Sakelompok peneliti di Pennsylvania State University nalungtik efektivitas panutup jandela single-layer anu tiasa ningkatkeun tabungan énergi dina usum tiis.Kiridit: iStock/@Svetl.Sadaya hak disimpen.
UNIVERSITY PARK, Pennsylvania - Jandéla ganda-glazed diapit ku lapisan hawa insulasi bisa nyadiakeun efisiensi énergi leuwih gede ti jandéla single-pane, tapi ngaganti jandéla single-pane aya tiasa ongkosna mahal atawa teknis nangtang.Pilihan anu langkung ekonomis, tapi kirang efektif nyaéta nutupan jandéla kamar tunggal kalayan pilem logam tembus, anu nyerep sababaraha panas panonpoé dina usum tiis tanpa ngaganggu transparansi kaca.Pikeun ngaronjatkeun efisiensi palapis, peneliti Pennsylvania nyebutkeun nanotéhnologi bisa mantuan mawa kinerja termal nepi ka tara kalawan jandéla ganda-glazed dina usum tiis.
Hiji tim ti Pennsylvania Departemen Téknik Arsitéktur nalungtik sipat nyimpen-énergi tina coatings ngandung komponén nanoscale nu ngurangan leungitna panas tur hadé nyerep panas.Éta ogé réngsé analisis komprehensif munggaran ngeunaan efisiensi énergi bahan wangunan.Para panalungtik diterbitkeun papanggihan maranéhanana dina Konversi Énergi sarta Manajemén.
Numutkeun Julian Wang, profesor gaul tina rékayasa arsitéktur, lampu deukeut-infra red - bagian cahya panonpoé nu manusa teu bisa ningali tapi bisa ngarasakeun panas - bisa ngaktipkeun efek photothermal unik tina nanopartikel logam tangtu, ngaronjatkeun aliran panas ka jero.ngaliwatan jandela.
"Kami resep ngartos kumaha épék ieu tiasa ningkatkeun efisiensi énergi gedong, khususna dina usum tiis," saur Wang, anu ogé damel di Institut Arsitéktur sareng Bahan di Pennsylvania School of Art and Architecture.
Tim mimiti ngembangkeun model keur estimasi sabaraha panas tina cahya panonpoé bakal reflected, diserep, atawa dikirimkeun ngaliwatan jandéla coated kalawan nanopartikel logam.Aranjeunna milih sanyawa photothermal kusabab kamampuhna pikeun nyerep cahya panonpoé deukeut-infra red bari masih nyadiakeun transmisi cahaya katempo cukup.Model ngaramalkeun yén palapis nu ngagambarkeun kirang deukeut lampu infra red atawa panas sarta absorbs leuwih ngaliwatan jandela ti paling tipe séjén coatings.
Para panalungtik nguji jandéla kaca single-pane coated kalawan nanopartikel handapeun cahya panonpoé simulated di lab, confirming prediksi simulasi.Suhu dina hiji sisi tina jandela nanopartikel-coated ngaronjat sacara signifikan, suggesting yén palapis nu bisa nyerep panas tina cahya panonpoé ti jero pikeun ngimbangan leungitna panas internal ngaliwatan jandela single-panel.
Panaliti teras nyayogikeun datana kana simulasi skala ageung pikeun nganalisis tabungan énergi wangunan dina sababaraha kaayaan iklim.Dibandingkeun sareng palapis émisivitas rendah tina jandéla tunggal anu sayogi sacara komersil, palapis photothermal nyerep sabagéan ageung cahaya dina spéktrum infra-beureum deukeut-deukeut, sedengkeun jandéla anu dilapis sacara tradisional ngagambarkeun ka luar.Nyerep infra-beureum deukeut-deukeut ieu nyababkeun leungitna panas kira-kira 12 nepi ka 20 persén leuwih saeutik batan palapis séjén, sarta poténsi ngahemat énergi sakabéh wangunan ngahontal kira-kira 20 persén dibandingkeun wangunan anu teu dilapis dina jandéla kaca tunggal.
Nanging, Wang nyarios yén konduktivitas termal anu langkung saé, kauntungan dina usum tiis, janten kakurangan dina usum haneut.Pikeun ngitung parobahan musiman, panalungtik ogé ngalebetkeun kanopi kana modél wangunanna.Desain ieu ngahalangan sinar panonpoé anu langkung langsung anu memanaskeun lingkungan dina usum panas, sabagéan ageung ngaleungitkeun transfer panas anu goréng sareng biaya pendinginan anu aya hubunganana.Tim ieu masih ngerjakeun metodeu sanés, kalebet sistem jandela dinamis pikeun nyumponan kabutuhan pemanasan sareng penyejukan musiman.
"Salaku ulikan ieu nembongkeun, dina tahap ieu ulikan, urang masih bisa ningkatkeun kinerja termal sakabéh jandéla single-glazed janten sarupa jandéla ganda-glazed dina usum tiis," ceuk Wang."Hasil ieu tangtangan solusi tradisional urang ngagunakeun leuwih lapisan atawa insulasi pikeun retrofit jandéla single-chamber pikeun ngahemat énergi."
"Dibikeun paménta badag dina stock wangunan pikeun infrastruktur énergi ogé lingkungan, éta imperatif yén urang maju pangaweruh urang pikeun nyieun gedong efisien énergi," ceuk Sez Atamtürktur Russcher, Professor Harry na Arlene Schell sarta Kepala Téknik Konstruksi.“Dr.Wang sareng timnya nuju ngalaksanakeun panalungtikan dasar anu tiasa dilaksanakeun.
Kontributor séjén pikeun karya ieu kaasup Enhe Zhang, murid lulusan dina desain arsitéktur;Qiuhua Duan, Asisten Profesor Téknik Sipil di Universitas Alabama, nampi gelar PhD dina Téknik Arsitéktur ti Pennsylvania State University dina bulan Désémber 2021;Yuan Zhao, panalungtik di Advanced NanoTherapies Inc., anu nyumbang kana karya ieu salaku panalungtik PhD di Pennsylvania State University, Yangxiao Feng, mahasiswa PhD dina desain arsitéktur.Yayasan Élmu Nasional sareng Layanan Konservasi Sumber Daya Alam USDA ngadukung padamelan ieu.
Panutup jandela (molekul deukeut-deukeut) geus ditémbongkeun ngaronjatkeun mindahkeun panas tina cahya panonpoé luar (panah oranyeu) ka interior wangunan bari tetep nyadiakeun transmisi cahaya cukup (panah konéng).Sumber: Gambar kahadean Julian Wang.Sadaya hak disimpen.