পেনসিলভানিয়া স্টেট ইউনিভার্সিটির একদল গবেষক শীতকালে শক্তি সঞ্চয় উন্নত করতে পারে এমন একটি একক-স্তর জানালার আবরণের কার্যকারিতা তদন্ত করেছেন।ক্রেডিট: iStock/@Svetl.সমস্ত অধিকার সংরক্ষিত.
ইউনিভার্সিটি পার্ক, পেনসিলভেনিয়া — বায়ু নিরোধক একটি স্তরের সাথে স্যান্ডউইচ করা ডাবল-গ্লাজড উইন্ডোগুলি একক-পল্লব জানালার চেয়ে বেশি শক্তি দক্ষতা প্রদান করতে পারে, তবে বিদ্যমান একক-ফলক জানালাগুলি প্রতিস্থাপন করা ব্যয়বহুল বা প্রযুক্তিগতভাবে চ্যালেঞ্জিং হতে পারে।একটি আরও লাভজনক, কিন্তু কম কার্যকর বিকল্প হল একক-চেম্বারের জানালাগুলিকে একটি স্বচ্ছ ধাতব ফিল্ম দিয়ে আবৃত করা, যা কাচের স্বচ্ছতার সাথে আপস না করে শীতকালে সূর্যের কিছু তাপ শোষণ করে।আবরণ দক্ষতা উন্নত করতে, পেনসিলভানিয়া গবেষকরা বলছেন যে ন্যানো প্রযুক্তি শীতকালে ডাবল-গ্লাজড জানালার সাথে তাপীয় কার্যকারিতা আনতে সাহায্য করতে পারে।
পেনসিলভানিয়া ডিপার্টমেন্ট অফ আর্কিটেকচারাল ইঞ্জিনিয়ারিং থেকে একটি দল ন্যানোস্কেল উপাদানগুলি ধারণকারী আবরণগুলির শক্তি-সঞ্চয়কারী বৈশিষ্ট্যগুলি তদন্ত করেছে যা তাপের ক্ষতি কমায় এবং তাপ শোষণ করে।তারা বিল্ডিং উপকরণের শক্তি দক্ষতার প্রথম ব্যাপক বিশ্লেষণ সম্পন্ন করেছে।গবেষকরা শক্তি রূপান্তর এবং ব্যবস্থাপনায় তাদের ফলাফল প্রকাশ করেছেন।
স্থাপত্য প্রকৌশলের সহযোগী অধ্যাপক জুলিয়ান ওয়াং-এর মতে, কাছাকাছি-ইনফ্রারেড আলো - সূর্যালোকের অংশ যা মানুষ দেখতে পায় না কিন্তু তাপ অনুভব করতে পারে - নির্দিষ্ট ধাতব ন্যানো পার্টিকেলের অনন্য ফটোথার্মাল প্রভাবকে সক্রিয় করতে পারে, ভিতরের দিকে তাপ প্রবাহ বাড়ায়।জানালার মাধ্যমে.
পেনসিলভানিয়া স্কুল অফ আর্ট অ্যান্ড আর্কিটেকচারের ইনস্টিটিউট অফ আর্কিটেকচার অ্যান্ড ম্যাটেরিয়ালসে কাজ করা ওয়াং বলেছেন, "আমরা কীভাবে এই প্রভাবগুলি ভবনগুলির শক্তি দক্ষতা উন্নত করতে পারে তা বুঝতে আগ্রহী, বিশেষত শীতকালে।"
ধাতু ন্যানো পার্টিকেল দিয়ে প্রলিপ্ত জানালার মাধ্যমে সূর্যালোক থেকে কত তাপ প্রতিফলিত, শোষিত বা প্রেরণ করা হবে তা অনুমান করার জন্য দলটি প্রথমে একটি মডেল তৈরি করেছিল।তারা একটি ফটোথার্মাল যৌগ বেছে নিয়েছিল কারণ এর কাছাকাছি-ইনফ্রারেড সূর্যালোক শোষণ করার ক্ষমতা এখনও যথেষ্ট দৃশ্যমান আলো সংক্রমণ প্রদান করে।মডেলটি ভবিষ্যদ্বাণী করে যে আবরণটি ইনফ্রারেড আলো বা তাপের কাছাকাছি কম প্রতিফলিত হয় এবং অন্যান্য ধরণের আবরণের তুলনায় জানালার মধ্য দিয়ে বেশি শোষণ করে।
গবেষকরা একটি ল্যাবে সিমুলেটেড সূর্যালোকের অধীনে ন্যানো পার্টিকেল সহ প্রলিপ্ত একক-পেন কাচের জানালা পরীক্ষা করেছেন, সিমুলেশন ভবিষ্যদ্বাণী নিশ্চিত করে।ন্যানো পার্টিকেল-কোটেড উইন্ডোর একপাশের তাপমাত্রা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে, এটি পরামর্শ দেয় যে আবরণটি একক-পেন উইন্ডোর মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ তাপের ক্ষতির জন্য ক্ষতিপূরণের জন্য ভেতর থেকে সূর্যালোক থেকে তাপ শোষণ করতে পারে।
