در دانشگاه لاکرونیا پژوهشی مطرح شده که به خانوادهٔ چارچوبهای فلز-آلی از زاویهای متفاوت نگاه میکند: مادهای شکلپذیر که با جذب و واجذب دیاکسید کربن دمای خود را عوض میکند. پوشش خبری Chemistry World این کار را در افق گرمایش و سرمایش اقلیمهای گوناگون دیده است. ایده از نظر ترمودینامیک آشنا است؛ جذب گاز گرما آزاد میکند و واجذب گرما میگیرد. تازگی در این است که بهجای راندن سامانه با نوسان بزرگ فشار، فشار دیاکسید کربن ثابت نگه داشته میشود و دمای بیرونی خودِ محرک جذب و واجذب میشود. در شهرهایی با اختلاف شب و روز مشخص، این منطق به معماری سنتی جرم حرارتی نزدیک است و میتواند زبان مشترکی میان معمار و مهندس تأسیسات بسازد.
چنین آرایشی ذخیرهٔ حرارتی خودتنظیم میسازد. در روز، گرما باعث واجذب میشود و خود ماده خنک میگردد؛ اثری که میتواند به سرمایش ساختمان کمک کند. در شب، جذب دوباره گرما آزاد میکند. سامانه به نوعی با شبانه روز همفاز میشود و بخشی از بار تأسیسات را به شیمی ماده میسپارد. نویسندهٔ مسئول، خوان مانوئل برمودس-گارسیا، این مسیر را بهعنوان رویکردی تازه در برابر سامانههای فعال پرمصرف مطرح کرده است. برای اقلیمهایی با اختلاف دمای شب و روز مشخص، این منطق جذابتر از اقلیم یکنواخت است. در شهرهایی با اختلاف شب و روز مشخص، این منطق به معماری سنتی جرم حرارتی نزدیک است و میتواند زبان مشترکی میان معمار و مهندس تأسیسات بسازد.
باید مرز ادعا را نگه داشت. منبع موجود جزئیات عددی بازده، ظرفیت برودتی ساختمان یا قیمت ماده را به شکلی که بتوان در این گزارش تکرار کرد ارائه نکرده و نباید عدد ساختگی به آن افزود. آنچه میتوان گفت این است که شیمی مواد متخلخل در حال نزدیک شدن به مسئلهٔ واقعی موتورخانه و پوستهٔ ساختمان است. برای صنعت تهویه ایران که تابستانهای گرم و شبهای گاهی خنکتر در فلات و شمال غرب دارد، مفهوم ذخیرهٔ خودتنظیم دستکم بهعنوان لایهٔ کمکی شایستهٔ پیگیری پژوهشی است، نه بهعنوان جایگزینی اعلامشده برای چیلر.
فشار ثابت، دمای متغیر
بیشتر سامانههای جذب صنعتی با نوسان فشار یا نوسان دمای اجباری کار میکنند و به پمپ، شیر و منبع گرمای خارجی وابستهاند. در رویکرد لاکرونیا فشار دیاکسید کربن ایستا میماند و تغییر دمای محیط تصمیم جذب یا واجذب را میگیرد. این یعنی کنترل فعال کمتر و وابستگی بیشتر به فیزیک ماده. مزیت بالقوه، سادگی و کاهش قطعات متحرک است. محدودیت آشکار، وابستگی به دامنهٔ دمای واقعی محل است؛ اگر شب و روز اختلاف کافی نداشته باشند، محرک ضعیف میشود. در شهرهایی با اختلاف شب و روز مشخص، این منطق به معماری سنتی جرم حرارتی نزدیک است و میتواند زبان مشترکی میان معمار و مهندس تأسیسات بسازد.
برای طراح تأسیسات، چنین سامانهای بیشتر به لایهٔ ذخیره و تأخیر بار شبیه است تا به دستگاه تولید برودت مستقل. میتوان تصور کرد که بخشی از پوسته یا مخزن با این ماده پر شود و قلهٔ بار ظهر را نرم کند. اما بدون دادهٔ ظرفیت و چرخه، این تصور در حد معماری مفهومی میماند. ارزش خبر برای مجلهٔ صنعتی همینجا است: جهت پژوهش مواد از جداسازی گاز بهسمت خدمات حرارتی ساختمان چرخیده و باید در نقشهٔ تحقیقوتوسعهٔ تهویه دیده شود.
- جذب و واجذب دیاکسید کربن عامل تغییر دما
- فشار گاز ثابت؛ محرک اصلی دمای بیرونی است
- روز: واجذب و خنک شدن ماده؛ شب: جذب دوباره و گرمایش
- نویسندهٔ مسئول: خوان مانوئل برمودس-گارسیا، دانشگاه لاکرونیا
شکلپذیری شبکه و اثر حرارتی
چارچوبهای شکلپذیر برخلاف MOFهای صلب، با ورود و خروج مولکول گاز هندسه عوض میکنند. این تغییر ساختار میتواند گرمای جذب را تشدید یا تنظیم کند و پنجرهٔ دمایی کار را جابهجا کند. از همین رو پژوهشگران آن را برای اقلیمهای گوناگون مناسبتر از یک بستر صلب تکنقطهای میبینند. شکلپذیری البته ریسک خستگی ساختاری و افت ظرفیت پس از چرخههای بسیار را هم دارد؛ موضوعی که در خبر حاضر کمّی نشده و نباید برای آن عمر ساختگی نوشت. در شهرهایی با اختلاف شب و روز مشخص، این منطق به معماری سنتی جرم حرارتی نزدیک است و میتواند زبان مشترکی میان معمار و مهندس تأسیسات بسازد.
