جرم حرارتی

در این مقاله راهکاری نوین برای ارتقاء کیفیت گرمایشی دیوارهای بدون بازشو در جبهه های آفتابگیر و مجاور آن ارائه می شود. در زمستان چنانچه یکی از جبهه های آفتابگیر به دلایلی مانند باد نامطلوب قابلیت ایجاد سطوح شیشه خور را نداشته باشد، گرمایش طبیعی بنا مختل خواهد شد، بنابراین نیاز است تا راهکارهایی برای ارتقاء کیفیت گرمایشی دیوارهای بدون بازشوی سه جبهه ارائه شود. در روش پیشنهادی به بررسی سامانه های جذب مستقیم، غیرمستقیم و دیوار ترومب پرداخته می شود و با استفاده از قابلیت های دیوار ترومب آبی و جرم حرارتی دیوار سنگی، سامانه ای با قابلیت توسعه، با لوله های آب گرم طراحی می شود. در نتایج آزمایش های عملی، گرمایش مازاد دیوار ترومب در دیوارسنگی برای شب ذخیره شده و بازده گرمایشی مناسب تری به دست می آید، عیوب گرمایشی دیوار ترومب آبی رفع شده و هدر رفت حرارتی به حداقل رسیده، به نحوی که دیوار سنگی را از فضای حائل باد به منبع گرمایشی مؤثری تبدیل کرده است.

محدودیت منابع سوخت های فسیلی و افزایش مصرف انرژی از نگرانی های پیش روی جوامع امروزی است. از آنجا که بخش قابل توجهی از مصرف انرژی کشور در ساختمان های مسکونی برای فراهم آوردن آسایش حرارتی مصرف می شود، تاکنون تلاش زیادی برای بهبود شرایط آسایش فضای داخل با مصرف انرژی کمتر انجام شده است. تأثیر جرم حرارتی در کاهش مصرف انرژی ساختمان و افزایش آسایش حرارتی از موضوعات مورد بررسی در این خصوص است. در این زمینه جرم حرارتی نوینی تحت عنوان مواد تغییرفازدهنده ( PCM ) در ساختمان سازی به ویژه سبک سازی و بلندمرتبه سازی مورد استفاده قرار می گیرد. این تحقیق با محدود کردن مطالعه رفتاری در بازه زمانی دوره گذر فصلی بهاری و پاییزی در ساختمان های مسکونی در شهر تهران سعی در به حداکثر رساندن کاهش مصرف انرژی و عدم وابستگی به تأسیسات مکانیکی جهت کاهش استهلاک تأسیسات در دوره گذر فصلی دارد. در این زمینه اثر مواد تغییرفازدهنده ( PCM ) با نقطه ذوب مختلف 21، 23، 25، 27، 29 درجه سلسیوس به وسیله نرم افزار انرژی پلاس (نسخه 8) شبیه سازی و تأثیر آنها بر دوره گذر فصلی بهاری و پاییزی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده ماده تغییرفازدهنده ( PCM ) با دمای ذوب 29 درجه سلسیوس، سبب کاهش مصرف انرژی سالانه و افزایش طول دوره گذر فصلی نسبت به کل سال با میزان نرخ تهویه طبیعی ach 5 می شود و در نهایت 38 روز در دوره گذر بهاری و 29 روز در دوره گذر پاییزی با مصرف انرژی صفر کیلووات ساعت روزانه منجر به عدم کارکرد سیستم های گرمایشی و سرمایشی می شود.

پوسته ساختمان به عنوان واسطه اصلی بین  فضای بیرون و درون، نقش اساسی در کنترل شرایط محیطی و تامین آسایش ساکنین ساختمان ایفا می کند. در سال های اخیر، با توجه به ضرورت کاهش و جلوگیری از صدور گازهای گلخانه ای، اهمیت مسئله طراحی و اجرای سیستم های ساخت و ساز که با کم ترین استفاده از سیستم های فعال توانایی تامین آسایش حرارتی برای ساکنین را دارا باشند، آشکار است. بررسی این امر که مصالح جدید و سیستم های ساخت دیوار رایج تا چه حد می توانند آسایش حرارتی ساکنین را تامین کنند، پرسشی است که این تحقیق در پی پاسخ آن است. این تحقیق با استفاده از نرم افزار شبیه سازی انرژی IES-VE ، به شبیه سازی نحوه رفتار گونه های مختلف دیوار که از ترکیب بلوک های سفالی، لیکا، هبلکس و عایق حرارتی ساخته شده و در ساختمان های مسکونی شهر تهران متداولند، می پردازد. ضمنِ پرداخت و تحلیل نتایج، مواردی از قبیل نقش متفاوت جرم حرارتی و عایق حرارتی، تعریف ویژگی های حرارتی دینامیک و رفتار دوره ای مصالح در مواجهه با شرایط ناپایدار محیط بیان می گردد. نتایج تحقیق نشان از لزوم استفاده از محاسبات شرایط ناپایدار به جای روش مرسوم محاسبات پایدار می دهد. همچنین از میان گونه های دیوار معرفی شده، دیوار ساخته شده از دو ردیف بلوک لیکای ۱۰ سانتیمتری با ۵ سانتیمتر عایق در میانه آنها مناسب ترین عملکرد را از نظر توانایی تامین آسایش حرارتی داراست.