,   t h e   F L s y s t e m   ha s   a l r e a dy   i m p r o v e t h e   P M V   v a l ue   f r o m   - 0. 46   a nd  0 . 45   t o   - 0 . 12     a n 0 . f o r   a l l   t h e   m o nt h s   o ve r   t h e   y e a r   e xc e pt   A ugus t   a nd  O c t ob e r ,   a s   t h e   r e c o r de P M V   w a s   0. &   0. r e s pe c t i v e l y .   H ow e v e r ,   t h e s e   v a l ue s   a r e   s t i l l   a c c e pt a b l e   a s   t h e y   a r e   w i t h i t h e   ra n ge   o f   ±1  w h i c h   i s   a c c e pt e fo r   l a r ge   s p a c e s   a s   d i s c us s e i n   [2 5]       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       F uz z y   c on t r ol   s c h e m e   f or   e n e r gy   e f f i c i e n c y   and   d e m and   m an age m e n t   i n   ( Moham e d   A b dul   R a ouf   Sha f e i )   589           F i g u re   5 C o m p a r i ng   B M S   &   F L C   i s a v i ng   l i g ht i ng   c o ns u m p t i o f o T e r m i na l - 1   o f   S ha r m - E l s he i k a i rp o rt   F i g u re   6 C o m p a r i ng   B M S   &   F L C   i s a v i ng   H V A C   c o ns u m p t i o f o T e r m i na l - 1   o f   S ha r m - E l s he i k a i rp o rt                   F i gu r e   7.   Co m p a r i ng  B M S   &   F L i n   s a v i ng  t o t a l   e n e r gy   c o n s um pt i o f o r   T e r m i n a l - 1   o f   S h a rm - E l s h e i k a i r po rt   F i gu r e   8 P M V   c o m pa ri s o b e t w e e n   B M S   &   F L f o r   T e rm i na l - o f   S ha r m - E l s hi e k h   a i r po r t       4. 2 .   Lu xu r   ai r p o r t   L uxo r   i n t e rna t i o n a l   a i r po rt   i s   p r e s e n t e h e r e   a s   a   m o de l   f o r   m e di um   o c c upa n c y   a i r po rt s   i n   E gy pt .   It   i s   l o c a t e a t   L uxo r   c i t y   i n   E gy pt   w i t h   a   c o o r di na t e s   of   25°   40′   15″   N ,   3   42′   23   E .   I t   i s   t h e   m a i n   a i rpo r t   s e r v i n t h e   c i t y ;   i t   i s   km   f r o m   t h e   e a s t   o f   t h e   c i t y .   M a n y   c h a rt e r   a i rl i n e s   us e   t h i s   a i r po r t ,   a s   i t   i s   a   po pul a t o ur i s t ’s   de s t i na t i o n.   F i gu r e   9   s h o w s   t h e   3D   m o de l   o f   T e rm i na l   b ui l di ng  i n   t h e   a i r po r t .             F i gu r e   9 3D   M o de l i n o f   L uxo r   t e rm i na l   b ui l d i n g       T h e   H V A c o n s um e s   t h e   l a r ge s t   a m o u n t   o f   e n e r gy   w h i c h   re pr e s e n t s   60%  o f   t h e   t o t a l   c o n s um pt i o n ,   t h e   l i g h t i n l o a a l s o   c o n s um e s   a b o ut   10%  of   t h e   t e r m i na l   c on s u m pt i o n   a n f i n a l l y   t h e   l a s t   30%  i s   di s t r i b ut e b e t w e e n   r e m a i ni n l o a ds .   B M S   c o n t r o l   s y s t e m   i s   a ppl i e i n   L uxo r   a i r po rt   t o   m a na ge   t h e   l o a ds   of   H V A C,   l i g ht i n g   a nd  o t h e r s .   