Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Madhkhan,Mohamadreza Salimpour
مرتضی مدح خوان (استاد راهنما) محمدرضا سلیم پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hamidreza Asarzadeh nooshabadi
حمیدرضا عصارزاده نوش آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Numerical study of heat gradient and energy absorption content of building external walls including phase change materials
Reductions in energy sources and related costs have led to the need for considering some buildings with optimum performance. In recent decades, there was a lot of research on the effect of phase-change materials on improving the thermal specifications of concrete. In this research, we have tried to investigate the effect of phase-change materials in concrete, gypsum and external walls of buildings as well as the hollow-core ceiling and a fairly realistic room. Using finite element analysis, this simulation has been run by applying the Fluent Software. The simulation has done by using different input variables. Two thicknesses of 10 and 20 cm for walls, one thickness of 21.5 cm for a hollow-core ceiling and one 5 × 3 m room have been considered. In this study, a variety of phase-change materials (PCM) were evaluated and two types of optimized PCM were selected for each of the temperature conditions. Also two types of normal and lightweight concrete as well as a gypsum sample were used. Temperature profiles of a hot day in Kashan, relatively hot in Ardabil, very hot in Ahwaz and cold in Kashan were considered as the ambient temperature. Different thicknesses of PCM and its embedding locations, and also the number of optimum layers were studied. Numerical results show that, the presence of PCM has reduces the temperature fluctuations of the inner surface of walls and ceilings up to about 5 ° C for Kashan and about 11 ° C for Ahwaz. Changes in the thickness of the PCM and walls have a great influence on the internal temperature, and the type of PCM has a significant effect on the storage and transmission of energy. The use of PCM in hollow-core ceilings contributed greatly to energy savings. In the modeling of the fluctuations room, the internal temperature drops about 3 ° C. Key Words Concrete wall, Hollow-core ceiling, Phase change material, Simulation, Finite element, Energy saving
کم شدن منابع انرژی و هزینه‌های مربوطه باعث شده که نیاز به طراحی ساختمان‌های با بازدهی مطلوب مورد توجه قرار گیرد. در دهه‌های اخیر تحقیقات زیادی بر روی بررسی کارایی مواد تغییر فاز دهنده [1] در بهبود مشخصات گرمایی بتن صورت گرفته است. در این تحقیق سعی شده است تأثیر مواد تغییر فاز دهنده در دیوارهای بتنی و گچی و پیرامونی ساختمان‌ها و همچنین سقف مجوف و در نهایت یک اتاق نسبتاً واقعی مورد بررسی قرار گیرد. شبیه‌سازی با استفاده از آنالیز المان محدود با بکار بردن نرم‌افزار فلوئنت انجام شده است. این شبیه‌سازی با متغیرهای ورودی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. دو ضخامت 10 و 20 سانتی‌متر برای دیوارها و ضخامت 5/21 سانتی‌متر برای سقف ‌مجوف و یک اتاق 5×3 متر در نظر گرفته شده است. در این تحقیق انواع مواد تغییر فاز دهنده (PCM) مورد ارزیابی قرار گرفته و دو نوع PCM بهینه برای هر کدام از شرایط دمایی انتخاب شده است. دو نوع بتن معمولی و سبک و نمونه گچی مورد استفاده قرار گرفته است. پروفیل‌های دمایی یک روز گرم کاشان، نسبتاً گرم اردبیل، خیلی گرم اهواز و سرد کاشان به عنوان دمای محیط در نظر گرفته شده است. ضخامت‌های مختلف PCM و موقعیت‌های جاسازی آن و تعداد لایه‌های بهینه مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج عددی نشان داده است که وجود PCM نوسانات دمایی سطح داخلی دیوارها و سقف‌ها را حداکثر تا حدود 5 درجه سانتی‌گراد برای کاشان و حدود 11 درجه سانتی‌گراد برای اهواز کاهش داده است. تغییر در ضخامت PCM و دیوارها تأثیر زیادی بر شرایط دمایی داخل داشته است و نوع PCM در ذخیره و عبور انرژی تأثیر قابل توجهی داشته است. نحوه‌ی استفاده از PCM در سقف‌های مجوف در ذخیره انرژی تأثیر زیادی داشته است. در مدل سازی اتاق نوسانات دمای هوای داخل تا حدود 3 درجه سانتی‌گراد کاهش یافته است. کلمات کلیدی : دیوار بتنی، سقف‌ مجوف، مواد تغییر فاز دهنده، شبیه‌سازی، المان محدود، ذخیره سازی انرژی [1] Phase change material

ارتقاء امنیت وب با وف بومی