Klompok peneliti ing Pennsylvania State University nyelidiki efektifitas saka tutup jendhela siji-lapisan sing bisa nambah tabungan energi ing mangsa.Kredit: iStock/@Svetl.Kabeh hak dilindhungi undhang-undhang.
UNIVERSITY PARK, Pennsylvania - Jendela kaca pindho sing dilapisi karo lapisan insulasi udara bisa nyedhiyakake efisiensi energi sing luwih gedhe tinimbang jendhela panel siji, nanging ngganti jendhela kaca siji sing ana bisa larang utawa tantangan teknis.Pilihan sing luwih ekonomis, nanging kurang efektif yaiku kanggo nutupi jendhela kamar siji kanthi film logam tembus, sing nyerep sawetara panas srengenge ing mangsa tanpa kompromi transparansi kaca.Kanggo nambah efisiensi lapisan, peneliti Pennsylvania ngomong nanoteknologi bisa mbantu nggawa kinerja termal kanggo par karo windows pindho gilap ing mangsa.
Tim saka Departemen Teknik Arsitektur Pennsylvania nyelidiki sifat ngirit energi saka lapisan sing ngemot komponen skala nano sing nyuda mundhut panas lan luwih nyerep panas.Dheweke uga ngrampungake analisis lengkap pertama babagan efisiensi energi bahan bangunan.Peneliti nerbitake temuan kasebut ing Konversi lan Manajemen Energi.
Miturut Julian Wang, profesor rekayasa arsitektur, cahya infra merah cedhak - bagéan saka suryo srengenge sing manungsa ora bisa ndeleng nanging bisa ngrasakake panas - bisa ngaktifake efek photothermal unik saka nanopartikel logam tartamtu, nambah aliran panas mlebu.liwat jendhela.
"We are interested in ngerti carane efek iki bisa nambah efficiency energi bangunan, utamané ing mangsa," ngandika Wang, sing uga makarya ing Institut Arsitektur lan Material ing Pennsylvania School of Art lan Arsitektur.
Tim pisanan ngembangake model kanggo ngira-ngira jumlah panas saka sinar matahari sing bakal dibayangke, diserap, utawa ditularake liwat jendhela sing dilapisi nanopartikel logam.Padha milih senyawa photothermal amarga kemampuan kanggo nyerep suryo srengenge cedhak-infrared nalika isih nyediakake transmisi cahya katon cukup.Model kasebut prédhiksi manawa lapisan kasebut nuduhake kurang cahya infra merah utawa panas lan nyerep luwih akeh liwat jendhela tinimbang jinis lapisan liyane.
Para peneliti nguji jendela kaca panel tunggal sing dilapisi nanopartikel ing sinar srengenge simulasi ing laboratorium, ngonfirmasi prediksi simulasi.Suhu ing salah sawijining sisih jendhela sing dilapisi nanopartikel mundhak kanthi signifikan, nuduhake yen lapisan kasebut bisa nyerep panas saka sinar matahari saka njero kanggo ngimbangi mundhut panas internal liwat jendhela panel siji.
Para peneliti banjur menehi data menyang simulasi skala gedhe kanggo nganalisa tabungan energi bangunan ing macem-macem kahanan iklim.Dibandhingake karo lapisan emisivitas sing sithik saka jendela tunggal sing kasedhiya kanthi komersial, lapisan photothermal nyerep akeh cahya ing spektrum inframerah cedhak, dene jendhela sing dilapisi tradisional nggambarake metu.Penyerapan inframerah cedhak iki nyebabake kurang panas 12 nganti 20 persen tinimbang lapisan liyane, lan potensial ngirit energi sakabèhé bangunan kasebut tekan udakara 20 persen dibandhingake karo bangunan sing ora ditutupi ing jendhela panel siji.
Nanging, Wang ujar manawa konduktivitas termal sing luwih apik, kauntungan ing musim dingin, dadi kerugian ing musim panas.Kanggo nyathet owah-owahan musiman, para peneliti uga nggabungake kanopi menyang model bangunan.Desain iki ngalangi sinar srengenge sing luwih langsung sing ndadekake lingkungan dadi panas ing mangsa panas, umume ngilangi transfer panas sing kurang apik lan biaya pendinginan sing gegandhengan.Tim kasebut isih nggarap cara liyane, kalebu sistem jendela dinamis kanggo nyukupi kabutuhan pemanasan lan pendinginan musiman.
"Minangka panaliten iki nuduhake, ing tataran iki sinau, kita isih bisa nambah kinerja termal sakabèhé saka jendhela kaca siji-glazed kanggo padha karo windows pindho gilap ing mangsa," Wang ngandika."Asil iki nantang solusi tradisional kanggo nggunakake luwih akeh lapisan utawa insulasi kanggo ngganti jendhela kamar siji kanggo ngirit energi."
"Amarga dikarepake ageng ing Simpenan bangunan kanggo infrastruktur energi uga lingkungan, iku prelu kita advance kawruh kita kanggo nggawe bangunan efisien energi," ngandika Sez Atamtürktur Russcher, Profesor Harry lan Arlene Schell lan Kepala Teknik Konstruksi."Dr.Wang lan timnya nindakake riset dhasar sing bisa ditindakake.
Kontributor liyane kanggo karya iki kalebu Enhe Zhang, mahasiswa pascasarjana ing desain arsitektur;Qiuhua Duan, Asisten Profesor Teknik Sipil ing Universitas Alabama, nampa gelar PhD ing Teknik Arsitektur saka Pennsylvania State University ing Desember 2021;Yuan Zhao, peneliti ing Advanced NanoTherapies Inc., sing nyumbang kanggo karya iki minangka peneliti PhD ing Pennsylvania State University, Yangxiao Feng, mahasiswa PhD ing desain arsitektur.Yayasan Ilmu Nasional lan Layanan Konservasi Sumber Daya Alam USDA ndhukung karya iki.
Panutup jendhela (molekul close-up) wis ditampilake kanggo nambah transfer panas saka suryo srengenge ruangan (panah oranye) menyang interior bangunan nalika isih nyedhiyani transmisi cahya cukup (panah kuning).Sumber: Gambar duweni Julian Wang.Kabeh hak dilindhungi undhang-undhang.