T h e   B M S   s y s t e m   c o n t r o l s   t h e   l o a ds   o f   t he   a i r po r t   t hr o ug a   n e t w o r o f   s e n s o r s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     58 3   -   5 92   590   a)   U s i n F L i n s t e a o f   t h e   B M S   c o n t r o l l e r ,   r e s ul t s   i a v e ra g e   55%  s a v i n i n   l i g ht i ng  l o a ds   a s   s h o w n   i F i gu r e   10 .   In   f a c t ,   da y   l i ght i n c o n t r o l   i s   a l s o   i n c l ude d   a s   t h e   l i g ht s   a r e   di m e o r   s w i t c h e d - o ff  de pe n di n g   o t h e   a de qu a c y   of   t h e   da y l i g h t   l u m i na n c e   w i t h i t h e   b ui l di ng.   b)   A v e r a ge   s a v i n i s   r o u n di n o f   26. 2%  i n   H V A c o n s um pt i o n   r e s ul t e f r o m   us i n F L w i t h   t h e   o pt i m u m   s e t po i n t s   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   11 .   A c t u a l l y ,   t h e   c o n s um pt i o n   f o r   b o t s y s t e m s   (B M S   a n d   F L C)  do n   n o t   c o n s um e   l a r ge   e n e r gy   fo r   t h e   h e a t i ng  l o a ds   a t   t h e   w i n t e r   b e c a us e   of   t h e   f i n e   w e a t h e r,   s o   t h e   m a j o r   l o a ds   o f   H V A s y s t e m   w e r e   c oo l i n i n   s u m m e r   s e a s o n   a n v e nt i l a t i o n   t o   pr o v i de   t h e   f r e s h   a i a c c o r di n t o   t h e   n e e d.   c)   A s   a   r e s ul t   o f   s a v i n i n   l i g ht i n l o a ds   a n H V A l o a ds ,   us i n F L s y s t e m   w i t h   t h e   o pt i m u m   s e t po i n t s   c o ul s a ve   a bo ut   17%  o f   t h e   a nn u a l   c o n s u m pt i o n   o f   t h e   a i r p o r t   o v e r   t h e   B M S   c o n t r o l   s y s t e m   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   12 .   Co n s e que n t l y ,   a bo ut   14. 9%  o f   t h e   t o t a l   a nnu a l   p r o duc e e m i s s i o n s   c a n   b e   a vo i de b y   us i n t h e   F L s y s t e m   a t   t h e   a i r po r t .   d)   A l s o ,   t h e   F L s y s t e m   ke e ps   t h e   P M V   v a l ue s   i t h e   a c c e pt e ra n ge   a s   s h o w n   i F i g u r e   13 .               F i gu r e   1 0 Co m pa ri n B M S   a n F L C   i s a v i n g   l i g ht i n g   c o n s um pt i o n   f o r   L uxo r   a i r po r t   F i gu r e   1 1 .   Co m pa ri n B M S   a n F L C   i s a v i n g   H V A c o n s um p t i o f o r   L uxo a i r po rt                   F i gu r e   1 2 Co m pa ri n B M S   a n F L C   i s a v i n g   t o t a l   e n e r gy   f o r   L uxo r   a i r po r t   F i gu r e   1 3 P M V   c o m pa r i s o b e t w e e n   B M S   &   F L fo r   L uxo a i r po rt       4. 3 .   Tab a i r p o r t   T h e   t h i r l e v e l   of   o c c upa n c y   i s   l ow ;   t h e r e f o r e   T a b a   a i rpo r t   i s   p r e s e n t e a s   a   m o de l   of   l o w   o c c upa n c y   a i rpo r t   i E gy pt .   I t   i s   a i nt e rna t i o na l   a i r po rt   l o c a t e i S i na i ,   w i t c o o r di na t e s   o f   29°   35′   16″   N ,   34°   46′   41   E .   