مروری بر رفتار شمع های انرژی به منظور استفاده در سرمایش و گرمایش ساختمان

کشور ایران با توجه به موقعیت جغرافیایی و قرارگیری در مرزهای صفحات تکتونیکی پتانسیل بالایی برای بهره برداری از انرژی زمین گرمایی دارد. در میان انواع این انرژی، انرژی زمین گرمایی سطحی پتانسیل مناسبی به منظور استفاده در جهت سرمایش و گرمایش ساختمان دار است. استفاده از انرژی زمین گرمایی سطحی توسط شمع ها، دیوارها و دال ها، یک روش سازگار با محیط زیست برای تامین سرمایش و گرمایش ساختمان ها می باشد. با توجه به بازدهی انرژی زمین گرمایی سطحی و رشد روز افزون استفاده از پی های عمیق، استفاده از سیستم دوگانه سازهای و انرژی می تواند راهکار مناسبی جهت کاهش هزینه های مربوط به انرژی باشد. یکی از مهم ترین سازه های ژئوتکنیکی مورد استفاده در مجموعهی گرمایش و سرمایش زمین گرمایی، شمعهای انرژی میباشند که در سال های اخیر به طور گسترده ای مورد استقبال قرار گرفته اند که با استفاده از آن می توان علاوه بر افزایش باربری خاک، به تامین انرژی لازم برای سرمایش و گرمایش ساختمان با استفاده از انرژی زمین گرمایی سطحی دست یافت. از مزایای این سیستم علاوه بر کاهش استفاده از سوخت فسیلی به راندمان 300 تا 400 درصدی آن در مقایسه با مدرنترین سیستم های گازی اشاره کرد. لیکن استفاده از این پیها، موجب تغییر دمای شمع و خاک اطراف شده و لذا مطالعه بر روی پارامترهای مختلف و تغییرات آن موضوع مهمی است. بدین منظور در مقاله حاضر، با استناد به پژوهش های آزمایشگاهی انجام شده، رفتار کوتاه مدت و بلندمدت شمع های انرژی فولادی و بتنی تحت بارهای ترمومکانیکی بررسی شده است. همچنین تغییرات نشست، فشار در خاک اطراف، رفتار تحت سیکل های حرارتی، تغییرات مقاومت نوک و جدار و انواع لوله های مبدل سیال تحلیل می شود. بطور کلی در گرمایش بالاآمدگی و در سرمایش نشست مشاهده میشود. از طرفی با توجه به مقدار بار مکانیکی اعمالی و گیرداری شمع، تنش برشی در شمع انرژی می تواند ثابت، افزایشی یا کاهشی باشد.

کلیدواژه ها:

انرژی تجدیدپذیر ، شمع انرژی ، رفتار ترمومکانیکی ، سرمایش و گرمایش ، مطالعه آزمایشگاهی