ارزیابی اثر مصالح هوشمند بر عملکرد حرارتی و کاهش بار گرمایش ساختمان های صفر انرژی در اقلیم سرد و کوهستانی شهر تبریز

افزایش مصرف انرژی در بخش ساختمان و سهم بالای گرمایش در اقلیم های سرد، ضرورت بهره گیری از مصالح هوشمند را دوچندان کرده است. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر مصالح هوشمند بر کاهش بار گرمایش و ارتقای عملکرد حرارتی در ساختمان های نزدیک به صفر انرژی، مطالعه ای کاربردی و تحلیلی را در اقلیم سرد و کوهستانی تبریز انجام داده است. برای این منظور، ساختمان آموزشی چهارطبقه «مدرسه نور ارم» به عنوان نمونه موردی انتخاب و با استفاده از نرم افزار DesignBuilder و موتور EnergyPlus مدل سازی شد. پس از تهیه مدل پایه، سه سناریوی بهبود شامل به کارگیری مواد تغییر فازدهنده، نصب شیشه های کم گسیل و استفاده از عایق حرارتی نوین شبیه سازی و نتایج با وضعیت موجود مقایسه شد. یافته ها نشان می دهد که مصالح هوشمند تاثیر قابل توجهی بر کاهش بار گرمایش دارند، اما میزان کارایی آن ها متفاوت است. سناریوی مواد تغییر فازدهنده توانست با کاهش نوسانات حرارتی، بار گرمایش سالانه را حدود ۲۳ درصد کاهش دهد. شیشه های کم گسیل نیز با کاهش اتلاف حرارت تابشی، عملکرد حرارتی را بهبود بخشیدند، هرچند سهم جداره های شفاف در تلفات حرارتی نسبتا محدود بود. بیشترین اثرگذاری مربوط به سناریوی عایق حرارتی نوین بود که با کاهش حدود ۳۴ درصدی بار گرمایش، بیشترین نقش را در نزدیک سازی عملکرد ساختمان به استانداردهای انرژی صفر ایفا کرد. نتایج نشان می دهد که انتخاب مصالح هوشمند باید به صورت اقلیم محور انجام شود و توجه به سهم اجزای غیرشفاف در تلفات حرارتی تبریز اهمیت ویژه ای دارد. این مطالعه نشان می دهد که ترکیب هوشمندانه مصالح واکنش پذیر می تواند زمینه ساز توسعه ساختمان های کم مصرف و پایدار در اقلیم های سرد کشور باشد.

کلیدواژه ها:

مصالح هوشمند ، بار گرمایشی ، ساختمان های انرژی صفر ، معماری اقلیم سرد