Pensilvaniya shtat universitetining bir guruh tadqiqotchilari qishda energiya tejashni yaxshilashi mumkin bo'lgan bir qavatli deraza qoplamasining samaradorligini o'rganishdi.Kredit: iStock/@Svetl.Barcha huquqlar himoyalangan.
UNIVERSITY PARK, Pensilvaniya - Izolyatsiya qiluvchi havo qatlami bilan biriktirilgan ikki oynali oynalar bir oynali derazalarga qaraganda ko'proq energiya samaradorligini ta'minlaydi, ammo mavjud bir oynali derazalarni almashtirish qimmat yoki texnik jihatdan qiyin bo'lishi mumkin.Bir kamerali derazalarni shaffof metall plyonka bilan qoplash yanada tejamkor, ammo kamroq samarali variant bo'lib, u qishda shishaning shaffofligiga putur etkazmasdan quyosh issiqligining bir qismini yutadi.Qoplama samaradorligini oshirish uchun Pensilvaniya tadqiqotchilari nanotexnologiya qishda ikki oynali oynalar bilan teng issiqlik ko'rsatkichlarini oshirishga yordam berishi mumkinligini aytishdi.
Pensilvaniya arxitektura muhandisligi departamenti jamoasi issiqlik yo'qotilishini kamaytiradigan va issiqlikni yaxshiroq o'zlashtiradigan nano o'lchovli komponentlarni o'z ichiga olgan qoplamalarning energiya tejovchi xususiyatlarini o'rganib chiqdi.Shuningdek, ular qurilish materiallarining energiya samaradorligining birinchi kompleks tahlilini yakunladilar.Tadqiqotchilar o‘z xulosalarini “Energiyani aylantirish va boshqarish” jurnalida chop etishdi.
Arxitektura muhandisligi kafedrasi dotsenti Julian Vangning so'zlariga ko'ra, yaqin infraqizil nurlar - quyosh nurining odamlar ko'ra olmaydigan, lekin issiqlikni his qila oladigan qismi - ba'zi metall nanozarrachalarning noyob fototermik effektini faollashtirib, issiqlik oqimini ichkariga oshirishi mumkin.deraza orqali.
Pensilvaniya san'at va arxitektura maktabining Arxitektura va materiallar institutida ishlaydigan Vang: "Biz bu effektlar binolarning energiya samaradorligini, ayniqsa qishda qanday yaxshilashini tushunishdan manfaatdormiz", dedi.
Jamoa dastlab quyosh nuridan qancha issiqlik aks etishi, so‘rilishi yoki metall nanozarrachalar bilan qoplangan derazalar orqali uzatilishini taxmin qilish uchun model ishlab chiqdi.Ular fototermik birikmani tanladilar, chunki uning yaqin infraqizil quyosh nurlarini singdirish qobiliyati va hali ham etarli darajada ko'rinadigan yorug'lik o'tkazuvchanligini ta'minlaydi.Model, qoplama infraqizil yorug'lik yoki issiqlik yaqinida kamroq aks etishini va boshqa qoplama turlariga qaraganda deraza orqali ko'proq yutishini taxmin qiladi.
Tadqiqotchilar laboratoriyada simulyatsiya qilingan quyosh nuri ostida nanozarrachalar bilan qoplangan bir oynali shisha oynalarni sinab ko'rdilar, bu simulyatsiya bashoratlarini tasdiqladi.Nanozarrachalar bilan qoplangan oynaning bir tomonidagi harorat sezilarli darajada oshdi, bu qoplama bir oynali derazalar orqali ichki issiqlik yo'qotilishini qoplash uchun quyosh nuridan issiqlikni ichkaridan olishi mumkinligini ko'rsatadi.
Keyin tadqiqotchilar turli iqlim sharoitida binoning energiya tejashini tahlil qilish uchun o‘z ma’lumotlarini keng ko‘lamli simulyatsiyalarga kiritdilar.Savdoda mavjud bo'lgan yagona derazalarning past emissiya qoplamalari bilan solishtirganda, fototermik qoplamalar yaqin infraqizil spektrdagi yorug'likning katta qismini o'zlashtiradi, an'anaviy qoplamali derazalar esa uni tashqi tomondan aks ettiradi.Bu yaqin infraqizil singdirish boshqa qoplamalarga qaraganda taxminan 12-20 foizga kamroq issiqlik yo'qotilishiga olib keladi va binoning umumiy energiya tejash potentsiali bir oynali derazalardagi qoplamagan binolarga nisbatan taxminan 20 foizga etadi.
Biroq, Vangning aytishicha, yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligi, qishda afzallik, issiq mavsumda kamchilikka aylanadi.Mavsumiy o'zgarishlarni hisobga olish uchun tadqiqotchilar o'zlarining qurilish modellariga kanoplarni ham kiritdilar.Ushbu dizayn yozda atrof-muhitni isitadigan to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurini to'sib qo'yadi, bu esa yomon issiqlik o'tkazuvchanligini va har qanday sovutish xarajatlarini sezilarli darajada yo'q qiladi.Jamoa hali ham boshqa usullar, jumladan, mavsumiy isitish va sovutish ehtiyojlarini qondirish uchun dinamik oyna tizimlari ustida ishlamoqda.
"Ushbu tadqiqot shuni ko'rsatadiki, tadqiqotning ushbu bosqichida biz hali ham bir oynali oynalarning umumiy issiqlik ko'rsatkichlarini qishda ikki oynali oynaga o'xshash qilishimiz mumkin", dedi Vang."Ushbu natijalar energiyani tejash uchun bir kamerali derazalarni qayta jihozlash uchun ko'proq qatlamlar yoki izolyatsiyadan foydalanish bo'yicha an'anaviy echimlarimizni shubha ostiga qo'yadi."
"Energiya infratuzilmasi hamda atrof-muhit uchun qurilish fondiga bo'lgan katta talabni hisobga olgan holda, energiya tejamkor binolarni yaratish bo'yicha bilimlarimizni oshirishimiz juda muhim", dedi Sez Atamturktur Russcher, professor Garri va Arlen Shell va qurilish muhandisligi bo'limi rahbari.“Dr.Vang va uning jamoasi amaliy tadqiqotlar olib bormoqda.
Ushbu ishning boshqa hissalari orasida arxitektura dizayni bo'yicha magistratura talabasi Enhe Chjan;Qiuhua Duan, Alabama universitetining qurilish muhandisligi bo‘yicha assistenti, 2021-yil dekabr oyida Pensilvaniya shtat universitetida arxitektura muhandisligi bo‘yicha PhD darajasini oldi;Yuan Chjao, Advanced NanoTherapies Inc tadqiqotchisi, Pensilvaniya shtat universitetida PhD tadqiqotchisi sifatida ushbu ishga hissa qo'shgan, Yangxiao Feng, arxitektura dizayni bo'yicha doktorant.Milliy fan jamg'armasi va USDA Tabiiy resurslarni muhofaza qilish xizmati bu ishni qo'llab-quvvatladi.
Deraza qoplamalari (yaqin molekulalar) yorug'likning etarli darajada o'tkazuvchanligini ta'minlagan holda (sariq o'qlar) tashqi quyosh nurlaridan (to'q sariq o'qlar) binoning ichki qismiga issiqlik o'tkazilishini kuchaytirishi ko'rsatilgan.Manba: Julian Vangning surati.Barcha huquqlar himoyalangan.