T h e   m a j o r   l o a a t   t h e   t e rm i na l   b ui l di n g   i s   t h e   H V A C,   w h i c h   s h a r e s   w i t h   a b o ut   65%    of   t h e   t o t a l   c o n s um pt i o n ,   t h e   l i g ht i ng  l o a ds   c o m e   i n   s e c on r a nk  w i t h   13% ,   a n a b o ut   22%  of   t h e   t o t a l   c o n s um pt i o n   go e s   t o   t h e   o t h e r   l o a ds   s uc h   a s   m o t o r s ,   e l e v a t o r s   a n p um ps .   A s   t h e   a i rpo r t   i s   n o t   o c c upi e d     a n l o c a t e i n   S i na i ,   w h i c h   ha s   m a n y   a i r po rt s ,   t h e   a i r po rt ,   s t i l l   us e s   t h e   c o n v e n t i o n a l   c o n t r o l   O N / O F F   c o n t r o l   s y s t e m .   T h us ,   t h e   s t a f f   of   t h e   a i rpo r t a s   n e e de d o pe ra t e   t h e   l o a ds .   F i gu r e   1 s h o w s   t h e   3D   m o de l     of   T e rm i na l   b ui l d i n i t h e   a i rpo r t .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       F uz z y   c on t r ol   s c h e m e   f or   e n e r gy   e f f i c i e n c y   and   d e m and   m an age m e n t   i n   ( Moham e d   A b dul   R a ouf   Sha f e i )   591       F i gu r e   14 3D   M o de l i n g   o f   T a b a   a i r po rt       A s   a   m a t t e r   o f   f a c t ,   t h i s   a i rp o rt   d o e s   no t   c o ns u m e   a   l a rg e   a m o u nt   o f   e ne rgy   f o l i g ht i ng   a s   t he   o c c u p a nc y   i s   l o w ;   b e s i d e s   t he   l i g ht i ng   c o ns u m p t i o d o e s   no t   ha v e   g re a t   d i f f e re nc e s   a l l   o v e t he   y e a r.   H o w e v e r,   u s i ng   F L C   i ns t e a d   o f   t he   c o nv e nt i o na l   c o nt ro l l e r   re s u l t s   i n   a n   a v e ra g e   a b o u t   4 8 %   s a v i ng   i l i g ht i ng   l o a d s .   a)   A c t ua l l y ,   H V A c o n s um pt i o n   i s   l a r ge a t   t h e   s um m e s e a s o t o   f a c e   t h e   hi g h   t e m pe r a t u r e   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   15 ,   w h e r e   i t   i s   l o w   i w i nt e b e c a us e   t h e   l o w   n e e f o r   h e a t i n g .   A a v e ra ge   o f   26. 5%  s a v i n g   i H V A c o n s um p t i o i s   a c h i e v e by   us i n F L C   w i t h   t h e   o pt i m um   s e t po i n t s .     b)   In  ge n e ra l ,   t h e   t o t a l   e n e r gy   c o n s um pt i o n   i s   l o w e r   t ha n   w ha t   r e c o r de i S ha r m - E l s e h i e k a n d   L uxo a i r po r t s   b e c a us e   of   t h e   l o w   oc c upa n c y   a t   t h e   a i rpo rt   w h i c i s   r e f l e c t e o n   t h e   o pe r a t i o n   o f   t h e   l o a ds .   M o r e ov e r   a n a s   e xpe c t e d,   t h e   a i r po r t   c o n s um e s   m o r e   e n e r gy   a t   s um m e r   s e a s o n   fo r   H V A l o a ds .   A c c o r di n t o   F i gu r e   16,   F L pr o v i de s   a n   o ppo r t u n i t y   t o   s a v e   a bo ut   13. 5%  o t h e   a nn u a l   c o n s um p t i o of   t h e   a i r po rt   o v e r   t h e   c o n v e n t i o na l   O N / O F F   c o n t r o l   s y s t e m .   