توصيفگر ها :
مواد تغيير فاز دهنده , بتن مسلح به الياف شيشه , عملكرد حرارتي , دستگاه شبيه ساز دماي هواي شبانه روز , گرماي نهان , ذخيره ي انرژي گرمايي
چكيده فارسي :
در عصر حاضر، ميزان مصرف انرژي به طور بسيار نگران كننده‌اي افزايش يافته است؛ كه اين پديده باعث افزايش استفاده از سوخت‌هاي فسيلي و آلودگي بيشتر و افزايش دماي كره‌ي زمين و در نهايت مصرف بيشتر انرژي مي‌گردد. توجه به اين نكته نيز حائز اهميت است كه مصرف انرژي در بخش ساختمان، سهم عمده‌اي از مصرف انرژي در سرتاسر جهان را شامل مي‌شود. بنابراين مي‌توان روش‌هايي را جهت بهينه‌سازي مصرف انرژي در بخش ساختمان ارائه نمود. با توجه به افزايش بي‌رويه‌ي مصرف انرژي، دانشمندان در كنار دست‌يابي به منابع انرژي تجديد پذير، به تحقيق و پژوهش پيرامون ارائه‌ي روش‌هايي جهت كاهش و بهينه‌سازي مصرف انرژي پرداخته‌اند؛ يكي از روش‌هاي بسيار موثر در جهت بهينه سازي مصرف انرژي در بخش ساختمان، افزايش ظرفيت جذب گرماي نهان مصالح ساختماني و يا اجزاي سازه‌اي و غير سازه‌اي با استفاده از موادي كه قابليت تغيير فازي دارند، مي‌باشد. مواد تغييرفازدهنده، ظرفيت جذب گرماي نهان زيادي داشته و مي‌توان با استفاده از اين مواد، ظرفيت جذب گرماي نهان اجزاي ساختمان را افزايش داد. مواد تغييرفازدهنده، در هنگام بالا رفتن دماي محيط، شروع به ذوب شدن نموده و انرژي گرمايي را در خود ذخيره و هنگام افت دماي محيط، انرژي گرمايي ذخيره شده را آزاد مي‌كنند. در اين تحقيق، از يك نوع ماده‌ي تغييرفازدهنده‌ي معدني به نام پلي‌اتيلن گلايكول 600 با رنج دماي ذوب 28 – 25 درجه‌ي سانتيگراد، استفاده شده است.
هدف از اين تحقيق، استفاده از پلي‌اتيلن گلايكول 600 در بتن مسلح شده به الياف شيشه است كه نمونه‌هاي بتني با استفاده از دو روش اسپري و پيش مخلوط به ترتيب 6 و 5/1 درصد الياف شيشه مسلح و ساخته شده‌اند. در هر روش، از مقادير 5 و 10 درصد وزني پلي‌اتيلن گلايكول 600 استفاده شده و در كل، در هر روش، 3 طرح اختلاط در نظر گرفته شده است. براي نمونه‌هاي ساخته شده به روش پيش‌مخلوط، آزمايش‌هاي مقاومت فشاري، مقاومت خمشي، عملكرد حرارتي و جذب آب و براي نمونه‌هاي ساخته شده به روش اسپري، فقط آزمايش‌هاي مقاومت خمشي، عملكرد حرارتي و جذب آب، انجام شده است. آزمايش عملكرد حرارتي نمونه‌هاي بتني، توسط دستگاه شبيه‌ساز دماي هواي شبانه‌روز انجام مي‌گيرد كه از نتايج به‌دست آمده از اين دستگاه، اختلاف دماي نمونه‌هاي بدون ماده‌ي تغيير فاز دهنده و نمونه‌هاي حاوي ماده‌ي تغيير فاز دهنده به‌دست مي‌آيد. نمونه‌ها تحت دماي سه شهر با آب‌و‌هواي سرد، معتدل و گرم، در دستگاه شبيه‌ساز و به مدت 48 ساعت قرار داده مي‌شوند.
از نتايج به‌دست آمده، مي‌توان به كاهش مقاومت‌هاي مكانيكي شامل مقاومت فشاري و خمشي در هر دو روش اسپري و پيش‌مخلوط و تمام نمونه‌هاي حاوي ماده‌ي تغيير فاز دهنده اشاره نمود؛ همچنين نتايج حاصل از آزمايش‌هاي عملكرد حرارتي تحت دماي سه شهر اردبيل، اهواز و اصفهان نشان داد كه افزودن ماده‌ي تغييرفازدهنده به مخلوط بتن، باعث كاهش دماي سطح داخلي نمونه‌ي بتني حاوي ماده‌ي تغييرفازدهنده نسبت به نمونه‌ي شاهد بدون ماده‌ي تغييرفازدهنده شده و مي‌تواند دماي محيط را در محدوده‌ي دمايي مطلوب حفظ كند. با توجه به نتايج، بهترين عملكرد حرارتي مربوط به نمونه‌هاي حاوي 10 درصد وزني ماده‌ي تغييرفازدهنده و تحت دماي يك شبانه‌روز شهر اهواز مي‌باشد.
چكيده انگليسي :
Nowadays, the amount of energy consumption has increased alarmingly. This subject increases the consumption of fossil fuel and global warming of the earth and finally consumes more energy. It is also important to pay attention to the fact that energy consumption in buildings constitutes a major part of energy consumption all over the world. One of the methods for reducing energy consumption in the building sector is using phase change materials to improve latent heat absorption of building materials or structural and non-structural components of buildings. By increasing and decreasing ambient temperature, PCMs store and release thermal energy by melting and solidification. In this research, a type of modified mineral material called polyethylene glycol 600 (PEG600) with a melting temperature of 25-28 degrees Celsius is used. The purpose of this research is to incorporate PEG600 in glass fiber reinforced concrete (GFRC). In this research, GFRC samples are made by two methods, spray-up and pre-mix. In these methods, 6% and 1.5% of glass fibers were used, respectively. Also, in each method, 5 and 10 percent by weight of PEG 600 were used, and in total, 3 mix designs were considered in each method. For the samples made by the pre-mix method, compressive strength, flexural strength, thermal performance, water absorption and leakage tests are performed, and for samples made by the spray-up technique, only flexural strength, thermal performance, water absorption and leakage tests are performed. For thermal performance test of concrete samples with and without PCMs, an innovative apparatus is used to simulate ambient temperature. The samples are placed in the apparatus under the temperature of three cities with cold and hot climates. From the obtained results, it can be mentioned that the addition of mechanical properties including compressive and flexural resistances in both spray and pre-mix methods and all samples containing phase change material reduced; Also, the results of thermal performance tests under the temperature of three cities of Ardabil, Ahvaz and Isfahan showed that the addition of phase change material to the concrete mixture caused a decrease in the temperature of the inner surface of the concrete specimens containing the phase change material compared to the control sample without the phase change material which maintained the optimal temperature range. According to the results, the best thermal performance is related to the specimens containing 10% by weight of the phase change material and under the temperature of the city of Ahvaz.