شیمیدانان مواد سالها MOF را برای ذخیرهٔ گاز و جداسازی ستودند، اما ورود به ساختمان یعنی مواجهه با گردوغبار، رطوبت، استاندارد آتش و هزینهٔ کیلوگرمی. فاصلهٔ میان بلور زیبا و پنل ساختمانی هنوز یک پروژهٔ مهندسی کامل است. دانشگاههای ایران که در شیمی مواد متخلخل کار میکنند، میتوانند همین فاصله را موضوع همکاری با دانشکدهٔ مکانیک کنند. بدون این اتصال، پژوهش در قفسهٔ مقاله میماند و صنعت تهویه آن را نمیبیند. در شهرهایی با اختلاف شب و روز مشخص، این منطق به معماری سنتی جرم حرارتی نزدیک است و میتواند زبان مشترکی میان معمار و مهندس تأسیسات بسازد.
اقلیم، پوستهٔ ساختمان و بار تأسیسات
منطق روزِ خنکشونده و شبِ گرمشونده با ساختمانهایی که ظرفیت حرارتی بالا دارند همخوان است. در فلات ایران، بسیاری از شهرها اختلاف شب و روز قابل توجهی دارند و معماری سنتی همین اختلاف را با جرم حرارتی مهار میکرد. مادهٔ خودتنظیم میتواند نسخهٔ شیمیایی همان ایده باشد. در مناطق شرجی ساحلی که شب هم گرم میماند، محرک دمایی ضعیفتر است و انتظار باید پایینتر بیاید. خودِ پوشش خبری نیز بر کار در اقلیمهای گوناگون تأکید دارد، نه بر یک عدد جهانی.
برای پیمانکار تهویه، پیام این نیست که چیلر را کنار بگذارد. پیام این است که لایهٔ مواد ممکن است بخشی از بار را پیش از رسیدن به موتورخانه بردارد. اگر در آینده چنین موادی به شکل پنل یا مخزن عرضه شوند، طراحی یکپارچهٔ معماری و تأسیسات مهمتر میشود. کسانی که ساختمان را فقط مجموعهٔ کانال و فن میبینند، این لایه را دیر میفهمند. مجلهٔ تخصصی باید همین پیوند شیمی و تأسیسات را برجسته کند تا گفتوگو میان دو صنف شروع شود.
- رویکرد خودتنظیم بهجای نوسان اجباری فشار
- پتانسیل کمک به سرمایش روزانه و گرمایش شبانه
- پوشش خبری در Chemistry World با نگاه بیناقلیمی
- لزوم پرهیز از عددسازی برای بازده و قیمت ناموجود در منبع
از آزمایشگاه شیمی تا بازار مصالح
مسیر تجاری احتمالاً از مصالح ساختمانی و ذخیرهٔ حرارتی میگذرد، نه از جایگزینی یکشبهٔ پمپ حرارتی. تولید MOF در مقیاس تن، پایداری در برابر رطوبت و قابلیت شکلدهی به پنل، سه مانع آشنا هستند. هیچکدام در خبر حاضر حلشده اعلام نشدهاند. بنابراین موضع حرفهای، پیگیری است نه پیشخرید. واحدهای تحقیقوتوسعهٔ صنایع سیمان، کامپوزیت و تهویه میتوانند نقش خود را در همین مرحلهٔ مبانی تعریف کنند. در شهرهایی با اختلاف شب و روز مشخص، این منطق به معماری سنتی جرم حرارتی نزدیک است و میتواند زبان مشترکی میان معمار و مهندس تأسیسات بسازد.
در آذربایجان و شمال غرب ایران که صنعت ساختمان و برودت همزمان فعالاند، فضای همکاری دانشگاه و کارخانه از تهران کمتر شلوغ و شاید چابکتر باشد. اگر آزمایشگاه شیمی ماده را بسازد و آزمایشگاه حرارت آن را روی دیوارک یا مبدل کوچک بیازماید، منطقه میتواند در ادبیات این فناوری سهیم شود. خبر لاکرونیا دعوت به همین نوع کار بینرشتهای است. ترجمهٔ هیجانی «کولر بدون برق» با روح منبع سازگار نیست و به اعتبار مجله لطمه میزند. در شهرهایی با اختلاف شب و روز مشخص، این منطق به معماری سنتی جرم حرارتی نزدیک است و میتواند زبان مشترکی میان معمار و مهندس تأسیسات بسازد.
جمعبندی برای صنعت و کسبوکار
چارچوب فلز-آلی شکلپذیر لاکرونیا یک ایدهٔ کنترلی تازه است: فشار ثابت بماند و شب و روز خودِ ماده را به چرخهٔ جذب ببرد. برای صنعت ساختمان و تهویه، این یعنی ذخیرهٔ حرارتی ممکن است شیمیایی و خودتنظیم شود، نه فقط آبی و مخزنی. هنوز دادهٔ کافی برای طراحی موتورخانه از روی این خبر وجود ندارد و نباید ظرفیت یا قیمت ساخت. کار درست، گنجاندن MOFهای شکلپذیر در نقشهٔ پژوهش مشترک شیمی و تأسیسات است. بنگاههایی که فقط منتظر کاتالوگ آماده میمانند، این موج را دیر میبینند؛ بنگاههایی که امروز سؤال مهندسی میپرسند، فردا شریک انتقال فناوری میشوند.
منابع اصلی (متن انگلیسی)
این گزارش توسط تحریریهٔ مجلهٔ بازرگانی آذربایجان بر اساس منابع انگلیسی زیر تهیه و به فارسی بازنویسی شده است؛ ترجمهٔ واژهبهواژهٔ متن دارای حقنشر نیست. برای مطالعهٔ گزارش یا مقالهٔ اصلی، از لینک منبع استفاده کنید:
