Usa ka grupo sa mga tigdukiduki sa Pennsylvania State University nag-imbestigar sa pagka-epektibo sa usa ka single-layer nga tabon sa bintana nga makapauswag sa pagdaginot sa enerhiya sa tingtugnaw.Tinubdan: iStock/@Svetl.Tanang katungod gigahin.
UNIVERSITY PARK, Pennsylvania - Doble-glazed nga mga bintana nga gisudlan sa usa ka layer sa insulating nga hangin makahatag og mas dako nga episyente sa enerhiya kaysa single-pane nga mga bintana, apan ang pag-ilis sa kasamtangan nga single-pane nga mga bintana mahimong mahal o teknikal nga mahagiton.Ang usa ka labi ka ekonomikanhon, apan dili kaayo epektibo nga kapilian mao ang pagtabon sa mga bintana sa single-chamber nga adunay usa ka translucent metal film, nga mosuhop sa pipila ka kainit sa adlaw sa tingtugnaw nga dili ikompromiso ang transparency sa baso.Aron mapauswag ang kahusayan sa coating, ang mga tigdukiduki sa Pennsylvania nag-ingon nga ang nanotechnology makatabang sa pagdala sa thermal performance nga parehas sa doble nga glazed nga mga bintana sa tingtugnaw.
Usa ka team gikan sa Pennsylvania Department of Architectural Engineering nag-imbestigar sa energy-saving properties sa mga coatings nga adunay nanoscale components nga makapamenos sa pagkawala sa kainit ug mas maayo nga mosuhop sa kainit.Nakompleto usab nila ang una nga komprehensibo nga pagtuki sa kahusayan sa enerhiya sa mga materyales sa pagtukod.Gipatik sa mga tigdukiduki ang ilang mga nahibal-an sa Energy Conversion and Management.
Matod ni Julian Wang, usa ka associate professor sa architectural engineering, duol sa infrared nga kahayag — ang bahin sa kahayag sa adlaw nga dili makita sa mga tawo apan makabati sa kainit — makapaaktibo sa talagsaong photothermal nga epekto sa pipila ka metal nga nanoparticle, nga makadugang sa pag-agos sa kainit sa sulod.agi sa bintana.
"Kami interesado nga masabtan kung giunsa kini nga mga epekto makapauswag sa kahusayan sa enerhiya sa mga bilding, labi na sa tingtugnaw," ingon ni Wang, nga nagtrabaho usab sa Institute of Architecture and Materials sa Pennsylvania School of Art and Architecture.
Ang team una nga naghimo ug usa ka modelo aron mabanabana kung unsa kadaghan ang kainit gikan sa kahayag sa adlaw nga makita, masuhop, o mapasa pinaagi sa mga bintana nga adunay sapaw sa metal nga mga nanopartikel.Gipili nila ang usa ka photothermal compound tungod sa abilidad niini sa pagsuhop sa duol nga infrared nga kahayag sa adlaw samtang naghatag gihapon og igong makita nga kahayag nga transmission.Gitagna sa modelo nga ang coating nagpakita nga dili kaayo duol sa infrared nga kahayag o kainit ug mas mosuhop sa bintana kaysa kadaghanan sa ubang mga klase sa coating.
Gisulayan sa mga tigdukiduki ang single-pane nga bildo nga mga bintana nga adunay sapaw nga nanoparticle ubos sa simulate nga kahayag sa adlaw sa usa ka lab, nga nagpamatuod sa mga panagna sa simulation.Ang temperatura sa usa ka kilid sa nanoparticle-coated nga bintana miuswag pag-ayo, nga nagsugyot nga ang coating makasuhop sa kainit gikan sa kahayag sa adlaw gikan sa sulod aron mabayran ang internal nga pagkawala sa kainit pinaagi sa single-pane windows.