c)   A s   a   r e s ul t   o f   t h e   e n e r gy   s a v i n g ,   i t   i s   i l l us t ra t e i n   F i g u re   17  t h a t   us i n F L w i l l   s a v e   a bo ut   13%    of   t h e   t o t a l   a nn u a l   p r o duc e e m i s s i o n s   f r o m   t h e   a i r po rt .   A l t ho u g h ,   F L C   ha s   i m p ro v e d   t he   P M V   v a l u e s   o f   t he   b u i l d i n g ,   b u t   s o m e   o f   t he   re s u l t s   s t i l l   o u t   o f   t he   c o m f o rt a b l e   l i m i t s .   A c c o rd i ng   t o   t he   re s u l t s   o f   F i g u re   1 8 ,   s u c u nc o m f o rt a b l e   v a l u e s   o c c u a t   t he   s u m m e m o n t hs ,   w he t he   H V A C   do e s   no t   o p e ra t e   f o a   l o ng   t i m e   b e c a u s e   o f   t he   l o w   o c c u p a nc y   o f   t he   a i rp o rt .   T hi s   i s s u e   i s   i n   c o nt ra s t   t o   t he   S ha rm - E l s hi e k h   a i rp o rt   w hi c h   ha s   a   hi g o c c u p a nc y   re s u l t s   i a n   a c c e p t a b l e   v a l u e s   o f   P M V .               F i gu r e   15.   Co m p a r i n O N / O F F   c o n t r o l l e r   a nd  F L i n   s a v i n g   l i g h t i n g   c o n s um p t i o n   f o r   T a b a   a i rpo r t   F i gu r e   1 6 Co m p a r i ng  O N / O F F   c o nt r o l l e r   a n F L C   i n   s a v i n g   H V A c o n s um p t i o f o r   T a b a   a i r po r t                   F i gu r e   17 .   Co m pa ri n O N / O F F   c o n t r o l l e a n d   F L i n   s a v i n g   t o t a l   e n e r gy   c o n s um p t i o f o r   T a b a   a i rpo r t   F i gu r e   1 8 P M V   c o m pa r i s o b e t w e e n   O N / O F F   c o n t r o l l e &   F L f o r   T a b a   a i rpo r t     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     58 3   -   5 92   592   5.   C O N C LU S I O N     T h i s   s t u d y   ha s   i nv e s t i g a t e d   t he   a i r p o r t s   b u i l d i n g s   f o i m p ro v i n g   t he   e ne r g y   e f f i c i e nc y   i E g y p t   a s   t he y   c a n   c o nt r i b u t e   i n   re d u c i n g   t he   b u rd e n   o t he   e l e c t r i c a l   g r i d   w hi c h   d i r e c t l y   re f l e c t s   o n   t he   e nv i ro n m e nt a l   s i d e .   T he   re s u l t s   s ho w e d   t h a t   t he   p ro p o s e d   s t r a t e g y   ha s   s i g n i f i c a n t l y   i m p ro v e d   t he   u t i l i z a t i o o f   e ne rg y   i t h re e   d i f f e re nt   a i r p o r t s   w i t h   d i f f e re n t   o c c u p a nc y   r a t e .   T he   p ro p o s e d   F L C   s y s t e m   i s   a p p l i e d   t o   c o nt ro l   t he   l o a d s   o f   t he   T e r m i n a l - 1   i n s t e a d   o f   t he   c u r re n t l y   B M S   s y s t e m   i n   S h a r m - E l s h i e k h   &   L u x u r   a i r p o rt s   a n d   t he   O N / O F F   s y s t e m   i n   T a b a   a i r p o r t .     