پنسلوانیا اسٹیٹ یونیورسٹی کے محققین کے ایک گروپ نے سنگل لیئر ونڈو کو ڈھانپنے کی تاثیر کی تحقیقات کی جو سردیوں میں توانائی کی بچت کو بہتر بنا سکتی ہے۔کریڈٹ: iStock/@Svetl.جملہ حقوق محفوظ ہیں.
یونیورسٹی پارک، پنسلوانیا - ہوا کی موصلیت کے ساتھ سینڈویچ والی ڈبل گلیزڈ کھڑکیاں سنگل پین کی کھڑکیوں سے زیادہ توانائی کی کارکردگی فراہم کر سکتی ہیں، لیکن موجودہ سنگل پین ونڈوز کو تبدیل کرنا مہنگا یا تکنیکی طور پر مشکل ہو سکتا ہے۔ایک زیادہ اقتصادی، لیکن کم موثر آپشن یہ ہے کہ سنگل چیمبر کی کھڑکیوں کو ایک پارباسی دھاتی فلم سے ڈھانپ لیا جائے، جو شیشے کی شفافیت پر سمجھوتہ کیے بغیر سردیوں میں سورج کی کچھ حرارت جذب کرتی ہے۔کوٹنگ کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، پنسلوانیا کے محققین کا کہنا ہے کہ نینو ٹیکنالوجی موسم سرما میں ڈبل گلیزڈ کھڑکیوں کے برابر تھرمل کارکردگی کو لانے میں مدد کر سکتی ہے۔
پنسلوانیا ڈیپارٹمنٹ آف آرکیٹیکچرل انجینئرنگ کی ایک ٹیم نے نانوسکل اجزاء پر مشتمل کوٹنگز کی توانائی کی بچت کی خصوصیات کی تحقیقات کی جو گرمی کے نقصان کو کم کرتی ہیں اور گرمی کو بہتر طور پر جذب کرتی ہیں۔انہوں نے تعمیراتی مواد کی توانائی کی کارکردگی کا پہلا جامع تجزیہ بھی مکمل کیا۔محققین نے اپنے نتائج کو انرجی کنورژن اینڈ مینجمنٹ میں شائع کیا۔
آرکیٹیکچرل انجینئرنگ کے ایک ایسوسی ایٹ پروفیسر جولین وانگ کے مطابق، قریب اورکت روشنی - سورج کی روشنی کا وہ حصہ جسے انسان دیکھ نہیں سکتے لیکن گرمی محسوس کر سکتے ہیں - بعض دھاتی نینو پارٹیکلز کے منفرد فوٹو تھرمل اثر کو چالو کر سکتے ہیں، جس سے اندر کی طرف گرمی کا بہاؤ بڑھتا ہے۔کھڑکی کے ذریعے.
"ہم یہ سمجھنے میں دلچسپی رکھتے ہیں کہ یہ اثرات کس طرح عمارتوں کی توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتے ہیں، خاص طور پر موسم سرما میں،" وانگ نے کہا، جو پنسلوانیا سکول آف آرٹ اینڈ آرکیٹیکچر کے انسٹی ٹیوٹ آف آرکیٹیکچر اینڈ میٹریلز میں بھی کام کرتے ہیں۔
ٹیم نے سب سے پہلے ایک ماڈل تیار کیا جس کا اندازہ لگایا جائے کہ سورج کی روشنی سے کتنی گرمی دھاتی نینو پارٹیکلز کے ساتھ لیپت کھڑکیوں کے ذریعے منعکس، جذب، یا منتقل ہوگی۔انہوں نے ایک فوٹو تھرمل کمپاؤنڈ کا انتخاب کیا کیونکہ اس کے قریب اورکت سورج کی روشنی کو جذب کرنے کی صلاحیت ہے جبکہ ابھی بھی کافی دکھائی دینے والی روشنی کی ترسیل فراہم کرتی ہے۔ماڈل نے پیش گوئی کی ہے کہ کوٹنگ انفراریڈ روشنی یا حرارت کے قریب کم منعکس کرتی ہے اور دیگر اقسام کی کوٹنگز کے مقابلے کھڑکی کے ذریعے زیادہ جذب کرتی ہے۔
محققین نے لیب میں مصنوعی سورج کی روشنی کے تحت نینو پارٹیکلز کے ساتھ لیپت سنگل پین شیشے کی کھڑکیوں کا تجربہ کیا، جس سے نقلی پیشین گوئیوں کی تصدیق ہوتی ہے۔نینو پارٹیکل لیپت ونڈو کے ایک طرف کا درجہ حرارت نمایاں طور پر بڑھ گیا، جس سے پتہ چلتا ہے کہ کوٹنگ سورج کی روشنی سے گرمی کو اندر سے جذب کر سکتی ہے تاکہ سنگل پین کھڑکیوں کے ذریعے اندرونی گرمی کے نقصان کی تلافی کی جا سکے۔
