በፔንስልቬንያ ስቴት ዩኒቨርሲቲ የተመራማሪዎች ቡድን በክረምቱ ወቅት የኃይል ቁጠባዎችን ሊያሻሽል የሚችለውን ባለ አንድ ሽፋን መስኮትን ውጤታማነት መርምሯል.ክሬዲት፡ iStock/@Svetl.መብቱ በህግ የተጠበቀ ነው.
ዩኒቨርስቲ ፓርክ፣ ፔንስልቬንያ - ባለ ሁለት ሽፋን ያላቸው መስኮቶች ከማይከላከለው አየር ጋር አብሮ የተሰሩ መስኮቶች ከአንድ-ክፍል መስኮቶች የበለጠ የኃይል ቆጣቢነትን ሊሰጡ ይችላሉ፣ነገር ግን ያሉትን ባለ አንድ-መስኮቶች መተካት ውድ ወይም ቴክኒካል ፈታኝ ሊሆን ይችላል።የበለጠ ኢኮኖሚያዊ ፣ ግን ብዙም ውጤታማ ያልሆነው አማራጭ ባለ አንድ ክፍል መስኮቶችን በብረት ፊልም መሸፈን ነው ፣ ይህም በክረምት ወቅት የተወሰነ የፀሐይ ሙቀትን የመስታወቱን ግልፅነት ሳይጎዳ ነው።የፔንስልቬንያ ተመራማሪዎች የሽፋን ቅልጥፍናን ለማሻሻል ናኖቴክኖሎጂ በክረምት ወቅት የሙቀት አፈፃፀምን በሁለት-ግዜት ካላቸው መስኮቶች ጋር ለማምጣት ይረዳል ይላሉ.
ከፔንስልቬንያ የስነ-ህንፃ ምህንድስና ክፍል የመጣ ቡድን የሙቀት መጥፋትን የሚቀንሱ እና ሙቀትን በተሻለ ሁኔታ የሚወስዱ ናኖስኬል ክፍሎችን የያዙ ሽፋኖችን ኃይል ቆጣቢ ባህሪያትን መርምሯል።እንዲሁም የግንባታ ቁሳቁሶችን የኃይል ቆጣቢነት የመጀመሪያውን አጠቃላይ ትንታኔ አጠናቀዋል.ተመራማሪዎቹ ግኝታቸውን በሃይል ለውጥ እና አስተዳደር ላይ አሳትመዋል።
የአርክቴክቸር ምህንድስና ተባባሪ ፕሮፌሰር የሆኑት ጁሊያን ዋንግ እንዳሉት የኢንፍራሬድ ብርሃን ቅርብ - ሰዎች ሊያዩት የማይችሉት ነገር ግን ሙቀት ሊሰማቸው የሚችለው የፀሐይ ብርሃን ክፍል - የአንዳንድ የብረት ናኖፓርቲሎች ልዩ የፎቶተርማል ተፅእኖን በማንቃት ወደ ውስጥ ያለውን የሙቀት መጠን ይጨምራል።በመስኮቱ በኩል.
በፔንስልቬንያ የስነ-ጥበብ እና አርክቴክቸር ትምህርት ቤት የስነ-ህንፃ እና ቁሳቁሶች ተቋም ውስጥ የሚሰሩት ዋንግ "እነዚህ ተፅእኖዎች የሕንፃዎችን የኢነርጂ ውጤታማነት እንዴት እንደሚያሻሽሉ ለማወቅ ፍላጎት አለን በተለይም በክረምት።"
ቡድኑ በመጀመሪያ ከፀሐይ ብርሃን የሚመጣውን ሙቀት ምን ያህል እንደሚያንጸባርቅ፣ እንደሚስብ ወይም በብረት ናኖፓርቲሎች በተሸፈነው መስኮት እንደሚተላለፍ ለመገመት የሚያስችል ሞዴል ሠራ።የፎቶተርማል ውህድ የመረጡት ከኢንፍራሬድ አጠገብ ያለውን የጸሀይ ብርሃን የመምጠጥ ችሎታ ስላለው በቂ የሆነ የእይታ ብርሃን እያቀረበ ነው።ሞዴሉ ሽፋኑ ከኢንፍራሬድ ብርሃን ወይም ሙቀት ያነሰ የሚያንፀባርቅ እና በመስኮቱ ውስጥ ከአብዛኞቹ የሽፋን ዓይነቶች የበለጠ እንደሚስብ ይተነብያል።
ተመራማሪዎቹ የማስመሰል ትንበያዎችን በማረጋገጥ በናኖፓርታይሎች የተሸፈኑ ባለ አንድ ክፍል የመስታወት መስኮቶችን በፀሀይ ብርሃን በተሰራው ቤተ ሙከራ ውስጥ ሞክረዋል።በናኖፓርቲክል በተሸፈነው መስኮት በአንደኛው በኩል ያለው የሙቀት መጠን በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል፣ ይህም ሽፋኑ ከውስጥ የሚገኘውን የፀሐይ ብርሃን ሙቀትን በመምጠጥ በነጠላ መስኮት ውስጥ ያለውን የውስጥ ሙቀት ለማካካስ ያስችላል።
