28678

بررسي مواد نوآورانه پايدار در قالب بلوك-آجر در ساختمان و تاثير متقابل آن در مصرف انرژي:مطالعه موردي در ايران

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران-مهندسي و مديريت ساخت

1400

1402/6/13

دكتر سجاد ميرولد

-

عمران

ساختمان هاي مسكوني و تجاري سهم وسيعي را از مصرف انرژي سالانه به خصوص انرژي برق را عهده دار مي باشند و محققان حوزه ساختمان و انرژي كوشش مي كنند تا با ارائه راهكار هايي همچون كاهش اتلاف انرژي در ساختمان ها، در مسير بهبود اين هدف قدم بردارند. يكي از راهكار هايي كه همچنين فوايد زيادي از منظر توسعه پايدار دارد، ساخت بلوك-آجر هايي است كه به صورت مركب از مواد پسماند و بازيافتي با مصالح متداول خاك رس و زئوليت به صورت عضو پايه تركيب، ساخته مي شوند. در اين تحقيق از زئوليت به عنوان عضو پايه تركيب استفاده شده است و مواد افزودني مورد نظر خاكستر باگاس نيشكر مي باشد كه از احتراق و سوزاندن باگاس نيشكر توليد مي شود. در اين تحقيق نمونه هاي آجر سراميكي متشكل از 20،10،0 درصد از وزن نمونه، خاكستر باگاس نيشكر به همراه باقي مانده از وزن كل نمونه زئوليت به عنوان عضو پايه، در دماهاي 950 و 1050 درجه سانتي گراد در كوره الكتريكي پخته شده اند. نتايج آزمايش تعيين ضريب انتقال حرارت، نشان داد كه ضريب انتقال حرارت نمونه ها از 03/1 تا 64/1 وات بر متر در درجه كلوين، مي باشد. نمونه هايي كه در دماي 950 درجه سانتي گراد پخته شده و داراي درصد خاكستر باگاس نيشكر بيشتري مي باشند، از ضريب انتقال حرارت پايين تر و بهتري برخوردار هستند. همچنين نتايج آزمايش تعيين مقاومت فشاري نشان داد كه مقاومت فشاري نمونه ها از 62/1 تا 39/30 مگاپاسكال، مي باشد. نمونه هايي كه در دماي 1050 درجه سانتي گراد پخته شده و داراي درصد خاكستر باگاس نيشكر كم تري مي باشند، از مقاومت فشاري بالاتر و بهتري برخوردار هستند. در نتيجه به دليل دارا بودن مشخصات حرارتي بهتر، آجر سراميكي 20 درصد خاكستر باگاس نيشكر پخته شده در دماي 950 درجه، انتخاب مي شود. با تبديل مشخصات آجر سراميكي پخته شده در آزمايشگاه به بلوك-آجر ساختماني به كمك روابط مورد نظر، آجر استنتاج شده ساختماني براي به كار گيري در ديوار ساختمان آماده شده است. براي انجام اين منظور دو ساختمان مدل شده كه در تمام عناصر و ورودي ها مشترك مي باشند به غير از ديوار ساختمان ها، كه در يكي ديوار از مصالح متداول آجر سفالي مي باشد و در ديگري از محصول توليد شده به عنوان آجر بهرمند هست، انجام شده است كه اين ساختمان ها به صورت پيش فرض در شهر تهران مي باشند. اين امر به كمك نرم افزار اسكچاپ و انرژي پلاس، انجام شده است. نتيجه شبيه سازي انرژي نشان مي دهد كه استفاده از بلوك-آجر تشكيل شده از زئوليت و خاكستر باگاس نيشكر در مقايسه با استفاده از آجر سفالي متداول، مي تواند اتلاف انرژي ساختمان را كاهش دهد و مصرف انرژي برق ساختمان را به مقدار عددي 6/11 درصد كاهش دهد.

1402/06/19

Investigating sustainable innovative materials in the form of block-brick in building and its mutual effect on energy consumption: a case study in Iran

9/3/2024 12:00:00 AM

Residential and commercial buildings account for a large share of annual energy consumption, especially electrical energy, and researchers in the field of construction and energy are trying to improve this goal by providing solutions such as reducing energy loss in buildings. One of the solutions that also has many benefits from the point of view of sustainable development is the construction of block-bricks that are made from waste and recycled materials with common clay and zeolite materials as the base member. In this research, due to the limited resources of clay and the effect that this material has had in the production of bricks for a long time, zeolite has been used as the base member of the composition, and the desired additive is sugarcane bagasse ash, which is obtained from the combustion and burning of sugarcane bagasse. it is produced. Sugarcane bagasse is a waste product of sugarcane which is created in the process of extracting sugar from the stalk of sugarcane. Also, considering the amount of production of this waste in the world and in Iran, it has a good potential to do this. In this research, ceramic brick samples consisting of 20, 10, 0 percent of the weight of the sample, sugarcane bagasse ash, along with the rest of the total weight of the zeolite sample as a base member, were baked at temperatures of 950 and 1050 degrees Celsius in an electric furnace. The results of the test to determine the heat transfer coefficient showed that the samples baked at 950 degrees Celsius and with a higher percentage of sugarcane bagasse ash have a lower and better heat transfer coefficient. Also, the results of the test to determine the compressive strength showed that the samples baked at 1050 degrees Celsius and having a lower percentage of sugarcane bagasse ash have higher and better compressive strength. As a result, ceramic brick with 20% of sugarcane bagasse ash baked at 950 degrees is chosen due to its better thermal characteristics. By converting the characteristics of the ceramic brick baked in the laboratory to building block-brick with the help of the desired relations, the inferred building brick is prepared for use in the building wall. To achieve this purpose, two buildings are modeled, which are common in all elements and entrances, except for the walls of the buildings, which in one wall is a common material of clay brick, and in the other, it is a product produced as a brick. It has happened that these buildings are by default in the city of Tehran. This has been done with the help of Sketchup and Energy Plus software. The result of energy simulation shows that the use of block-bricks made of zeolite and sugar cane bagasse ash can reduce the energy loss of the building and reduce the building's electricity consumption by 11/6 % compared to the use of conventional clay bricks.

توسعه پايدار , بلوك-آجر مركب زئوليت با خاكستر باگاس نيشكر , مصرف انرژي برق , شبيه سازي مصرف انرژي ساختمان

Sustainable development , block-brick composite of zeolite with sugarcane bagasse ash , electrical energy consumption , building energy consumption simulation

mohammad kamalabadi farahani

dr sajjad mirvalad