പെൻസിൽവാനിയ സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഒരു കൂട്ടം ഗവേഷകർ ശീതകാലത്ത് ഊർജ്ജ ലാഭം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുന്ന ഒരു ഒറ്റ-പാളി ജാലകത്തിന്റെ ഫലപ്രാപ്തിയെക്കുറിച്ച് അന്വേഷിച്ചു.കടപ്പാട്: iStock/@Svetl.എല്ലാ അവകാശങ്ങളും നിക്ഷിപ്തം.
യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി പാർക്ക്, പെൻസിൽവാനിയ - ഇൻസുലേറ്റിംഗ് എയറിന്റെ പാളി ഉപയോഗിച്ച് സാൻഡ്‌വിച്ച് ചെയ്‌തിരിക്കുന്ന ഡബിൾ-ഗ്ലേസ്ഡ് വിൻഡോകൾക്ക് സിംഗിൾ-പേൻ വിൻഡോകളേക്കാൾ കൂടുതൽ ഊർജ്ജ ദക്ഷത നൽകാൻ കഴിയും, എന്നാൽ നിലവിലുള്ള ഒറ്റ പാളി വിൻഡോകൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നത് ചെലവേറിയതോ സാങ്കേതികമായി വെല്ലുവിളിയോ ആകാം.കൂടുതൽ ലാഭകരവും എന്നാൽ ഫലപ്രദമല്ലാത്തതുമായ ഓപ്ഷൻ സിംഗിൾ-ചേംബർ വിൻഡോകൾ ഒരു അർദ്ധസുതാര്യ മെറ്റൽ ഫിലിം ഉപയോഗിച്ച് മൂടുക എന്നതാണ്, ഇത് ഗ്ലാസിന്റെ സുതാര്യതയിൽ വിട്ടുവീഴ്ച ചെയ്യാതെ ശൈത്യകാലത്ത് സൂര്യന്റെ ചില ചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു.കോട്ടിംഗ് കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, പെൻസിൽവാനിയ ഗവേഷകർ പറയുന്നത്, ശൈത്യകാലത്ത് ഇരട്ട-ഗ്ലേസ്ഡ് വിൻഡോകൾക്ക് തുല്യമായ താപ പ്രകടനം കൊണ്ടുവരാൻ നാനോടെക്നോളജി സഹായിക്കുമെന്ന്.
പെൻസിൽവാനിയ ഡിപ്പാർട്ട്‌മെന്റ് ഓഫ് ആർക്കിടെക്‌ചറൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ നിന്നുള്ള ഒരു സംഘം, താപനഷ്ടം കുറയ്ക്കുകയും താപം നന്നായി ആഗിരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്ന നാനോ സ്‌കെയിൽ ഘടകങ്ങൾ അടങ്ങിയ കോട്ടിംഗുകളുടെ ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ച് അന്വേഷിച്ചു.നിർമ്മാണ സാമഗ്രികളുടെ ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമതയുടെ ആദ്യത്തെ സമഗ്രമായ വിശകലനവും അവർ പൂർത്തിയാക്കി.എനർജി കൺവേർഷൻ ആൻഡ് മാനേജ്‌മെന്റിൽ ഗവേഷകർ തങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തലുകൾ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.
വാസ്തുവിദ്യാ എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെ അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസറായ ജൂലിയൻ വാങ് പറയുന്നതനുസരിച്ച്, ഇൻഫ്രാറെഡ് പ്രകാശത്തിന് സമീപം - മനുഷ്യർക്ക് കാണാൻ കഴിയാത്തതും എന്നാൽ ചൂട് അനുഭവപ്പെടുന്നതുമായ സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ ഭാഗം - ചില ലോഹ നാനോകണങ്ങളുടെ അതുല്യമായ ഫോട്ടോതെർമൽ പ്രഭാവം സജീവമാക്കുകയും താപപ്രവാഹം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും.ജനാലയിലൂടെ.
പെൻസിൽവാനിയ സ്കൂൾ ഓഫ് ആർട്ട് ആൻഡ് ആർക്കിടെക്ചറിലെ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ആർക്കിടെക്ചർ ആൻഡ് മെറ്റീരിയലിൽ ജോലി ചെയ്യുന്ന വാങ് പറഞ്ഞു, "ഈ ഇഫക്റ്റുകൾ കെട്ടിടങ്ങളുടെ ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത എങ്ങനെ മെച്ചപ്പെടുത്തും, പ്രത്യേകിച്ച് ശൈത്യകാലത്ത് എങ്ങനെ മെച്ചപ്പെടുത്താം എന്ന് മനസിലാക്കാൻ ഞങ്ങൾക്ക് താൽപ്പര്യമുണ്ട്.
