پایان نامه رایگان درمورد تغییر، هوای، تصفیه

دانلود پایان نامه

توافقی را برای بافتهای خودشور توسعه دادند. این طرح مشخصههای فوق آبگریز ساختار سطح و وجود ساختارهای نانو و میکرو را آزمایش میکند. محصولات مختلفی همچون پوشش نمای لوتوسان میتوانند از این نام برخوردار باشند.به طور کلی فواید بهرهگیری از اثر لوتوس شامل موارد زیر میباشد: ظاهری تمیزتر و تقاضای تعمیر و نگهداری کمتر.
(Leydecker, S.,P58-P63)

شکل 72- خاصیت خودتمییزشوندگی برگ لوتوس

4-4-2-4-2- مصالح تصفیهکننده هوا

اگرچه مواد نانو قادر به تصفیه کامل هوا نیستند، اما کاربرد آنها کیفیت هوا را بهبود میبخشد. این مواد، بو و آلایندههای نامطبوع را ریشهکن میکنند. هوای سالم یک منبع اصلی و همواره مهم است که در عین حال برای همیشه گرانبها خواهد بود.مشخصههای تصفیهی هوای مواد نانو در کاهش سطح آلودگی هوای بیرون و بهبود کیفیت آن مفید بوده و نقش مهمی را در محیطهای درونی و همچنین بیرونی ایفا میکنند.
الف) درون
کیفیت هوای درون بویژه در ملتهای صنعتی شده که مردم زمان زیادی را در درون خانه میگذرانند، حائز اهمیت بوده و رایحههای نامطبوع و حتی آلایندهها عموماً مشکلات وابسته به آن هستند.اگرچه حس بویایی ما براحساس کلی و سلامت ما بشدت تأثیر میگذارد، اما اغلب مواقع از آن غفلت میشود. علاوه بر مواد خطرناک، بوهای نامطبوع نیز تأثیر قابل توجهی براحساس ما دارند. حتی قشنگترین مکان نیز در صورت نامطبوع بودن کیفیت هوای درون، راحت نخواهد بود. این مشکل معمولاً از طریق رفع کما بیش هرگونه بوی نامطبوع درونی از طریق تهویه اتاق، پوشاندن آن با یک بوی خوش دیگر یا با کمک مواد جذب کننده که از گنجایش محدودی برخوردار هستند، برطرف میگردد. از طرفی دیگر، فناوری نانو تجزیهی شیمیایی این بوها به اجزاء تشکیل دهندهی بیخطر آنها را امکانپذیر میسازد. در این صورت مولکولها شکافته شده و بخار و دیاکسیدکربن را به بیرون میدهند. (شکل 73)
این شیوه همچنین میتواند برای خنثیکردن و از بین بردن علائم بیماری ساختمان بکار رود. برای عملکرد مناسب، مساحت سطح تصفیه هوا میبایست نسبت به حجم اتاق مناسب باشد. فقط سطوحی که در معرض هوا قرار دارند، به عبارت دیگر، سطوحی که با اثاثخانه پنهان نشدهاند مناسب هستند. برای فرآیندهای مبتنی بر کاتالیز اکسایشی، گردش هوای عادی کافی است، اما فرآیندهای فوتوکاتالیزوری که میتوانند برای اهداف تصفیه هوا نیز بکار روند، به روشنی روز نیاز دارند. به همین منظور کاربرد سیستمهای کاتالیزوری دردرون را باید بدقت طرحریزی کرد. یک برتری دیگر این است که اثر کاتالیزوری و در نتیجه عملکرد تصفیهی مواد نانو از بین نمیرود.
این اصل برای آلایندههایی همچون نیکوتین یا فرمالدئید بکار میرود. مولکولهای آنها را میتوان شکافته و از هوای درون فیلتر کرد. آلایندههای مشهور دیگر همچون پنبه نسوز و فرمالدئید همیشه در یک ساختمان از پیش وجود ندارد و میتوان آنها را به عنوان بخشی از تأسیسات معرفی کرد. بنابراین توانایی در کاهش آلایندههای هوای درون در ساختمانها در جلوگیری از وقوع علائم بیماری ساختمان، مناسب میباشد.بوهای محلول آمونیاک، بنزن و ماهی از جمله آلوده کنندههای دیگری هستند که میتوان آنها را با کمک مواد نانو از بین برد.
فناوری تصفیه هوا همچنین برای پارچهها و رنگها بطور فزایندهای بکار رفته است. ذکر این نکته حائز اهمیت است که اگرچه میتوان کیفیت هوا را بهبود بخشید اما لزوماً نمیتوان آن را خوب کرد. عوامل دیگری همچون مقدار اکسیژن و رطوبت نسبی نیز در کیفیت هوا دخالت داشته و نباید در هنگام استفاده از محصولات تصفیه کنندهی هوا آنها را از یاد برد. تصور اینکه یک فرش تصفیه کنندهی هوا نیاز به باز کردن پنجره را از بین میبرد اشتباه است بلکه این فرش نمیتواند جایگزین تهویهی منظم شود. تهویهی ناکافی منجر به ایجاد رطوبت نسبی شده و در نهایت موجب شکلگیری کپک و مشکلات وابستهی دیگر خواهد شد. همچنین میزان اکسیژن هوا یک عامل کمک کننده در کیفیت هوای درون است.

