آنالیز کامل عملکرد دیوارساخته شده از بتن هوادار اتوکلاو شده

آنالیز کامل عملکرد دیوارساخته شده از بتن هواداراتوکلاوشده

یک نمونه از همکاری بین صنعت و یک آزمایشگاه تحقیقاتی برای ایجاد یک سیستم کارامد محیط ساختمان

چکیده:

هدف اصلی این مقاله ارائه نتایج بدست آمده از همکاری یک واحد تولید کننده بتن هوادار اتوکلاوشده (AAC) و یک آزمایشگاه تحقیقاتی جهت برآورد کارایی عایق حرارتی بتن هوادار اتوکلاو شده است. آزمایش اتاق حرارتی (Hot-Box) و روش تفاضل محدود (finite difference) کامپیوتری برای آنالیز حالت پایدار و عملکرد حرارتی دینامیکی یک دیوار کامل با سیستم بتن هوادار اتوکلاوشده (بلوک) استفاده گردیده است. نتایج آزمایشات اتاق حرارتی مبنای کالیبراسیون مدل کامپیوتری تفاضل محدود بوده است. سپس از این مدل کامپیوتری برای بدست آوردن میزان مقاومت حرارتی
(R-value) برای انواع جزییات دیوارها، میزان R کل یک دیوار، و عملکرد دینامیکی حرارتی استفاده گردید. این مقاله روش اندازه گیری عایقی فضای داخلی ساختمان را تشریح می کند. طی انجام این پروژه داده های عملکرد حرارتی برای بتن هوادار اتوکلاو شده بدست آمده است. نتایج بدست امده را میتوان درطراحی بهینه سازی انرژی ساختمان ها استفاده کرد.

نتایج:

برای آزمون عملکرد حرارتی سیستم دیوار بتن هوادار اتوکلاو شده به روش استاتیکی از مدل تفاضل محدود استفاده گردید. در حالت (steady state) میزان عایقی (R-value) سطح به سطح دیوار بتن هوادار اتوکلاوشده برابر با 8.4 hft²F/Btu می باشد. برای مجموعه یک دیوار با جزییات اجرایی معمول، میزان R کل سیستم دیواربرابر با 7.13 hft²F/Btu می باشد.

دیتایل جدیدی توسط تیم ORNL برای بهبود کلی عملکرد حرارتی سیستم دیوار ییشنهاد گردید. برای دیوار با جزییات بهینه شده جدید، میزان R برابر با 7.75 – hft²F/Btu می باشد. که این به معنای تقریبا 7% کمتر از میزان R دیوار به تنهایی می باشد. برای یک سیستم دیوار فریم چوب معمولی به ابعاد 2*4، این کاهش تقریبا 9% می باشد. بواسطه بهینه تر شدن جزییات سیستم حرارتی دیوار، عملکرد کلی حرارتی دیوار هوادار اتوکلاوشده بهتر شد. طراحی مجدد دیوار باعث افزایش ضریب R دیوار/سقف منطقه ای در حدود 22%، دیوار/سقف در حدود 10%، سرتاق پنجره 39% و سر درب حدود 40% گردید. این تغییرات در جزئیات دیوار باعث افزایش 8.7% میزان کل R دیوار گردید.

با توجه به توپر بودن دیوار AAC، میزان مصرف سرمایش و گرمایش ساختمان ساخته شده با بلوک هوادار اتوکلاوشده به میزان قابل توجهی نسبت به ساختمان‌های سبک دیگر با میزان R استاتیک یکسان کاهش می یابد. تحقیقات نشان از تاثیر بالای بلوک هوادار اتوکلاو شده در شهر فینیکس می باشد. میزان بهره وری انرژی دیوارهای هوادار اتوکلاوشده در شهر میناپولیس پائینترمی باشد. هر چند در میناپولیس هم، دیوارهای با فریم چوبی برای رسیدن به عملکرد حرارتی معادل با دیوار بلوک های بتن هوادار اتوکلاو شده بایستی ضریب عایق آنها 31% بیشتر از بلوک هوادار اتوکلاوشده باشد. برای رسیدن به بهره وری معادل، ساختمان های با فریم چوبی در فینیکس، نیاز به ضریب R بزرگتر به میزان 133 % دارند.