I f a c t ,   t he   s i m u l a t i o ns   o f   t he   t e s t e d   c o nt ro l   s y s t e m s   a r e   p e rf o r m e d   i t he   s a m e   c o nd i t i o ns   a n d   u s i ng   t he   s a m e   p a r a m e t e rs   f o t h e   t h r e e   s t u d i e d   a i rp o r t s ,   a l m o s t   a l l   s y s t e m s   h a v e   p ro v i d e d   o c c u p a n t s   c o m f o r t .   H o w e v e r,   t he   F L C   s y s t e m   w a s   a b l e   t o   o f f e t he   o c c u p a n t s   c o m f o rt   l e v e l   w i t l o w e e ne rg y   c o ns u m p t i o n .   I t   h a s   re s u l t e d   i n   t h a t   t he   r a t i o n a l i z a t i o o f   t he   t o t a l   e ne rg y   c o ns u m p t i o i s   v a r i e d   a c c o rd i n g   t o   t h e   o c c u p a nc y   l e v e l T he   o b t a i ne d   re s u l t s   a re   s ho w i n g   t h a t   t he   t o t a l   a n n u a l   s a v i n g   i e ne r g y   f o t he   t h re e   a i r p o rt s   a re   ro u n d i n g   f ro m   1 3 . 5 %   t o   2 0 % ,   w h i c i s   p o s i t i v e l y   re f l e c t e d   o t he   e nv i ro n m e n t a l   s i d e   a s   t he   c a rb o e m i s s i o ns   h a v e   d e c l i ne d   b y   a b o u t   t he   s a m e   p e rc e n t a g e .     I t   s ho u l d   b e   no t e d   t h a t   t h i s   re d u c t i o i n   e ne r g y   c o ns u m p t i o i s   a c h i e v e d   w i t ho u t   d e c re a s i n g   t he   l e v e l   o f   c o m f o rt   f o r   p a s s e n g e rs .   O t h e   c o n t r a ry ,   t he   re s u l t s   h a v e   e ns u re d   t h a t   t he   l e v e l   o f   c o m f o rt   i s   a l w a y s   w i t h i a c c e p t a b l e   l i m i t s   a n d   a l s o   h a s   b e e n   i m p ro v e d   i n   s o m e   p e r i o d s   t h a n   t he   re c o r d e d   f o r   t he   B M S   o r   O N / O F F   s y s t e m s .       R EF ER EN C ES   [ 1]   L .   P e r e i r a ,   e t   a l ,   " I m pr ov i ng   e ne r g y   e f f i c i e nc y   a nd  c o s t   r e duc t i o i a i r po r t s   c o nt r i bu t i o ns   f r o m   a   w i r e l e s s   ne t w o r k   w e b - ba s e m o ni t o r i ng   s o l ut i o n , "   E ne r gy   P r oc e di a v o l .   78 ,   pp .   217 8 - 2193,   2 015 .     [ 2]   A .   M a m bo ,   O c c u pan c y   d r i v e s upe r v i s or y   c on t r o l   o f   i ndo or   e nv i r o nm e nt   s y s t e m s   t m i ni m i s e   e ne r gy   c on s um p t i on   of   ai r po r t   t e r m i na l   bui l d i ng ,   201 3.     [ 3]   M .   U y s a l   a nd   M .   S o g ut ,   " A i nt e g r a t e r e s e a r c f o r   a r c h i t e c t ur e - ba s e e ne r gy   m a na g e m e nt   i n   s u s t a i na b l e   a i r po r t s , "   E ne r gy ,   v o l .   140   P a r t   2 ,   pp .   1 387 - 139 7,   20 17 .     [ 4]   L .   P e r da m a i a n,   R .   B ud i a r t o a   a n M .   K ho l i d ,   " S c e na r i o s   t o   r e duc e   e l e c t r i c i t y   c o ns um pt i o a nd  C O e m i s s i o a t   T e r m i na l   3   S o e ka r no - H a t t a   I nt e r na t i o na l   A i r po r t , "   P r oc e di E nv i r o nm e nt al   Sc i e nc e s v o l .   17,   p p.   57 6 - 585 ,   2 01 3   [ 5]   L .   