ارزیابی و تحلیل عملکرد ترکیبی دیوارهای ترومب با پوسته های چندلایه در ساختمان

دیوار ترومب به عنوان یکی از شناخته شده ترین سامانه های گرمایش غیرفعال خورشیدی، با وجود مزایای متعدد، با محدودیت هایی نظیر کاهش بازده حرارتی در ساعات شب، خطر گرمایش بیش از حد در فصل گرم و تک عملکردی بودن مواجه است؛ از این رو توسعه سامانه های ترکیبی و پوسته های چندلایه ساختمان به عنوان راهکاری موثر برای ارتقای عملکرد آن مورد توجه قرار گرفته است. این پژوهش با هدف ارائه بررسی جامع و انتقادی بر سیستم های ترکیبی دیوار ترومب و ارزیابی ظرفیت آن ها در بهبود عملکرد حرارتی، الکتریکی، زیست محیطی و کیفیت هوای داخلی انجام شده است. مطالعه حاضر با رویکرد مرور سیستماتیک همراه با تحلیل انتقادی و با بهره گیری از بررسی بیش از ۱۲۰ مقاله علمی معتبر عمدتا منتشرشده در بازه ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۶ انجام گردید. نتایج نشان داد که رویکردهای ترکیبی دیوار ترومب را می توان در ۹ دسته اصلی شامل ترکیب با سلول های فتوولتائیک، مواد تغییر فاز، سیستم های آبی، نانوسیال ها، مواد کاتالیزوری و تصفیه هوا، مبدل های حرارتی زمین-هوا، مواد کامپوزیت طبیعی، محیط های متخلخل و رطوبت گیرهای چرخنده طبقه بندی کرد. تحلیل مقایسه ای این سامانه ها حاکی از برتری سیستم فتوولتائیک-ترومب در تولید هم زمان انرژی حرارتی و الکتریکی، مواد تغییر فاز دهنده در افزایش پایداری حرارتی، فناوری های کاتالیزوری در بهبود کیفیت هوا و غیرفعال سازی عوامل بیماری زا و سیستم های آبی و مبدل های زمین-هوا در شرایط اقلیمی خاص است. در این پژوهش ماتریس تطبیق فناوری-اقلیم و چارچوب تصمیم گیری چندمعیاره برای انتخاب بهینه سیستم ها در اقلیم های متنوع ایران ارائه شده است. مطالعات کاهش بار گرمایشی تا ۷۲ درصد و بهبود قابل توجه کیفیت هوای داخلی را گزارش کرده اند. در مجموع، سیستم های ترکیبی دیوار ترومب ظرفیت بالایی برای ایفای نقش به عنوان پوسته های چندعملکردی در ساختمان های کم مصرف و نزدیک به صفر انرژی دارند؛ با این حال چالش هایی نظیر هزینه اولیه، پیچیدگی یکپارچه سازی معماری، تفاوت عملکرد در اقلیم های گوناگون و کمبود مطالعات میدانی بلندمدت همچنان پابرجاست. بر این اساس، انجام مطالعات تجربی گسترده، توسعه مواد نوین بومی، ادغام فناوری های هوشمند و بومی سازی این سیستم ها به عنوان مهم ترین مسیرهای پژوهشی و کاربردی آینده پیشنهاد می شود.

کلیدواژه ها:

دیوار ترومب ترکیبی ، پوسته چندعملکردی ساختمان ، دیوار ترومب فتوولتائیک ، دیوار ترومب با مواد تغییر فاز دهنده ، سیستم های غیرفعال خورشیدی