اس کے بعد محققین نے اپنے اعداد و شمار کو مختلف آب و ہوا کے حالات میں عمارت کی توانائی کی بچت کا تجزیہ کرنے کے لیے بڑے پیمانے پر نقلی شکلوں میں کھلایا۔تجارتی طور پر دستیاب سنگل کھڑکیوں کی کم اخراج کوٹنگز کے مقابلے میں، فوٹو تھرمل ملعمع کاری زیادہ تر روشنی کو قریب کے انفراریڈ سپیکٹرم میں جذب کرتی ہے، جبکہ روایتی طور پر لیپت والی کھڑکیاں اسے باہر کی طرف منعکس کرتی ہیں۔اس کے قریب اورکت جذب کے نتیجے میں دیگر ملمعوں کے مقابلے میں تقریباً 12 سے 20 فیصد کم گرمی کا نقصان ہوتا ہے، اور عمارت کی مجموعی توانائی کی بچت کی صلاحیت سنگل پین کی کھڑکیوں پر بغیر کوٹڈ عمارتوں کے مقابلے میں تقریباً 20 فیصد تک پہنچ جاتی ہے۔
تاہم، وانگ نے کہا کہ بہتر تھرمل چالکتا، سردیوں میں ایک فائدہ، گرم موسم میں ایک نقصان بن جاتا ہے۔موسمی تبدیلیوں کا محاسبہ کرنے کے لیے، محققین نے اپنی عمارت کے ماڈلز میں چھتریوں کو بھی شامل کیا۔یہ ڈیزائن زیادہ براہ راست سورج کی روشنی کو روکتا ہے جو موسم گرما میں ماحول کو گرم کرتا ہے، بڑی حد تک خراب گرمی کی منتقلی اور کسی بھی متعلقہ ٹھنڈک کے اخراجات کو ختم کرتا ہے۔ٹیم اب بھی دوسرے طریقوں پر کام کر رہی ہے، بشمول موسمی حرارتی اور ٹھنڈک کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے متحرک ونڈو سسٹم۔
"جیسا کہ یہ مطالعہ ظاہر کرتا ہے، مطالعہ کے اس مرحلے پر، ہم اب بھی سنگل گلیزڈ کھڑکیوں کی مجموعی تھرمل کارکردگی کو سردیوں میں ڈبل گلیزڈ کھڑکیوں کی طرح بہتر بنا سکتے ہیں،" وانگ نے کہا۔"یہ نتائج توانائی کی بچت کے لیے سنگل چیمبر کی کھڑکیوں کو دوبارہ تیار کرنے کے لیے مزید تہوں یا موصلیت کا استعمال کرنے کے ہمارے روایتی حل کو چیلنج کرتے ہیں۔"
پروفیسر ہیری اور آرلین شیل اور کنسٹرکشن انجینئرنگ کے سربراہ سیز اتامترکٹر روسچر نے کہا، "توانائی کے بنیادی ڈھانچے کے ساتھ ساتھ ماحولیات کے لیے عمارتوں کے ذخیرے میں بہت زیادہ مانگ کو دیکھتے ہوئے، یہ ضروری ہے کہ ہم توانائی کی بچت والی عمارتیں بنانے کے لیے اپنے علم کو آگے بڑھائیں۔""ڈاکٹروانگ اور ان کی ٹیم قابل عمل بنیادی تحقیق کر رہی ہے۔
اس کام میں تعاون کرنے والوں میں اینہ ژانگ شامل ہیں، آرکیٹیکچرل ڈیزائن میں گریجویٹ طالب علم؛الاباما یونیورسٹی میں سول انجینئرنگ کے اسسٹنٹ پروفیسر Qiuhua Duan نے دسمبر 2021 میں پنسلوانیا اسٹیٹ یونیورسٹی سے آرکیٹیکچرل انجینئرنگ میں پی ایچ ڈی کی ڈگری حاصل کی۔یوآن ژاؤ، ایڈوانسڈ نینو تھراپیز انکارپوریشن کے محقق، جنہوں نے پنسلوانیا اسٹیٹ یونیورسٹی میں پی ایچ ڈی محقق کے طور پر اس کام میں تعاون کیا، یانگشیاؤ فینگ، آرکیٹیکچرل ڈیزائن میں پی ایچ ڈی کے طالب علم۔نیشنل سائنس فاؤنڈیشن اور USDA نیچرل ریسورسز کنزرویشن سروس نے اس کام کی حمایت کی۔
کھڑکیوں کے احاطہ (کلز اپ مالیکیولز) کو بیرونی سورج کی روشنی (نارنجی تیر) سے عمارت کے اندرونی حصے میں حرارت کی منتقلی کو بڑھاتے ہوئے دکھایا گیا ہے جبکہ ابھی بھی کافی روشنی کی ترسیل (پیلا تیر) فراہم کرتے ہیں۔ماخذ: تصویر بشکریہ جولین وانگ۔جملہ حقوق محفوظ ہیں.