شکل 73- بکارگیری مصالح تصفیهکننده هوا در بنا
بیرون
آلودگی محیطی و کیفیت هوای بیرون مدتها است که موضوعی برای مباحث عمومی در اروپا بوده است، بویژه از زمانی که تحصیل عمومی و آگاهی از جنبههای بومشناختی و توسعه پایدار افزایش یافته است.به عنوان مثال، تصفیهی هوای بتون کاتالیزوری وسیلهای برای مبارزه با آلایندههای موجود فراهم کرده است. اخیراً، نماهای ساختمان، سطوح جاده و دیگر موارد مشابه مجهز به پوششهای مناسب به صورت آزمایشی شدهاند تا اثر آلودگیهای صنعتی یا خودروها را خنثی کنند. کاربرد مواد با قابلیت تصفیه هوا در سنگفرشها، سطوح جاده و همچنین به عنوان رنگهای تصفیه هوا میباشد. این مواد اکنون گران قیمت هستند اما ساخت آنها آغاز شده است. (شکل 74)
در این خصوص، طرح تحقیقاتی پیکادا- کاربردهای پوششهای جدید فوتوکاتالیزوری برای سنجش میزان کاهش آلودگی که توسط اتحادیه اروپا از سال 1996 تا 2003 بر پا شده بود، قابل توجه میباشد. به عنوان بخشی از این طرح، سطوحی به صورت آزمایشی برای نشان دادن کارایی سطوح کاتالیزوری تصفیه هوا بکار رفتند. نتایج حاکی از، از بین بردن 20% تا 80% از آلایندههای هوا بودند. پیادههایی که در مجاورت دیوارها با خاصیت تصفیه هوا راه میرفتند، آلایندههای هوایی کمتری را تنفس میکردند.در ساختمانها کاربردهای تصفیه هوای بیرونی به عنوان پشتیبانی جهت بهبود هوای محیطهای درونی کاربرد دارد.
آنها علت آلودگی را از بین نمیبرند بلکه برای کاهش دود و بهبود کیفیت هوای بیرون بکار میروند.درخصوص کاهش آلایندههای هوا، ابتدا باید توجه بیشتری را به جلوگیری از انتشار آنها اختصاص داد. اگرچه این کار قبل از تحقق یافتن کامل اهداف حمایت محیطی، اندکی زمان خواهد برد اما تا آن زمان میتوان با استفاده از سطوح تصفیه کنندهی هوا، در جهت بهبود هوای محیط گام برداشت.
(Leydecker, S.,P108-P113)