ലോഹ നാനോകണങ്ങൾ കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞ ജാലകങ്ങളിലൂടെ സൂര്യപ്രകാശത്തിൽ നിന്നുള്ള താപം എത്രത്തോളം പ്രതിഫലിക്കുമെന്നും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുമെന്നും അല്ലെങ്കിൽ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുമെന്നും കണക്കാക്കാൻ സംഘം ആദ്യം ഒരു മാതൃക വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.മതിയായ ദൃശ്യപ്രകാശ പ്രസരണം നൽകുമ്പോൾ ഇൻഫ്രാറെഡ് സൂര്യപ്രകാശത്തിന് സമീപം ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ് കാരണം അവർ ഒരു ഫോട്ടോ തെർമൽ സംയുക്തം തിരഞ്ഞെടുത്തു.ഈ കോട്ടിംഗ് ഇൻഫ്രാറെഡ് പ്രകാശത്തിനോ താപത്തിനോ സമീപം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നത് കുറവാണെന്നും മറ്റ് മിക്ക കോട്ടിംഗുകളേക്കാളും വിൻഡോയിലൂടെ കൂടുതൽ ആഗിരണം ചെയ്യുമെന്നും മോഡൽ പ്രവചിക്കുന്നു.
സിമുലേഷൻ പ്രവചനങ്ങൾ സ്ഥിരീകരിക്കുന്ന ഒരു ലാബിൽ സൂര്യപ്രകാശത്തിന് കീഴിൽ നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞ ഒറ്റ പാളി ഗ്ലാസ് ജാലകങ്ങൾ ഗവേഷകർ പരീക്ഷിച്ചു.നാനോപാർട്ടിക്കിൾ പൂശിയ ജാലകത്തിന്റെ ഒരു വശത്തെ താപനില ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചു, ഒറ്റ പാളി ജാലകങ്ങളിലൂടെയുള്ള ആന്തരിക താപനഷ്ടം നികത്താൻ കോട്ടിംഗിന് സൂര്യപ്രകാശത്തിൽ നിന്ന് ഉള്ളിൽ നിന്ന് ചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയുമെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
വിവിധ കാലാവസ്ഥാ സാഹചര്യങ്ങളിൽ കെട്ടിടത്തിന്റെ ഊർജ്ജ ലാഭം വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനായി ഗവേഷകർ അവരുടെ ഡാറ്റ വലിയ തോതിലുള്ള സിമുലേഷനുകളിലേക്ക് നൽകി.വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിൽ ലഭ്യമായ ഏകജാലകങ്ങളുടെ കുറഞ്ഞ എമിസിവിറ്റി കോട്ടിംഗുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഫോട്ടോതെർമൽ കോട്ടിംഗുകൾ ഇൻഫ്രാറെഡ് സ്പെക്ട്രത്തിലെ പ്രകാശത്തിന്റെ ഭൂരിഭാഗവും ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു, പരമ്പരാഗതമായി പൂശിയ വിൻഡോകൾ അതിനെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു.ഈ സമീപ-ഇൻഫ്രാറെഡ് ആഗിരണം മറ്റ് കോട്ടിംഗുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ഏകദേശം 12 മുതൽ 20 ശതമാനം വരെ കുറഞ്ഞ താപനഷ്ടത്തിന് കാരണമാകുന്നു, കൂടാതെ കെട്ടിടത്തിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ ശേഷി ഒറ്റ പാളി ജനലുകളിലെ പൂശിയ കെട്ടിടങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് 20 ശതമാനത്തിൽ എത്തുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, മികച്ച താപ ചാലകത, ശൈത്യകാലത്ത് ഒരു നേട്ടം, ഊഷ്മള സീസണിൽ ഒരു പോരായ്മയായി മാറുമെന്ന് വാങ് പറഞ്ഞു.കാലാനുസൃതമായ മാറ്റങ്ങൾ കണക്കിലെടുത്ത്, ഗവേഷകർ അവരുടെ കെട്ടിട മാതൃകകളിൽ മേലാപ്പുകളും ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.ഈ രൂപകൽപ്പന വേനൽക്കാലത്ത് പരിസ്ഥിതിയെ ചൂടാക്കുന്ന കൂടുതൽ നേരിട്ടുള്ള സൂര്യപ്രകാശത്തെ തടയുന്നു, ഇത് മോശമായ താപ കൈമാറ്റവും അനുബന്ധ തണുപ്പിക്കൽ ചെലവുകളും ഇല്ലാതാക്കുന്നു.സീസണൽ ഹീറ്റിംഗ്, കൂളിംഗ് ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനുള്ള ഡൈനാമിക് വിൻഡോ സിസ്റ്റങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള മറ്റ് രീതികളിൽ ടീം ഇപ്പോഴും പ്രവർത്തിക്കുന്നു.
