تأثير استخدام المواد متغيرة الطور(PCM) في الجدران والسقف في الأحمال الحرارية ودرجة الحرارة الداخلية في الأبنية

الملخص

يهدف البحث إلى دراسة تأثير استخدام المواد متغيرة الطور (PCM) في الجدران والسقف في السلوك الحراري للبناء باستخدام برنامج المحاكاة TRNSYS عند الشروط المناخية لمدينة اللاذقية.

أظهر البحث عند استخدام المادة متغيرة الطور على الجدران والسقف الخارجي معاً انخفاض الحمل الحراري السنوي مع زيادة سماكة المادة متغيرة الطور، ومقدار الانخفاض يتعلق بنوع المادة، حيث يكون مقدار الانخفاض 31.75[%] باستخدام المادة C16، بينما يكون مقدار الانخفاض37.35 [%]  باستخدام المادة RT27 عند السماكة نفسها وهي 3[cm].

أظهر البحث حدوث انخفاض إضافي في الحمل السنوي عند تزويد السقف بالمادة متغيرة الطور، بالإضافة إلى الجدران، ويتعلق ذلك بوضعية السقف، فعند استخدام المادة RT27 بسماكة 3[cm] يكون مقدار الفرق في انخفاض الحمل السنوي عند استخدامها على الجدران فقط أو على الجدران والسقف معاً حوالي 9[%] من أجل سقف خارجي، بينما يكون مقدار الانخفاض حوالي 12[%] عندما يكون السقفُ داخليّاً. وهذا يؤدي بدوره إلى تقليل استهلاك الطاقة التقليدية المستخدمة في تغطية الأحمال الحرارية.

إن استخدام المواد متغيرة الطور أدى إلى انخفاض درجة حرارة الهواء الداخلية نهاراً وارتفاعها ليلاً، وهذا أدى إلى تقليل التأرجح في درجات الحرارة بين النهار والليل، مما حسّن الشعور بالراحة الحرارية لسكان البناء.

The objective of this investigation is to study the influence of application of phase change materials (PCM) on the thermal behavior of the building using TRNSYS simulation program for the weather conditions of Lattakia.

This investigation shows that the yearly heat load decreases with increasing the phase change material thickness and depends on the type of phase change material. Using 3[cm] thickness of C16 phase change material results in the reduction of yearly heat load about 31.75[%], whereas using RT27 results in a reduction of about 37.35[%].

This investigation shows the addition reduction in yearly heat load with adding the phase change material to ceiling depending on ceiling type: for external ceiling the addition reduction is about 9[%], whereas for internal ceiling it is about 12[%], which in return reduces the consumption of conventional energy required to cover this load.

Using phase change material results in decreasing daytime temperature and increasing night temperature. These reduce the indoor temperatures fluctuations in the  daytime and at night and improve the thermal comfort for residences