Gipakaon dayon sa mga tigdukiduki ang ilang mga datos sa dinagkong mga simulation aron analisahon ang pagtipig sa enerhiya sa bilding sa ilawom sa lainlaing mga kahimtang sa klima.Kon itandi sa ubos nga emissivity coatings sa commercially available single windows, ang photothermal coatings mosuhop sa kadaghanan sa kahayag sa near-infrared spectrum, samtang ang tradisyonal nga coated nga mga bintana nagpakita niini sa gawas.Kini nga duol sa infrared nga pagsuyup moresulta sa mga 12 ngadto sa 20 porsyento nga mas ubos nga pagkawala sa kainit kay sa ubang mga coating, ug ang kinatibuk-ang potensyal nga makadaginot sa enerhiya sa bilding moabot sa mga 20 porsyento kumpara sa wala'y sapaw nga mga bilding sa single-pane nga mga bintana.
Bisan pa, si Wang miingon nga ang mas maayo nga thermal conductivity, usa ka bentaha sa tingtugnaw, mahimong usa ka disbentaha sa mainit nga panahon.Aron sa pag-asoy sa mga pagbag-o sa panahon, gilakip usab sa mga tigdukiduki ang mga canopy sa ilang mga modelo sa pagtukod.Gibabagan niini nga disenyo ang mas direkta nga kahayag sa adlaw nga nagpainit sa palibot sa ting-init, nga kadaghanan nagwagtang sa dili maayo nga pagbalhin sa kainit ug bisan unsang kalambigit nga gasto sa pagpabugnaw.Ang team nagtrabaho gihapon sa ubang mga pamaagi, lakip ang mga dinamikong sistema sa bintana aron matubag ang mga panginahanglanon sa pagpainit ug pagpabugnaw sa panahon.
"Ingon sa gipakita sa kini nga pagtuon, sa kini nga yugto sa pagtuon, mahimo pa naton mapauswag ang kinatibuk-ang pasundayag sa thermal sa mga single-glazed windows nga parehas sa doble nga glazed nga mga bintana sa tingtugnaw," ingon ni Wang."Kini nga mga resulta naghagit sa among tradisyonal nga mga solusyon sa paggamit sa daghang mga layer o insulasyon aron i-retrofit ang mga bintana sa usa ka lawak aron makatipig kusog."
"Tungod sa dako nga panginahanglan sa stock sa pagtukod alang sa imprastraktura sa enerhiya ingon man sa kalikopan, gikinahanglan nga atong ipauswag ang atong kahibalo sa paghimo sa mga episyente sa enerhiya nga mga bilding," miingon si Sez Atamtürktur Russcher, Propesor Harry ug Arlene Schell ug Ulo sa Construction Engineering.“Gipasabot ni Dr.Si Wang ug ang iyang team naghimog maaksyonan nga batakang panukiduki.
Ang ubang mga nag-amot niini nga trabaho naglakip ni Enhe Zhang, usa ka gradwado nga estudyante sa disenyo sa arkitektura;Si Qiuhua Duan, Assistant Professor sa Civil Engineering sa University of Alabama, nakadawat sa iyang PhD sa Architectural Engineering gikan sa Pennsylvania State University niadtong Disyembre 2021;Yuan Zhao, tigdukiduki sa Advanced NanoTherapies Inc., nga nakatampo niini nga trabaho isip usa ka PhD nga tigdukiduki sa Pennsylvania State University, Yangxiao Feng, PhD nga estudyante sa disenyo sa arkitektura.Ang National Science Foundation ug ang USDA Natural Resources Conservation Service misuporta niini nga trabaho.
Ang mga tabon sa bintana (close-up nga mga molekula) gipakita nga makapauswag sa pagbalhin sa kainit gikan sa kahayag sa adlaw sa gawas (orange nga mga pana) ngadto sa sulod sa usa ka bilding samtang naghatag pa ug igong kahayag sa kahayag (yellow nga mga pana).Tinubdan: Hulagway sa maayong kabubut-on ni Julian Wang.Tanang katungod gigahin.