کاربرد مصالح تغییردهنده (BIM) در دیوارها و سقف برای ذخیره انرژی حرارتی

ضرورت: بخش ساختمان با مصرف بیش از ۳۰-۴۰ درصد انرژی نهایی جهان و مسئولیت بیش از ۶۰ درصد بارهای گرمایشی و سرمایشی از طریق پوسته خارجی، یکی از مهم ترین عوامل بحران انرژی و تغییرات اقلیمی است. روش های سنتی عایق کاری با محدودیت های اجرایی و اقتصادی مواجه هستند.هدف: این پژوهش با هدف بررسی جامع کاربرد مواد تغییرفازدهنده (PCM) در دیوارها و سقف ها و نقش فناوری مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) در مدیریت یکپارچه داده های این مصالح انجام شده است.روش و شیوه: مقاله با رویکرد تحلیلی-مروری، ابتدا مبانی نظری PCM شامل ویژگی های حرارتی (دمای تغییر فاز، ظرفیت نهان، هدایت حرارتی)، فیزیکی (چگالی، پایداری چرخه ای) و ایمنی (اشتعال پذیری، سمیت) را تبیین نموده، سپس روش های ترکیب با مصالح پایه، انواع کاربرد در دیوارها (ترومبه، دوپوسته، بتنی، هیبریدی) و سقف ها (کاذب، تشعشعی، سبز، فومی، حوضچه ای) را بررسی کرده و در نهایت چالش های موجود را تحلیل می نماید.نتایج: PCMها با ظرفیت ذخیره سازی ۵ تا ۱۴ برابر مصالح معمولی، می توانند دمای پیک داخلی را تا ۵/۸ درجه سلسیوس کاهش دهند و مصرف انرژی گرمایش و سرمایش را ۱۵ تا ۴۲ درصد بهبود بخشند. فناوری های ریزپوشانی، ماتریس های پشتیبان و نانوذرات، چالش های نشت و هدایت حرارتی پایین را رفع کرده اند. BIM امکان شبیه سازی عملکرد، محاسبه هزینه چرخه حیات (بازگشت سرمایه ۳-۷ سال) و مدیریت نگهداری PCM را فراهم می کند.نتیجه گیری: PCMها با وجود چالش هایی مانند هزینه اولیه بالا و عدم استاندارد کافی، پتانسیل چشمگیری برای دستیابی به ساختمان های نزدیک به صفر انرژی دارند. موفقیت کاربردی آنها مستلزم انتخاب اقلیمی‑کاربردی دقیق، بهره گیری از BIM و توسعه استانداردهای ارزیابی است.

کلیدواژه ها:

مواد تغییرفازدهنده (PCM) ، مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) ، ذخیره سازی انرژی حرارتی ، دیوارهای هوشمند ، سقف های کاذب ، کاهش مصرف انرژی ، ساختمان پایدار.