بررسی تاثیر مواد تغییرفازدهنده بر میزان مصرف انرژی در ساختمان‌های مسکونی اقلیم سرد

جدار خارجی ساختمان به‌عنوان یکی از پارامترهای موثر بر تبادل حرارتی و میزان مصرف انرژی، همواره مورد بحث و بررسی بوده است. این پژوهش، باهدف بررسی مصرف انرژی و تاثیر مواد تغییرفازدهنده به عنوان عایق بر رفتار حرارتی جدارهای خارجی یک ساختمان مسکونی و تعیین دمای ذوب بهینه در اقلیم سرد تبریز انجام شد. بدین منظور، سه دمای ذوب 18، 24 و 28 درجه سانتی‌گراد انتخاب شد. روش انجام پژوهش، کمّی با رویکرد اثبات گرایانه است. یک ساختمان مسکونی پنج طبقه در تبریز با‌توجه-‌به در دسترس ‌بودن آن انتخاب شد. آنالیزها و شبیه سازی ها با افزونه‌های گرس هاپر، هانی‌بی و لیدی‌باگ صورت گرفت. نتایج نشان داد که pcm با دمای ذوب 18 درجه باوجود کاهش مصرف انرژی 23.16 درصدی در ماه های گرم، منجر به افزایش 1.44 درصدی مصرف انرژی نسبت به حالت پایه در ماه های سرد شد. pcm با دماهای ذوب 24 و 28 درجه در ماه های گرم به ترتیب به میزان 31.93 و 20.48 درصد مصرف انرژی را کاهش دادند. کاهش مصرف انرژی در ماه های سرد برای pcm با دماهای ذوب 24 و 28 درجه به ترتیب برابر با 36.08 و 15درصد بود. بیشترین کاهش مصرف انرژی در کل ماه های سال مربوط به جبهۀ جنوبی بود. به طوری که در pcm با دمای ذوب 18 درجه این کاهش به ترتیب در ماه های گرم و سرد به ترتیب به میزان 61.65 و 61.80 درصد، در pcm با دمای ذوب 24 درجه به میزان 65.83 و 74.5 درصد و در pcm با دمای ذوب 28 درجه به میزان 62.53 و 61.94 درصد نسبت به حالت پایه بود. از این رو، باتوجه‌به اقلیم سرد تبریز، استفاده از pcm با دمای ذوب 24 درجه مناسب و به لحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه است

investigating the effect of phase change materials on energy consumption of residential buildings in cold climate

the external wall of the building has always been discussed and investigated as one of the effective parameters for heat exchange and energy consumption. this study was conducted with the aim of investigating the energy consumption and the effect of phase change materials as insulation on the thermal behavior of the external walls of a residential building and determining the optimal melting temperature in the cold climate of tabriz. to this end، three different melting temperatures of 18، 24 and 28 °c were selected. the research method employed was quantitative with a positivist approach. a five-story residential building in tabriz was selected  because of its availability. analyzes and simulations were conducted with grasshopper، honeybee and ladybug plugins. the results of the research showed that melting temperatures of 24 and 28 degrees in hot months reduced energy consumption by 31.93 and 20.48%، respectively. the reduction in energy consumption in cold months for melting temperatures of 24 and 28 degrees respectively was equal to 36.08 and 15%. the biggest reduction in energy consumption in all months of the year was related to the southern front. thus، at a melting temperature of 18°c this decrease was 61.65% and 61.80% in hot and cold months respectively، at a temperature of 24°c it was 65.83% and 74.5% and at a temperature of 28 °c it was 62.53% and 61.94% compared to the base state. therefore، considering the cold climate of tabriz، the use of pcm with a melting temperature of 24°c is appropriate and economically viable.