بررسی کاربرد مواد تغییر فاز دهنده در دیوارهای ساختمانی و مقایسه آن با دیوارهای متداول در اقلیم گرم و خشک و اقلیم سرد و کوهستانی

بخش ساختمان سهم بزرگی از مصرف انرژی جهان و انتشار گازهای گلخانه ای را به خود اختصاص داده است. پوسته خارجی ساختمان به ویژه دیوارها نقش کلیدی در تعیین میزان بار گرمایشی و سرمایشی ایفا می کنند. مواد تغییر فاز دهنده (PCM) با قابلیت ذخیره سازی گرمای نهان در دمای تقریبا ثابت، فناوری نوینی هستند که می توانند عملکرد حرارتی دیوارها را بهبود بخشند. در این مقاله ابتدا مبانی مواد تغییر فاز دهنده و روش های ادغام آن در دیوارهای ساختمانی مرور می شود، سپس مهم ترین مطالعات تجربی و شبیه سازی در دو اقلیم گرم و خشک (یزد) و سرد و کوهستانی (همدان و تبریز) مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. یافته های پژوهش نشان می دهد که در اقلیم گرم و خشک PCM با نقطه ذوب ۲۴ تا ۲۶ درجه سلسیوس در ضخامت ۲ تا ۴ سانتیمتر و قرار گرفته در سمت داخلی دیوار می تواند دمای فضای داخلی را تا ۲.۳ درجه کاهش داده و مصرف انرژی را تا ۸.۴۱ درصد بهبود بخشد. در اقلیم سرد و کوهستانی PCM با نقطه ذوب ۲۰ تا ۲۲ درجه سلسیوس در ضخامت مشابه ولی در سمت داخلی دیوار نزدیک فضای زندگی قرار گرفته و مصرف انرژی گرمایشی را تا ۳۰.۵۳ درصد کاهش می دهد. تفاوت عمده عملکرد PCM در این دو اقلیم به دلیل ماهیت غالب بار سرمایشی در اقلیم گرم و بار گرمایشی در اقلیم سرد است. در پایان توصیه های طراحی برای هر اقلیم و مسیرهای پژوهشی آتی ارائه می شود.

کلیدواژه ها:

مواد تغییر فاز دهنده ، دیوارهای ساختمانی ، اقلیم گرم و خشک ، یزد ، اقلیم سرد و کوهستانی ، بهینه سازی مصرف انرژی ، آسایش حرارتی