ಪೆನ್ಸಿಲ್ವೇನಿಯಾ ಸ್ಟೇಟ್ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿಯ ಸಂಶೋಧಕರ ಗುಂಪು ಚಳಿಗಾಲದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ಉಳಿತಾಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಏಕ-ಪದರದ ವಿಂಡೋ ಹೊದಿಕೆಯ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಿದೆ.ಕ್ರೆಡಿಟ್: iStock/@Svetl.ಎಲ್ಲ ಹಕ್ಕುಗಳನ್ನು ಕಾಯ್ದಿರಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿ ಪಾರ್ಕ್, ಪೆನ್ಸಿಲ್ವೇನಿಯಾ - ನಿರೋಧಕ ಗಾಳಿಯ ಪದರದೊಂದಿಗೆ ಸ್ಯಾಂಡ್ವಿಚ್ ಮಾಡಲಾದ ಡಬಲ್-ಮೆರುಗುಗೊಳಿಸಲಾದ ಕಿಟಕಿಗಳು ಸಿಂಗಲ್-ಪೇನ್ ಕಿಟಕಿಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಸಿಂಗಲ್-ಪೇನ್ ಕಿಟಕಿಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸುವುದು ದುಬಾರಿ ಅಥವಾ ತಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಸವಾಲಾಗಿದೆ.ಹೆಚ್ಚು ಆರ್ಥಿಕ, ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಆಯ್ಕೆಯೆಂದರೆ ಸಿಂಗಲ್-ಚೇಂಬರ್ ಕಿಟಕಿಗಳನ್ನು ಅರೆಪಾರದರ್ಶಕ ಲೋಹದ ಫಿಲ್ಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಮುಚ್ಚುವುದು, ಇದು ಗಾಜಿನ ಪಾರದರ್ಶಕತೆಗೆ ಧಕ್ಕೆಯಾಗದಂತೆ ಚಳಿಗಾಲದಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಸೂರ್ಯನ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.ಲೇಪನದ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಪೆನ್ಸಿಲ್ವೇನಿಯಾ ಸಂಶೋಧಕರು ನ್ಯಾನೊತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಚಳಿಗಾಲದಲ್ಲಿ ಡಬಲ್-ಮೆರುಗುಗೊಳಿಸಲಾದ ಕಿಟಕಿಗಳಿಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿ ಉಷ್ಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ತರಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.
ಪೆನ್ಸಿಲ್ವೇನಿಯಾ ಡಿಪಾರ್ಟ್‌ಮೆಂಟ್ ಆಫ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರಲ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನ ತಂಡವು ಶಾಖದ ನಷ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮತ್ತು ಶಾಖವನ್ನು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಲೇಪನಗಳ ಶಕ್ತಿ-ಉಳಿತಾಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಿದೆ.ಕಟ್ಟಡ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯ ಮೊದಲ ಸಮಗ್ರ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಅವರು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಿದರು.ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನೆಗಳನ್ನು ಎನರ್ಜಿ ಕನ್ವರ್ಶನ್ ಅಂಡ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿದ್ದಾರೆ.
ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರಲ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನ ಸಹ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಜೂಲಿಯನ್ ವಾಂಗ್ ಪ್ರಕಾರ, ಅತಿಗೆಂಪು ಬೆಳಕು - ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ಭಾಗವು ಮಾನವರು ನೋಡುವುದಿಲ್ಲ ಆದರೆ ಶಾಖವನ್ನು ಅನುಭವಿಸಬಹುದು - ಕೆಲವು ಲೋಹದ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಶಾಖದ ಹರಿವನ್ನು ಒಳಮುಖವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.ಕಿಟಕಿಯ ಮುಖಾಂತರ.
"ಈ ಪರಿಣಾಮಗಳು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಚಳಿಗಾಲದಲ್ಲಿ ಕಟ್ಟಡಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ನಾವು ಆಸಕ್ತಿ ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ" ಎಂದು ಪೆನ್ಸಿಲ್ವೇನಿಯಾ ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ಆರ್ಟ್ ಅಂಡ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ಮತ್ತು ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಹ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ವಾಂಗ್ ಹೇಳಿದರು.