شکل 74- بکارگیری مواد تصفیهکننده هوا در سنگفرشها و سطوح جادهها

4-4-2-4-3- مصالح تنظیمکننده دما (تغییر فاز)

تنظیم دمای ساختمانها مقدار زیادی از انرژی را برای گرمایش و سرمایش مصرف میکند. با کمک فناوری نانو مصرف انرژی را میتوان به میزان قابل توجهی کاهش داد. ذخیره گرمای نهفته توسط مواد تغییر فاز را میتوان به عنوان وسیلهی مؤثری در تنظیم دمای محیط درون بکار برد.
نگهداری و حفاظت گرمایی خوب مواد تغییر فاز را میتوان به عنوان روش غیرفعالی جهت متعادل کردن نوسانات هوا و کاهش دماهای حداکثر در ساختمانهای موجود و جدید مورد استفاده قرار داد.این مواد را میتوان هم برای گرمایش و هم برای سرمایش بکار برد. مثال خوبی که ظرفیت حرارتی بالای این مواد را در ذخایر گرمای نهفته، نشان میدهد مکعب یخی است که در C.? شروع به تغییر حالت از جامد به حالت مایع میکند اما انرژی مورد نیاز برای این تغییر حالت برابر است با مقدار انرژی لازم برای گرم کردن آب مایع از C.? به C?80. این سپر حرارتی یا ذخیرهی حرارتی نهفته، نسبتاً بزرگ بوده و این اصل را میتوان برای عایقکاری ساختمانها با استفاده از مواد تغییر فاز، بکار برد.
کاربرد مواد تغییر فاز جدید نیست. در بغداد قدیم، اتاقها با کمک مواد تغییر فاز طبیعی مثل یخ خنک نگه داشته میشدند. تحقیق در مورد مواد تغییر فاز سالهای زیادی انجام گرفته است.دردههی 1940 اولین تلاشها برای استفاده از مواد تغییر فاز در ساختمانها در آمریکا صورت گرفته و در سال 1953 اولین مواد تغییرفاز میکروکپسول شده در آمریکا به ثبت رسید.
دردههی 1980، ناسا توسعه و تحقیق اساسی درخصوص مواد تغییرفاز را بعهده گرفته و از سال 1988 به بعد با صنعت شراکت کرد، در نتیجه لباسهای فضانوردی ودستکشهای وفقپذیر به لحاظ گرمایی برای فضا نوردان بوجود آمدند که پوشنده را قادر به تحمل دماهای بیش از حد فضای بیرون میساخت. اختراعهای ثبت شدهی مهمی در اوایل دههی 1990 و بعد از آن بوقوع پیوستند.در زمینهی ساختمان نیز کاربرد اصلی مواد تغییرفاز در حفظ انرژی است.
مواد تغییرفاز مطلقاً از پارافین و هیدراتهای نمک ساخته شدهاند.گلبولهای پارافین با قطر 2 تا 20 نانومتر در یک پوشش پلاستیکی محکم به هم چسبیدهاند.این گلبولها را میتوان در مواد ساختمانی بنوعی مورد استفاده قرار داد که بموجب آن حدوداً 3 میلیون از این کپسولها در یک سانتیمتر مربع میگنجند. (شکل 75)