ተመራማሪዎቹ የሕንፃውን የኃይል ቁጠባ በተለያዩ የአየር ንብረት ሁኔታዎች ላይ ለመተንተን ውሂባቸውን ወደ መጠነ-ሰፊ ማስመሰሎች ሰጡ።ለገበያ ከሚቀርቡት ነጠላ መስኮቶች ዝቅተኛ የመልቀቂያ ልባስ ጋር ሲነጻጸር፣ የፎቶተርማል ሽፋኖች አብዛኛውን ብርሃን ወደ ኢንፍራሬድ ስፔክትረም የሚወስዱ ሲሆን በተለምዶ የተሸፈኑ መስኮቶች ደግሞ ወደ ውጭ ያንፀባርቃሉ።ይህ ከኢንፍራሬድ ጋር ተቀራራቢ መምጠጥ ከሌሎች ሽፋኖች ከ12 እስከ 20 በመቶ የሚደርስ የሙቀት መጥፋትን ያስከትላል፣ እና የሕንፃው አጠቃላይ የኢነርጂ ቁጠባ አቅም በነጠላ መስታወት መስኮቶች ላይ ካሉት ያልተሸፈኑ ሕንፃዎች ጋር ሲነፃፀር 20 በመቶ ገደማ ይደርሳል።
ይሁን እንጂ ዋንግ የተሻለ የሙቀት አማቂ conductivity, በክረምት ውስጥ አንድ ጥቅም, ሞቃታማ ወቅት ውስጥ ኪሳራ ይሆናል አለ.ለወቅታዊ ለውጦች, ተመራማሪዎቹ በህንፃ ሞዴሎቻቸው ውስጥ ሸራዎችን አካተዋል.ይህ ንድፍ በበጋ ወቅት አካባቢውን የሚያሞቀውን የበለጠ ቀጥተኛ የፀሐይ ብርሃንን ያግዳል, ይህም በአብዛኛው ደካማ የሙቀት ማስተላለፊያ እና ማናቸውንም የማቀዝቀዣ ወጪዎችን ያስወግዳል.ቡድኑ አሁንም ሌሎች ዘዴዎችን እየሰራ ነው, ተለዋዋጭ የዊንዶውስ ስርዓቶች ወቅታዊ የሙቀት እና የማቀዝቀዣ ፍላጎቶችን ለማሟላት.
"ይህ ጥናት እንደሚያሳየው, በዚህ የጥናት ደረጃ, አሁንም ቢሆን የአንድ-ግድም መስኮቶች አጠቃላይ የሙቀት አፈፃፀምን ማሻሻል እንችላለን በክረምት ወቅት ሁለት-ግድም መስኮቶች ጋር ተመሳሳይነት ያለው," ዋንግ አለ."እነዚህ ውጤቶች ኃይልን ለመቆጠብ ባለ አንድ ክፍል መስኮቶችን እንደገና ለማስተካከል ብዙ ንብርብሮችን ወይም መከላከያዎችን በመጠቀም ባህላዊ መፍትሔዎቻችንን ይፈታሉ።"
"የኢነርጂ መሠረተ ልማትን እንዲሁም የአካባቢን የግንባታ ክምችት ከፍተኛ ፍላጎት ግምት ውስጥ በማስገባት ኃይል ቆጣቢ ሕንፃዎችን ለመፍጠር እውቀታችንን ማዳበር በጣም አስፈላጊ ነው" ብለዋል ሴዝ አታምቱር ራስሸር, ፕሮፌሰር ሃሪ እና አርሊን ሼል የግንባታ ኢንጂነሪንግ ኃላፊ."ዶር.ዋንግ እና ቡድኑ ሊተገበር የሚችል መሰረታዊ ምርምር እያደረጉ ነው።
ለዚህ ሥራ ሌሎች አስተዋፅዖ ካደረጉት መካከል ኤንሄ ዣንግ፣ በሥነ ሕንፃ ዲዛይን የተመረቀ ተማሪ;በአላባማ ዩኒቨርሲቲ የሲቪል ምህንድስና ረዳት ፕሮፌሰር ኪዩሁዋ ዱአን በዲሴምበር 2021 ከፔንስልቬንያ ስቴት ዩኒቨርሲቲ በአርክቴክቸር ኢንጂነሪንግ ፒኤችዲ አግኝታለች።ለዚህ ሥራ በፔንስልቬንያ ስቴት ዩኒቨርሲቲ የፒኤችዲ ተመራማሪ በመሆን ያበረከቱት ዩዋን ዣኦ፣ የላቁ ናኖ ቴራፒስ ኢንክ ተመራማሪ፣ ያንግሺያኦ ፌንግ፣ ፒኤችዲ በሥነ ሕንፃ ዲዛይን ተማሪ።ብሔራዊ የሳይንስ ፋውንዴሽን እና የ USDA የተፈጥሮ ሀብት ጥበቃ አገልግሎት ይህንን ሥራ ደግፈዋል።
የመስኮት መሸፈኛዎች (የተጠጋጋ ሞለኪውሎች) ሙቀትን ከቤት ውጭ የፀሐይ ብርሃን (ብርቱካናማ ቀስቶች) ወደ ሕንፃው ውስጠኛ ክፍል የሚሸጋገሩ ሲሆን አሁንም በቂ የብርሃን ማስተላለፊያ (ቢጫ ቀስቶች) ይሰጣሉ.ምንጭ፡- በጁሊያን ዋንግ የተወሰደ ነው።መብቱ በህግ የተጠበቀ ነው.