تحلیل عملکرد حرارتی مواد تغییر فاز دهنده به عنوان عایق در جدار خارجی ساختمان

در این تحقیق به تحلیل عملکرد مواد تغییرفازدهنده در جدار خارجی ساختمان پرداخته شد. برای این منظور، یک معادله حاکم جدید برای بررسی عملکرد حرارتی مواد تغییرفازدهنده ارائه گردید. سپس، به کمک شبیه سازی عددی با رویکرد تفاضل محدود، رفتار حرارتی یک دیوار چند لایه حاوی ماده تغییرفازدهنده مورد تحلیل قرار گرفت. همچنین، تأثیر استفاده از موادتغییرفازدهنده بر کاهش شار گرمایی عبوری از سطح داخلی جدار در چهار اقلیم مختلف سرد، معتدل، کویری و گرم و مرطوب بررسی شد. در ادامه، اثرات تغییر دمای ذوب ماده تغییرفازدهنده بر میزان کاهش بار حرارتی اتلافی از جدار در طول سال تحت شرایط اقلیمی مذکور بررسی شد. نتایج نشان می دهد که به کارگیری یک لایه ماده تغییرفازدهنده با دمای ذوب مناسب در دیوار خارجی، می تواند مصرف انرژی سالانه را بین %6/4 (در بندرعباس به عنوان نماینده اقلیم گرم و مرطوب) و %3/8 (در تبریز به عنوان نماینده اقلیم سرد) کاهش دهد. همچنین، نتایج حاکی از آن است که در اقلیم کویری به دلیل اختلاف زیاد دمای فصول گرم و سرد، استفاده از یک لایه ماده تغییرفازدهنده با دمای ذوب متناسب با ماه های گرم، منجر به عملکرد ذخیره-سازی حرارتی ضعیف برای جدار در ماه های سرد می شود و به طور مشابه، استفاده از ماده تغییرفازدهنده با دمای ذوب متناسب با ماه های سرد، موجب عملکرد ذخیره سازی حرارتی ضعیف برای جدار در ماه-های گرم خواهد شد. بنابراین در این تحقیق، ایده استفاده از دو لایه مجزا از ماده تغییرفازدهنده با دماهای ذوب متناسب با فصول گرم و سرد برای اقلیم کویری مطرح شد. بر این اساس، با اعمال این پیشنهاد می-توان بار حرارتی سالانه را تا %8/8 کاهش داد. همچنین، در تحقیق حاضر، پیشنهاد اصلاح تعریف اینرسی حرارتی دیوار در مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان مطرح شد و ضرایبی برای تصحیح میزان اینرسی حرارتی دیوارهای خارجی دارای مواد تغییرفازدهنده ارائه گردید.