ಲೋಹದ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳಿಂದ ಲೇಪಿತವಾದ ಕಿಟಕಿಗಳ ಮೂಲಕ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಎಷ್ಟು ಶಾಖವು ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ, ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಹರಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ತಂಡವು ಮೊದಲು ಒಂದು ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿತು.ಸಾಕಷ್ಟು ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಒದಗಿಸುವಾಗ ಅತಿಗೆಂಪು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಿಂದಾಗಿ ಅವರು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಸಂಯುಕ್ತವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿದರು.ಲೇಪನವು ಅತಿಗೆಂಪು ಬೆಳಕು ಅಥವಾ ಶಾಖದ ಬಳಿ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇತರ ರೀತಿಯ ಲೇಪನಗಳಿಗಿಂತ ಕಿಟಕಿಯ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಮಾದರಿಯು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ.
ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಸಿಮ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ನೊಂದಿಗೆ ಲೇಪಿತ ಸಿಂಗಲ್-ಪೇನ್ ಗಾಜಿನ ಕಿಟಕಿಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದರು, ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಮುನ್ಸೂಚನೆಗಳನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸಿದರು.ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್-ಲೇಪಿತ ಕಿಟಕಿಯ ಒಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನವು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು, ಏಕ ಫಲಕದ ಕಿಟಕಿಗಳ ಮೂಲಕ ಆಂತರಿಕ ಶಾಖದ ನಷ್ಟವನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಲು ಲೇಪನವು ಒಳಗಿನಿಂದ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
ವಿವಿಧ ಹವಾಮಾನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಟ್ಟಡದ ಶಕ್ತಿಯ ಉಳಿತಾಯವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ನಂತರ ತಮ್ಮ ಡೇಟಾವನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ನೀಡಿದರು.ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಏಕ ಕಿಟಕಿಗಳ ಕಡಿಮೆ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಲೇಪನಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಲೇಪನಗಳು ಅತಿಗೆಂಪು ವರ್ಣಪಟಲದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ ಲೇಪಿತ ಕಿಟಕಿಗಳು ಅದನ್ನು ಹೊರಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ.ಈ ಸಮೀಪದ ಅತಿಗೆಂಪು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯು ಇತರ ಲೇಪನಗಳಿಗಿಂತ ಸುಮಾರು 12 ರಿಂದ 20 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಶಾಖದ ನಷ್ಟವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಕಟ್ಟಡದ ಒಟ್ಟಾರೆ ಶಕ್ತಿಯ ಉಳಿತಾಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಸಿಂಗಲ್ ಪೇನ್ ಕಿಟಕಿಗಳ ಮೇಲೆ ಲೇಪಿತ ಕಟ್ಟಡಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸುಮಾರು 20 ಪ್ರತಿಶತವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ.
ಹೇಗಾದರೂ, ವಾಂಗ್ ಉತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, ಚಳಿಗಾಲದಲ್ಲಿ ಅನುಕೂಲ, ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಋತುವಿನಲ್ಲಿ ಅನನುಕೂಲತೆ ಆಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳಿದರು.ಕಾಲೋಚಿತ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ ಕಟ್ಟಡದ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಮೇಲಾವರಣಗಳನ್ನು ಸಹ ಸಂಯೋಜಿಸಿದ್ದಾರೆ.ಈ ವಿನ್ಯಾಸವು ಬೇಸಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಪರಿಸರವನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡುವ ಹೆಚ್ಚು ನೇರವಾದ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ, ಕಳಪೆ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮತ್ತು ಯಾವುದೇ ಸಂಬಂಧಿತ ಕೂಲಿಂಗ್ ವೆಚ್ಚಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ.ಕಾಲೋಚಿತ ತಾಪನ ಮತ್ತು ಕೂಲಿಂಗ್ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಂಡೋ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಇತರ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ತಂಡವು ಇನ್ನೂ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿದೆ.
"ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ತೋರಿಸಿದಂತೆ, ಅಧ್ಯಯನದ ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಚಳಿಗಾಲದಲ್ಲಿ ಡಬಲ್-ಮೆರುಗುಗೊಳಿಸಲಾದ ಕಿಟಕಿಗಳಂತೆಯೇ ಸಿಂಗಲ್-ಮೆರುಗುಗೊಳಿಸಲಾದ ಕಿಟಕಿಗಳ ಒಟ್ಟಾರೆ ಉಷ್ಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನಾವು ಇನ್ನೂ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು" ಎಂದು ವಾಂಗ್ ಹೇಳಿದರು."ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉಳಿಸಲು ಸಿಂಗಲ್-ಚೇಂಬರ್ ಕಿಟಕಿಗಳನ್ನು ಮರುಹೊಂದಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪದರಗಳು ಅಥವಾ ನಿರೋಧನವನ್ನು ಬಳಸುವ ನಮ್ಮ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಸವಾಲು ಮಾಡುತ್ತವೆ."
"ಇಂಧನ ಮೂಲಸೌಕರ್ಯ ಮತ್ತು ಪರಿಸರಕ್ಕಾಗಿ ಕಟ್ಟಡದ ಸ್ಟಾಕ್‌ನಲ್ಲಿ ಭಾರಿ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ನೀಡಲಾಗಿದೆ, ಇಂಧನ ಸಮರ್ಥ ಕಟ್ಟಡಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ನಾವು ನಮ್ಮ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಕಡ್ಡಾಯವಾಗಿದೆ" ಎಂದು ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಹ್ಯಾರಿ ಮತ್ತು ಅರ್ಲೀನ್ ಶೆಲ್ ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಾಣ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮುಖ್ಯಸ್ಥ ಸೆಜ್ ಅಟಮ್‌ಟುರ್ಕ್ತುರ್ ರಸ್ಚರ್ ಹೇಳಿದರು.“ಡಾ.ವಾಂಗ್ ಮತ್ತು ಅವರ ತಂಡವು ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾದ ಮೂಲಭೂತ ಸಂಶೋಧನೆಗಳನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತಿದೆ.
ಈ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಇತರ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಿದವರು ಎನ್ಹೆ ಜಾಂಗ್, ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಪದವಿ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ;ಅಲಬಾಮಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದಲ್ಲಿ ಸಿವಿಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾದ ಕ್ಯುಹುವಾ ಡುವಾನ್ ಅವರು ಡಿಸೆಂಬರ್ 2021 ರಲ್ಲಿ ಪೆನ್ಸಿಲ್ವೇನಿಯಾ ಸ್ಟೇಟ್ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿಯಿಂದ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಪಿಎಚ್‌ಡಿ ಪಡೆದರು;ಯುವಾನ್ ಝಾವೋ, ಅಡ್ವಾನ್ಸ್ಡ್ ನ್ಯಾನೊಥೆರಪೀಸ್ ಇಂಕ್.ನಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧಕರು, ಅವರು ಪೆನ್ಸಿಲ್ವೇನಿಯಾ ಸ್ಟೇಟ್ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿಯಲ್ಲಿ ಪಿಎಚ್‌ಡಿ ಸಂಶೋಧಕರಾಗಿ ಈ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಿದ್ದಾರೆ, ಯಾಂಗ್ಕ್ಸಿಯಾವೊ ಫೆಂಗ್, ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಪಿಎಚ್‌ಡಿ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ.ನ್ಯಾಷನಲ್ ಸೈನ್ಸ್ ಫೌಂಡೇಶನ್ ಮತ್ತು USDA ನ್ಯಾಚುರಲ್ ರಿಸೋರ್ಸಸ್ ಕನ್ಸರ್ವೇಶನ್ ಸರ್ವಿಸ್ ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಿದವು.
ಕಿಟಕಿಯ ಹೊದಿಕೆಗಳು (ಕ್ಲೋಸ್-ಅಪ್ ಅಣುಗಳು) ಸಾಕಷ್ಟು ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು (ಹಳದಿ ಬಾಣಗಳು) ಒದಗಿಸುವಾಗ ಹೊರಾಂಗಣ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನಿಂದ (ಕಿತ್ತಳೆ ಬಾಣಗಳು) ಕಟ್ಟಡದ ಒಳಭಾಗಕ್ಕೆ ಶಾಖದ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.ಮೂಲ: ಜೂಲಿಯನ್ ವಾಂಗ್ ಚಿತ್ರ ಕೃಪೆ.ಎಲ್ಲ ಹಕ್ಕುಗಳನ್ನು ಕಾಯ್ದಿರಿಸಲಾಗಿದೆ.