شکل 75- استفاده مواد تغییر فاز در مواد ساختمانی
از آنجائی که مواد تغییرفاز قادر به جمعآوری انرژی (گرما) بدون گرم شدن خود هستند، میتوانند دماهای بیش از حد را جذب کرده و ناحیه درونی را مدتها خنک نگه دارند.گرما در مواد تغییر فاز حفظ شده و برای آب کردن پارافین بکار میرود. با افزایش دما و ذوب کردن محتوی مومی میکروکپسول، پارافین از جامد به مایع تغییر مییابد.این قاعده در جهت دیگر نیز عمل میکند. اتاقهای سرد برای مدتها گرم مانده در حالی که پارافین ذوب شده بتدریج سخت میشود.
در طول مدت یک تغییر فاز، گرما در مدت زمان مورد نیاز برای تغییر از یک حالت فیزیکی به حالت دیگر، بطور پنهانی باقی میماند. در طی این روند مواد تغییر فاز مقدار زیادی گرما- گرمای نهفتهی خاص- جذب کرده که با مقدار انرژی مورد نیاز برای ذوب کردن پارافین برابر است و دمایش به جای افزایش، ثابت باقی میماند.این روند براساس همین قاعده در جهت مخالف عمل میکند. در نتیجه زمانی که مواد از یک حالت فیزیکی به حالت دیگر تغییر مییابند، خواه از جامد به مایع یا از مایع به گاز، انرژی بصورت نهفته ذخیره میشود. گرما یا سرمای نهفته، میتواند برای تنظیم دما بکار رود.
این دما در C? 25 تعیین شده و در صورت بالاتر بودن آن، دمای هوای درونی بطور کلی گرم نامطبوع در نظر گرفته میشود (همانطور که در مقررات آلمان برای محلهای کاری تعیین شده است).
مواد تغییر فاز دارای ظرفیت حرارتی بسیار بالاتری نسبت به دیوار بتنی هستند،به این معنی که یک دیوار بتونی در طول مدتی که دمای یک ماده تغییر فاز ثابت باقی میماند، بسیار سریعتر گرم میشود. مواد تغییر فاز برای دماهای متغیر متفاوتی و برای حوزههای کاربردی مختلفی ساخته میشوند برای مثال از محدودهی درجات منفی تاC? 100.
ضمناً مواد تغییر فاز میتوانند به شکل افزودنیهای در مواد سنتی ساختمان همچون گچ، گچ تخته یا بلوکهای بتن متخلخل با مشخصههای نگهداری خاص، اضافه شوند. اضافه کردن مواد تغییر فاز به دو مادهی اول را میتوان برای یک عملکرد تنظیمی دما در یک محیط درونی بکار برد و مورد سوم را جهت ایجاد ویژگیهای ذخیره گرمای نهفته در محیط بیرون ساختمان. (شکل 76) بعلاوه مصالح دارای مواد تغییر فاز باید در معرض گرما قرار گیرند در نتیجه عایق کاری آنها معقول نیست چرا که مانع از کارایی مواد تغییر فاز میشود. از دیدگاه ایمنی آتش، ذکر این نکته حائز اهمیت است که پارافین که در مواد تغییر فاز بکار رفته است، قابل اشتعال بوده و در نتیجه مواد تغییر فاز به عنوان مواد مقاوم در برابر شعله د
ستهبندی نمیشوند.

شکل شماره 76- مصالح تنظیمکننده دما (تغییر فاز)
محصولات ذخیره کنندهی گرمای نهفته مبتنی بر پارافین در تماس با مواد ساختمانی هیچ واکنش شیمیایی نامطلوبی همچون فرسایش بوجود نمیآورند. یک برتری دیگر، بویژه در محل کار، این است که مواد تغییر فاز کروی موجود در مصالح بعلت اندازه کوچک خود عملاً در برابر خسارت مقاوم هستند چرا که اینگونه مواد میتوانند بدون آسیب رساندن، در عملکرد تنظیم دما بطور مکانیکی، مؤثر واقع شوند.
در طول مدت تغییر فاز، تغییری در حجم روی میدهد که میبایست در هنگام بکار رفتن مواد در محفظههای بسته، آن را در نظر گرفت.مصالحی که شامل مواد تغییرفاز هستند، میبایست جهت انتقال سریع گرما به و یا از مواد تغییر فاز دارای رسانایی گرمایی خوبی باشند. پارافین دارای رسانایی گرمای نسبتاً پایینی است اما این رسانایی کم توسط یک واکنشپذیری بالاتر که توسط پوشش سطح وسیعی که از ذرات کوچک ایجاد میشود، قابل جبران است. برای فایده بردن از یک ماده تغییر فاز

دیدگاهتان را بنویسید