গবেষকরা তারপর বিভিন্ন জলবায়ু অবস্থার অধীনে বিল্ডিংয়ের শক্তি সঞ্চয় বিশ্লেষণ করতে তাদের ডেটা বড় আকারের সিমুলেশনে খাওয়ান।বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ একক জানালাগুলির কম নির্গমনের আবরণগুলির তুলনায়, ফটোথার্মাল আবরণগুলি কাছাকাছি-ইনফ্রারেড বর্ণালীতে বেশিরভাগ আলো শোষণ করে, যখন ঐতিহ্যগতভাবে প্রলিপ্ত জানালাগুলি এটিকে বাইরের দিকে প্রতিফলিত করে।এই কাছাকাছি-ইনফ্রারেড শোষণের ফলে অন্যান্য আবরণগুলির তুলনায় প্রায় 12 থেকে 20 শতাংশ কম তাপ ক্ষতি হয়, এবং বিল্ডিংয়ের সামগ্রিক শক্তি সঞ্চয় সম্ভাবনা একক-পেন উইন্ডোতে মুক্ত বিল্ডিংয়ের তুলনায় প্রায় 20 শতাংশে পৌঁছে।
যাইহোক, ওয়াং বলেছেন যে ভাল তাপ পরিবাহিতা, শীতকালে একটি সুবিধা, উষ্ণ মৌসুমে একটি অসুবিধা হয়ে দাঁড়ায়।ঋতু পরিবর্তনের জন্য অ্যাকাউন্ট করার জন্য, গবেষকরা তাদের বিল্ডিং মডেলগুলিতে ক্যানোপিগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করেছেন।এই নকশাটি গ্রীষ্মে পরিবেশকে উত্তপ্ত করে এমন আরও সরাসরি সূর্যালোককে ব্লক করে, যা মূলত দুর্বল তাপ স্থানান্তর এবং যে কোনও সম্পর্কিত শীতল খরচ দূর করে।দলটি এখনও অন্যান্য পদ্ধতিতে কাজ করছে, যার মধ্যে রয়েছে মৌসুমী গরম এবং শীতল করার চাহিদা মেটাতে গতিশীল উইন্ডো সিস্টেম।
"যেমন এই গবেষণাটি দেখায়, গবেষণার এই পর্যায়ে, আমরা এখনও শীতকালে ডাবল-গ্লাজড জানালার অনুরূপ একক-গ্লাজড উইন্ডোগুলির সামগ্রিক তাপীয় কার্যকারিতা উন্নত করতে পারি," ওয়াং বলেছিলেন।"এই ফলাফলগুলি শক্তি সঞ্চয়ের জন্য একক-চেম্বার উইন্ডোগুলিকে পুনরুদ্ধার করতে আরও স্তর বা নিরোধক ব্যবহার করার আমাদের ঐতিহ্যগত সমাধানগুলিকে চ্যালেঞ্জ করে।"
"শক্তির পরিকাঠামোর পাশাপাশি পরিবেশের জন্য বিল্ডিং স্টকের বিশাল চাহিদার পরিপ্রেক্ষিতে, শক্তি দক্ষ বিল্ডিং তৈরি করার জন্য আমাদের জ্ঞানকে এগিয়ে নেওয়া অপরিহার্য," সেজ আতামতুর্কতুর রাশার, অধ্যাপক হ্যারি এবং আর্লেন শেল এবং নির্মাণ প্রকৌশল বিভাগের প্রধান বলেছেন৷"ডাঃ.ওয়াং এবং তার দল কার্যকর মৌলিক গবেষণা করছে।
এই কাজের অন্যান্য অবদানকারীদের মধ্যে রয়েছে এনহে ঝাং, আর্কিটেকচারাল ডিজাইনের স্নাতক ছাত্র;কিউহুয়া ডুয়ান, আলাবামা বিশ্ববিদ্যালয়ের সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সহকারী অধ্যাপক, 2021 সালের ডিসেম্বরে পেনসিলভানিয়া স্টেট ইউনিভার্সিটি থেকে আর্কিটেকচারাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে তার পিএইচডি পেয়েছেন;ইউয়ান ঝাও, অ্যাডভান্সড ন্যানোথেরাপিস ইনকর্পোরেটেডের গবেষক, যিনি পেনসিলভানিয়া স্টেট ইউনিভার্সিটির পিএইচডি গবেষক হিসেবে এই কাজে অবদান রেখেছেন, ইয়াংজিয়াও ফেং, আর্কিটেকচারাল ডিজাইনে পিএইচডি ছাত্র।ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন এবং ইউএসডিএ ন্যাচারাল রিসোর্সেস কনজারভেশন সার্ভিস এই কাজটিকে সমর্থন করেছে।
জানালার আবরণ (ক্লোজ-আপ অণু) বাইরের সূর্যালোক (কমলা তীর) থেকে বিল্ডিংয়ের অভ্যন্তরে তাপ স্থানান্তরকে উন্নত করতে দেখানো হয়েছে যখন এখনও যথেষ্ট আলোক সংক্রমণ (হলুদ তীর) প্রদান করে।সূত্র: ছবি জুলিয়ান ওয়াং এর সৌজন্যে।সমস্ত অধিকার সংরক্ষিত.