Z ha o ,   Q .   M e ng   a nd  Q .   L i ,   " E ne r g y   e f f i c i e nc y   de s i g of   a a i r po r t   t e r m i na l   bui l d i ng , "   i I n t e r na t i ona l   C onf e r e nc e   on   A d v an c e s   i E ne r gy   E ng i ne e r i ng ,   pp .   251 - 255 ,   201 0 .     [ 6]   J .   Z hua   a n D .   L i ,   " C ur r e n t   s i t ua t i o o f   e ne r g y   c o ns um pt i o a n e ne r g y   s a v i ng   a na l y s i s   o f   l a r g e   pub l i c   bui l d i ng , "   P r oc e di E ngi ne e r i ng v o l .   121 ,   pp .   1 208 - 121 4,   2 015 .     [ 7 ]   S .   K u m a r   a n d   W .   J .   F i s k ,   " I E Q   a n d   t h e   i m p a c t   o n   b u i l d i n g   o c c u p a n t s , "   A S H R A E   J o u r n a l v o l .   4 4 ,   n o .   4 ,   p p .   5 0 : 5 3 ,   2 0 0 2 .     [ 8]   H .   A .   S .   E xe c u t i v e ,   T he r m al   C om f or t   i n   T he   W or k p l ac e :   G u i dan c e   f or   E m p l oy e r s ,   U K ,   19 99 .   [ 9 ]   A .   A b d e l r a z i k ,   M .   H a m a d   a n d   A .   H e l a l ,   " E n e r g y   S a v i n g   F e a s i b i l i t y   S t u d y   u s i n g   a   C o n c e n t r a t i n g   S o l a r   P o w e r   P l a n t   f o r   B o r g   El - A r a b   I n t e r n a t i o n a l   A i r p o r t ,   E g y p t , "   i n   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   N e w   T r e n d s   f o r   S u s t a i n a b l e   E n e r g y   ( I C N T S E ) ,   2 0 1 6 .     [ 10]   A   B   S he phe r a nd   W   J   B a t t y ,   " F uz z y   c o nt r o l   s t r a t e g i e s   t o   p r o v i de   c o s t   a n e ne r g y   e f f i c i e nt   h i g qua l i t y   i ndo o r   e nv i r o nm e nt s   i bu i l d i ng s   w i t h i g o c c upa nt   de n s i t i e s , "   B u i l di ng  Se r v i c e   E n gi ne e r i n R e s e ar c an T e c hn ol o gy v o l .   4,   no .   1,   p p .   35 - 45 ,   200 3.     [ 11]   C .   E ki c i ,   " A   R e v i e w   of   T he r m a l   C o m f o r t   A nd  M e t ho o f   U s i ng   F a ng e r s   P M V   E q ua t i o n, "   i 5t I n t e r na t i o nal   Sy m pos i um   on   M e as ur e m e nt ,   A n al y s i s   and   M ode l l i ng   of   H um a F u nc t i on s ,   20 13 .     [ 12]   R .   R up pa ,   N .   V á s q ue z   a nd  R .   L a m be r t s ,   " A   r e v i e w   o f   hum a t h e r m a l   c o m f o r t   i t he   bui l t   e nv i r o nm e nt , "   E ne r gy   and  B ui l d i ng s v o l .   1 05 ,   pp.   1 78 - 2015 ,   201 5.     [ 13]   I .   S .   773 0,   E r g onom i c s   o f   t he   T he r m al   e nv i r onm e nt :   a na l y t i c al   de t e r m i na t i on  and   i n t e r pr e t at i on   of   t he r m al   c om f o r t   us i n c a l c u l a t i o of   t he   P M V   a nd   P P D   i ndi c e s   and   l oc al   t he r m al   c om f or t   c r i t e r i a ,   3r d   e d. ,   200 5.     [ 14]   D .   O ug ht o n   a nd   S .   H o dk i ns o n ,   F abe r   &   K e l l ' s   he a t i n and   a i r   c on d i t i on i ng ,   200 8.     [ 15]   B .   O l e s e a nd   G .   B r a g e r ,   A   be t t e r   w ay   t p r e di c t   c om f or t :   T he   ne w   A SH R A E   s t a nda r 55 - 2004 U C   B e r ke l e y :   C e nt e r   f o r   t h e   B ui l t   E nv i r o nm e nt 200 4.     [ 16]   A S H R A E   S t a nd a r d   55 - 2 004 ,   T he r m al   C on di t i on  f o r   H um an   O c c u p anc y ,   2004 .     [ 17]   A .   a .   C .   C .   D o uni s ,   " A dv a nc e c o nt r o l   s y s t e m s   e ng i ne e r i ng   f o r   e ne r g y   a nd  c o m f o r t   m a na g e m e nt   i a   bu i l di ng   e nv i r o n m e nt , "   R e ne w abl e   and  Su s t ai nab l e   E ne r gy   R e v i e w s v o l .   13 ,   no .   6 - 7,   pp .   1246 - 12 61 ,   2 009 .     [ 18]   A .   C .   G .   R .   D .   S ubba r a m   N a i du ,   " A dv a nc e c o nt r o l   s t r a t e g i e s   f o r   H V A C & R   s y s t e m s A ov e r v i e w :   P a r t   I I :   S of t   a nd  f u s i o c o nt r o l , "   H V A C   &   R   R e s e ar c h v o l .   17 ,   no .   2 ,   pp .   1 44 - 15 8 ,   201 1.     [ 19]   S .   L .   D .   C .   P .   U .   M .   M   G o uda ,   " T he r m a l   c o m f o r t   ba s e f uz z y   l o g i c   c o nt r o l l e r , "   B ui l d i ng  Se r v i c e s   E n gi ne e r i n g   R e s e ar c a nd   T e c hno l og y v o l .   2 2,   no .   4 ,   p p.   23 7 - 253 ,   2 001 .     [ 20]   M .   R .   M .   K .   Y a z e e Y a s i G h a d i ,   " P o t e nt i a l   o f   s a v i ng   e ne r gy   us i ng   a dv a nc e f uz z y   l og i c   c o nt r o l l e r s   i n   s m a r t   bui l d i ng s   i n   s ub t r o pi c a l   c l i m a t e s   i n   A us t r a l i a , "   E ne r gy   P r oc e di a v o l .   61 ,   pp .   290 - 293 ,   201 4.     [ 21]   E .   M a m da n i ,   A ppl i c a t i o o f   f u z z y   l og i c   a l go r i t hm   f o r   c o nt r o l   o f   s i m pl e   dy na m i c   pl a n t ,   P r oc e e di ng s   of   t he   I ns t i t u t i on  of   E l e c t r i c al   E ng i ne e r s ,   v o l .   121 ,   no .   1 2,   pp .   158 5 - 1588 ,   1974   [ 22]   [ O nl i ne ] .   A v a i l a bl e :   h t t p s : / / de s i g nbu i l de r . c o . uk/ .   [ 23]   " E ne r gy P l us , "   [ O nl i ne ] .   A v a i l a b l e :   ht t p s : / / e ne r gy pl us . ne t / .   [ A c c e s s e 20 19] .   [ 24]   D .   L a ,   Y .   D a i ,   e t   a l ,   " C a s e   s t udy   a nd  t he o r e t i c a l   a na l y s i s   o f   a   s o l a r   dr i v e n   t w o - s t a g e   r o t a r y   de s i c c a nt   c o o l i ng   s y s t e m   a s s i s t e d   by   v a po r   c o m pr e s s i o a i r - c o ndi t i o ni ng , "   So l a r   E ne r gy ,   v o l .   85 ,   no .   1 1,   pp .   299 7 - 3009 ,   2011 .     [ 25]   A .   P i t t s   a nd  J .   B i S a l e h,   " T r a n s i t i o s p a c e s   a n t h e r m a l   c o m f o r t o ppo r t un i t i e s   f o r   o pt i m i s i ng   e ne r gy   us e , "   i 2 3r d   C onf e r e nc e   on   P as s i v e   a nd  L ow   E ne r gy   A r c hi t e c t ur e ,   201 3.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.