بررسی اثر خصوصیات حرارتی بتن بر عملکرد حرارتی شمعهای زمینگرمایی با در نظر گرفتن اثر همرفت ترکیبی
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.
2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.
doi
10.22060/ceej.2026.23769.8212چکیده
شمعهای زمینگرمایی سازههایی با دو عملکرد سازهای و حرارتی هستند که به عنوان یکی از روشهای جدید استفاده از منابع انرژیهای تجدیدپذیر زمینگرمایی و گامی موثر جهت توسعهی پایدار مورد استفاده قرار میگیرند. عملکرد حرارتی این شمعها تحت تاثیر شرایط محیطی و پارامترهای هیدرولیکی و حرارتی متعددی قرار میگیرد. در این تحقیق با استفاده از یک مدلسازی عددی اجزای محدود، اثر پارامترهای حرارتی بتن بر عملکرد حرارتی یک شمع زمینگرمایی با در نظر گرفتن اثر زمین لایهای اشباع، جریان آب زیرزمینی و به دنبال آن، اثرات انتقال حرارت همرفت طبیعی و اجباری مورد بررسی قرار میگیرد و به این سوال پاسخ داده میشود که در چه نوع بتن مصرفی، شمعهای زمینگرمایی عملکرد حرارتی بهتری دارند و در نهایت مقایسهی کمی میان اثر این پارامترها بر توان تبادل حرارتی شمعانرژی به کمک یک ضریب حساسیت در تحلیل حساسیت انجام میشود. نتایج بدستآمده نشان میدهد ضریب هدایت حرارتی بتن با ضریب حساسیت 0/2607 بیشترین اثر و برعکس پارامترهای ظرفیت گرمایی ویژه بتن و چگالی جرمی کمترین تاثیر را بر بهبود عملکرد حرارتی این سیستم دارند و بهینهسازی این پارامترها با اولویت ضریب رسانایی حرارتی بتن میتواند به منظور انتخاب طرح اختلاط مناسب جهت اجرای این نوع شمعها از دیدگاه عملکرد حرارتی مورد ارزیابی قرار بگیرد تا طرح نهایی بیشترین بازدهی را فراهم آورد.
