توسعه مصالح ساختمانی رطوبت پاسخگو با قابلیت تنظیم غیرفعال تبادل بخار آب در پوسته ساختمان های شهری

رطوبت یکی از مهم ترین عوامل موثر بر عملکرد حرارتی رطوبتی، دوام مصالح، کیفیت هوای داخل و میزان مصرف انرژی ساختمان است. در ساختمان های متعارف، کنترل رطوبت داخلی عمدتا از طریق تهویه، سیستم های سرمایش و گرمایش، رطوبت گیرها و سایر تجهیزات مکانیکی انجام می شود؛ در حالی که بخشی از نوسانات رطوبت نسبی را می توان با استفاده از ظرفیت طبیعی برخی مصالح برای جذب و واجذب بخار آب تعدیل کرد. مصالح رطوبت پذیر یا Hygroscopic با قرار گرفتن در معرض تغییرات رطوبت نسبی، بخشی از بخار آب موجود در محیط را جذب کرده و هنگام کاهش رطوبت، بخشی از آب ذخیره شده را به محیط بازمی گردانند. این پدیده که با عنوان «بافر رطوبتی» یا Moisture Buffering شناخته می شود، می تواند بدون نیاز به سامانه مکانیکی یا کنترل الکترونیکی، دامنه نوسانات رطوبت نسبی فضای داخلی را کاهش دهد (Rode et al., ۲۰۰۵; Li et al., ۲۰۱۲).هدف پژوهش حاضر، بررسی ظرفیت مصالح ساختمانی رطوبت پاسخگو برای تنظیم غیرفعال تبادل بخار آب در پوسته ساختمان های شهری و تبیین الزامات لازم برای استفاده از این مصالح در دیوارها و لایه های داخلی پوسته ساختمان است. پژوهش با رویکرد توصیفی تحلیلی و بر پایه مرور مطالعات علمی، استانداردهای بین المللی و منابع تخصصی مرتبط با انتقال حرارت و رطوبت در ساختمان انجام شده است. نتایج بررسی نشان می دهد که موادی مانند چوب و فرآورده های چوبی، الیاف سلولزی، کاه، کنف، برخی مصالح خاکی، گچ و برخی کامپوزیت های زیست پایه دارای ظرفیت قابل توجهی برای بافر رطوبتی هستند؛ با این حال، عملکرد واقعی آنها به عواملی مانند ظرفیت جذب رطوبت، ساختار منافذ، ضخامت لایه، سطح در معرض هوای داخلی، شرایط دما و رطوبت، سرعت تبادل هوا و نحوه قرارگیری ماده در سیستم دیوار وابسته است (Zhang et al., ۲۰۲۰; Dujardin et al., ۲۰۲۴).بررسی مطالعات جدید همچنین نشان می دهد که نسل جدید مصالح رطوبت پاسخگو در حال حرکت از مصالح متعارف زیست پایه به سمت کامپوزیت های مهندسی شده و مواد با ظرفیت جذب رطوبت بالاتر، از جمله مواد متخلخل پیشرفته و چارچوب های فلزی آلی (MOFs)، است. برخی از این مواد می توانند در دامنه مشخصی از رطوبت نسبی، جذب و واجذب بخار آب را به صورت خودتنظیم شده انجام دهند (Yang et al., ۲۰۲۴). با وجود این، استفاده گسترده از این فناوری مستلزم توجه هم زمان به خطر میعان، رشد کپک، دوام، آلودگی زیستی، قابلیت خشک شدن، سازگاری با اقلیم و الزامات طراحی پوسته است. بر این اساس، مصالح رطوبت پاسخگو را می توان به عنوان یکی از مسیرهای نوین توسعه پوسته های ساختمانی غیرفعال و سازگار با شرایط محیطی در ساختمان های شهری مورد توجه قرار داد.

کلیدواژه ها:

مصالح رطوبت پاسخگو ، مصالح Hygroscopic ، بافر رطوبتی ، انتقال بخار آب ، پوسته ساختمان ، عملکرد حرارتی رطوبتی ، ساختمان غیرفعال ، آسایش رطوبتی.