In groep ûndersikers oan de Pennsylvania State University ûndersocht de effektiviteit fan in single-layer finsterbedekking dy't enerzjybesparring yn 'e winter ferbetterje kin.Kredyt: iStock/@Svetl.Alle rjochten foarbehâlden.
UNIVERSITY PARK, Pennsylvania - Dûbele glêzen finsters sandwiched yn mei in laach fan isolearjende lucht kin soargje foar grutter enerzjy effisjinsje dan single-pane finsters, mar ferfangen besteande single-pane finsters kin wêze kostber of technysk útdaagjend.In mear ekonomyske, mar minder effektive opsje is it dekken fan finsters mei ien keamer mei in trochsichtich metalen film, dy't yn 'e winter wat fan' e sinne waarmte absorbearret sûnder de transparânsje fan it glês te kompromittearjen.Om de effisjinsje fan coating te ferbetterjen, sizze ûndersikers fan Pennsylvania dat nanotechnology kin helpe om thermyske prestaasjes oant par te bringen mei finsters mei dûbeld glês yn 'e winter.
In team fan 'e Pennsylvania Department of Architectural Engineering ûndersocht de enerzjybesparjende eigenskippen fan coatings dy't nanoskaal komponinten befetsje dy't waarmteferlies ferminderje en waarmte better absorbearje.Se foltôge ek de earste wiidweidige analyze fan 'e enerzjy-effisjinsje fan boumaterialen.De ûndersikers publisearren har befinings yn Energy Conversion and Management.
Neffens Julian Wang, in associate professor yn arsjitektuertechnyk, kin near-ynfraread ljocht - it diel fan sinneljocht dat minsken net kinne sjen, mar waarmte fiele kinne - it unike fototermyske effekt fan bepaalde metalen nanopartikels aktivearje, wêrtroch waarmtestream nei binnen ta kin.troch it raam.
"Wy binne ynteressearre yn te begripen hoe't dizze effekten de enerzjy-effisjinsje fan gebouwen kinne ferbetterje, benammen yn 'e winter," sei Wang, dy't ek wurket by it Institute of Architecture and Materials oan 'e Pennsylvania School of Art and Architecture.
It team ûntwikkele earst in model om te skatten hoefolle waarmte fan sinneljocht soe wurde wjerspegele, opnomd of trochjûn troch finsters bedekt mei metalen nanopartikels.Se keas in fototermyske ferbining fanwegen syn fermogen om near-ynfraread sinneljocht op te nimmen, wylst se noch genôch sichtber ljocht trochjaan.It model foarseit dat de coating minder tichtby ynfraread ljocht of waarmte reflektearret en absorbearret mear troch it finster as de measte oare soarten coating.
De ûndersikers testten single-pane glêzen finsters bedekt mei nanopartikels ûnder simulearre sinneljocht yn in laboratoarium, befêstigje simulaasjefoarsizzingen.De temperatuer oan 'e iene kant fan it nanopartikel-coated finster tanommen signifikant, wat suggerearret dat de coating waarmte kin absorbearje fan sinneljocht fan binnen om te kompensearjen foar ynterne waarmteferlies troch single-pane finsters.
De ûndersikers fierden har gegevens doe yn grutskalige simulaasjes om de enerzjybesparring fan it gebou ûnder ferskate klimaatomstannichheden te analysearjen.Yn ferliking mei de lege emissivity coatings fan kommersjeel beskikber inkele finsters, photothermal coating absorbearje it grutste part fan it ljocht yn it near-ynfraread spektrum, wylst tradisjoneel coated finsters wjerspegelje it nei bûten.Dizze near-infraread absorption resultearret yn sa'n 12 oant 20 prosint minder waarmteferlies as oare coatings, en it totale enerzjybesparringpotinsjeel fan it gebou berikt sawat 20 prosint yn ferliking mei uncoated gebouwen op single-pane finsters.
Wang sei lykwols dat bettere termyske konduktiviteit, in foardiel yn 'e winter, in neidiel wurdt yn it waarme seizoen.Om rekken te hâlden mei seizoensferoaringen, hawwe de ûndersikers ek luifels yn har boumodellen opnommen.Dit ûntwerp blokkearret it mear direkte sinneljocht dat it miljeu yn 'e simmer ferwaarmt, en elimineert foar in grut part minne waarmteferfier en alle byhearrende koelingskosten.It team wurket noch oan oare metoaden, ynklusyf dynamyske finstersystemen om te foldwaan oan seizoensferwaarming- en koelbehoeften.
"As dizze stúdzje toant, kinne wy ​​​​op dit stadium fan 'e stúdzje noch de algemiene thermyske prestaasjes fan single-glêzen finsters ferbetterje om te fergelykjen mei dûbele glêzen finsters yn' e winter," sei Wang."Dizze resultaten daagje ús tradisjonele oplossingen út om mear lagen of isolaasje te brûken om finsters mei ien keamer werom te passen om enerzjy te besparjen."
"Sjoen de enoarme fraach yn it gebou foarried foar enerzjy ynfrastruktuer likegoed as it miljeu, is it ymperatyf dat wy foarútgean ús kennis te meitsjen enerzjy effisjinte gebouwen," sei Sez Atamtürktur Russcher, Professor Harry en Arlene Schell en Head of Construction Engineering."Dr.Wang en syn team dogge aksjeber basisûndersyk. ”
Oare bydragen oan dit wurk omfetsje Enhe Zhang, in ôfstudearre studint yn arsjitektoanysk ûntwerp;Qiuhua Duan, Assistant Professor of Civil Engineering oan 'e Universiteit fan Alabama, krige har PhD yn Architectural Engineering fan Pennsylvania State University yn desimber 2021;Yuan Zhao, ûndersiker by Advanced NanoTherapies Inc., dy't bydroegen oan dit wurk as PhD ûndersiker oan Pennsylvania State University, Yangxiao Feng, PhD studint yn arsjitektoanysk ûntwerp.De National Science Foundation en de USDA Natural Resources Conservation Service stipe dit wurk.
Der is oantoand dat finsterbedekkingen (molekulen fan tichtby) de oerdracht fan waarmte fan sinneljocht bûten (oranje pylken) nei it ynterieur fan in gebou ferbetterje, wylst se noch genôch ljochttransmission leverje (giele pylken).Boarne: Ofbylding mei hoflikens fan Julian Wang.Alle rjochten foarbehâlden.