ارزيابي تأثير استفاده از مواد تغيير فاز دهنده در ديواره بادگير بر بهبود عملكرد آن (مورد پژوهي: اقليم گرم‌ و خشك شهر يزد)

Evaluate the improvement of windcatcher performance using phase change materials in its envelopes, Hot and dry, Yazd

بادگير يكي از عناصر مهم معماري سنتي ايران است كه به عنوان راهكاري غير فعال به بهبود تهويه طبيعي در ساختمان كمك مي­كند. در اين راستا به نظر مي­رسد استفاده از جرم حرارتي به ويژه روش گرماي نهان براي ذخيره انرژي با استفاده از مواد تغيير فاز دهنده (PCM) مي­تواند به بهبود عملكرد بادگير كمك كند. پژوهش حاضر نيز با هدف بررسي تأثير استفاده از مواد تغيير فازدهنده (PCM) در ديواره بادگير بر بهبود دماي هوا ساختمان انجام شده است. در راستاي اهداف تحقيق نيز از روش شبيه­سازي رايانه­اي با كمك نرم­افزار انرژي پلاس و همچنين اندازه­گيري­هاي ميدانيExperimental data)) استفاده شده است. در نهايت نتايج نشان مي­دهد: دامنه نوسانات دمايي هواي داخل ساختمان با استفاده از مواد تغيير فازدهنده­ با دماهاي ذوب مختلف (21, 24, 28, 30, 32) درجه سانتي­گراد نسبت به حالت پايه (without PCM) كاهش يافته و به محدوده آسايش حرارتي ساكنين نزديك­تر شده و ميانگين نوسانات دماي هوا در ماه­هاي گرم از 28 به 23 درجه سانتيگراد كاهش يافته است. با مقايسه تأثير استفاده از مواد تغيير فازدهنده با نقاط ذوب مختلف، PCM با نقطه ذوب 28درجه سانتي تأثير گذاري بيشتري بر كاهش دماي ساختمان داشته است. استفاده از مواد تغيير فازدهنده با نقطه ذوب مناسب سبب افزايش ساعات تهويه طبيعي در ساختمان مي­شود. به گونه ­اي كه مصرف انرژي الكتريكي نيز حدود 5 درصد كاهش يافته است.

Windcatcher is one of the essential elements of traditional Iranian architecture that improve the natural ventilation in building as a passive solution. In this regard, it seems that the use of thermal mass, especially the latent heat method to save energy using phase change materials (PCM) improve the windcatcher performance. The purpose of this study was to investigate the impact of PCM on windcatcher envelope to improving air temperature of building. The research evaluated by Computer simulation with Energy Plus software and Experimental measurements. The results of the study show fluctuate of an indoor air temperature that windcatcher envelope cover by PCM (21, 24, 28, 30 and 32 ° C) is decreased compared with the baseline (without PCM). It is closer to residents' thermal comfort, and the average air temperature fluctuations in warm months have dropped from 28 to 23 degrees Celsius. By comparing the effect of using different phase change materials, the PCM with 28 ° C melting point had a more significant impact on the decrease the air temperature of the building. Use of a PCM with a suitable melting point increases the natural ventilation hours in the building. Electricity consumption has also fallen by about 5 percent.