"ഈ പഠനം കാണിക്കുന്നത് പോലെ, പഠനത്തിന്റെ ഈ ഘട്ടത്തിൽ, ശൈത്യകാലത്ത് ഇരട്ട-തിളക്കമുള്ള വിൻഡോകൾക്ക് സമാനമായി സിംഗിൾ-ഗ്ലേസ്ഡ് വിൻഡോകളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള താപ പ്രകടനം ഇനിയും മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും," വാങ് പറഞ്ഞു."ഊർജ്ജം ലാഭിക്കുന്നതിനായി സിംഗിൾ-ചേംബർ വിൻഡോകൾ റിട്രോഫിറ്റ് ചെയ്യുന്നതിന് കൂടുതൽ ലെയറുകളോ ഇൻസുലേഷനോ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഞങ്ങളുടെ പരമ്പരാഗത പരിഹാരങ്ങളെ ഈ ഫലങ്ങൾ വെല്ലുവിളിക്കുന്നു."
"ഊർജ്ജ ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചറിനും പരിസ്ഥിതിക്കും വേണ്ടിയുള്ള ബിൽഡിംഗ് സ്റ്റോക്കിലെ വൻ ഡിമാൻഡ് കണക്കിലെടുത്ത്, ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമമായ കെട്ടിടങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് നമ്മുടെ അറിവ് വികസിപ്പിക്കേണ്ടത് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്," പ്രൊഫസർ ഹാരിയും ആർലിൻ ഷെല്ലും കൺസ്ട്രക്ഷൻ എഞ്ചിനീയറിംഗ് മേധാവിയുമായ സെസ് അത്തംതുർക്തുർ റഷർ പറഞ്ഞു.“ഡോ.വാങ്ങും സംഘവും പ്രവർത്തനക്ഷമമായ അടിസ്ഥാന ഗവേഷണം നടത്തുകയാണ്.
വാസ്തുവിദ്യാ രൂപകല്പനയിൽ ബിരുദ വിദ്യാർത്ഥിയായ എൻഹെ ഷാങ്, ഈ സൃഷ്ടിയുടെ മറ്റ് സംഭാവനകൾ;അലബാമ സർവകലാശാലയിലെ സിവിൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ് അസിസ്റ്റന്റ് പ്രൊഫസറായ ക്യുഹുവ ഡുവാൻ 2021 ഡിസംബറിൽ പെൻസിൽവാനിയ സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിൽ നിന്ന് ആർക്കിടെക്ചറൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ പിഎച്ച്ഡി നേടി;യുവാൻ ഷാവോ, അഡ്വാൻസ്ഡ് നാനോതെറാപ്പിസ് ഇൻ‌കോർപ്പറേറ്റിലെ ഗവേഷകൻ, പെൻസിൽവാനിയ സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ പിഎച്ച്ഡി ഗവേഷകൻ, യാങ്‌സിയാവോ ഫെങ്, ആർക്കിടെക്ചറൽ ഡിസൈനിലെ പിഎച്ച്ഡി വിദ്യാർത്ഥി.നാഷണൽ സയൻസ് ഫൗണ്ടേഷനും USDA നാച്ചുറൽ റിസോഴ്‌സ് കൺസർവേഷൻ സർവീസും ഈ പ്രവർത്തനത്തെ പിന്തുണച്ചു.
ജാലക കവറുകൾ (ക്ലോസ്-അപ്പ് തന്മാത്രകൾ) ഔട്ട്ഡോർ സൂര്യപ്രകാശത്തിൽ നിന്ന് (ഓറഞ്ച് അമ്പടയാളങ്ങൾ) കെട്ടിടത്തിന്റെ ഉൾഭാഗത്തേക്ക് ചൂട് കൈമാറ്റം വർധിപ്പിക്കുമെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, അതേസമയം മതിയായ പ്രകാശ പ്രക്ഷേപണം (മഞ്ഞ അമ്പുകൾ) നൽകുന്നു.ഉറവിടം: ജൂലിയൻ വാങിന്റെ ചിത്രത്തിന് കടപ്പാട്.എല്ലാ അവകാശങ്ങളും നിക്ഷിപ്തം.