Пенсильванийн их сургуулийн хэсэг судлаачид өвлийн улиралд эрчим хүчний хэмнэлтийг сайжруулж чадах нэг давхаргатай цонхны бүрээсийн үр нөлөөг судалжээ.Зээл: iStock/@Svetl.Бүх эрх хуулиар хамгаалагдсан.
UNIVERSITY PARK, Pennsylvania - Тусгаарлагч агаартай давхар бүрхүүлтэй цонхнууд нь нэг шилтэй цонхноос илүү эрчим хүчний хэмнэлт гаргах боломжтой боловч одоо байгаа нэг цонхтой цонхыг солих нь зардал ихтэй эсвэл техникийн хувьд хүндрэлтэй байдаг.Илүү хэмнэлттэй, гэхдээ үр дүн багатай сонголт бол нэг танхимтай цонхыг тунгалаг металл хальсаар бүрхэж, шилний ил тод байдлыг алдагдуулахгүйгээр өвлийн улиралд нарны илчийг шингээдэг.Бүрээсний үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд Нанотехнологи нь өвлийн улиралд давхар бүрхүүлтэй цонхны дулааны гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэхэд тусална гэж Пенсильванийн судлаачид үзэж байна.
Пенсильванийн Архитектурын инженерийн тэнхимийн баг дулааны алдагдлыг бууруулж, дулааныг илүү сайн шингээдэг нано хэмжээст бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан бүрхүүлийн эрчим хүч хэмнэх шинж чанарыг судалжээ.Тэд мөн барилгын материалын эрчим хүчний хэмнэлтийн анхны цогц шинжилгээг хийж дуусгасан.Эрдэмтэд судалгааныхаа үр дүнг "Эрчим хүчний хувиргалт ба менежмент" сэтгүүлд нийтэлжээ.
Архитектурын инженерийн дэд профессор Жулиан Вангийн хэлснээр, нарны гэрлийн хүний ​​харж чадахгүй ч дулааныг мэдрэх хэсэг болох ойрын хэт улаан туяа нь зарим металлын нано бөөмсийн өвөрмөц фототермаль эффектийг идэвхжүүлж, дотогшоо чиглэсэн дулааны урсгалыг нэмэгдүүлдэг.цонхоор.
Пенсильванийн урлаг, архитектурын сургуулийн Архитектур, материалын хүрээлэнд ажилладаг Ванг хэлэхдээ "Бид эдгээр нөлөөлөл нь барилгын эрчим хүчний үр ашгийг, ялангуяа өвлийн улиралд хэрхэн сайжруулж болохыг ойлгохыг сонирхож байна."
Тус багийнхан эхлээд нарны гэрлийн дулааныг металл нано бөөмсөөр бүрсэн цонхоор хэр их дулаан тусгах, шингээх, дамжуулах зэргийг тооцоолох загварыг боловсруулсан.Тэд хэт улаан туяаны нарны гэрлийг шингээх чадвартай, хангалттай харагдах гэрлийн дамжуулалтыг хангадаг тул фототермаль нэгдлийг сонгосон.Энэхүү загвар нь бүрхүүл нь хэт улаан туяаны ойролцоох гэрэл эсвэл дулааныг бага тусгаж, бусад төрлийн бүрхүүлээс илүү цонхоор шингээдэг гэж таамаглаж байна.
Судлаачид нано бөөмсөөр бүрсэн нэг шилтэй шилэн цонхыг нарны гэрлийн дууриамал дор лабораторид туршиж үзсэн нь симуляцийн таамаглалыг баталжээ.Нано бөөмсөөр бүрсэн цонхны нэг талын температур мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн нь бүрхүүл нь нарны гэрлийн дулааныг дотроос нь шингээж, нэг шилтэй цонхоор дотоод дулааны алдагдлыг нөхөх чадвартай болохыг харуулж байна.
Дараа нь судлаачид цаг уурын янз бүрийн нөхцөлд барилгын эрчим хүчний хэмнэлтийг шинжлэхийн тулд өөрсдийн өгөгдлийг том хэмжээний загварчлалд оруулсан.Худалдааны нэг цонхны ялгаруулах чадвар багатай бүрээстэй харьцуулахад фототермал бүрээс нь хэт улаан туяаны спектрийн гэрлийн ихэнх хэсгийг шингээдэг бол уламжлалт бүрээстэй цонх нь түүнийг гадагш тусгадаг.Энэхүү хэт улаан туяаны шингээлт нь бусад бүрээстэй харьцуулахад дулаан алдагдлыг ойролцоогоор 12-20 хувиар бага болгодог бөгөөд барилгын нийт эрчим хүч хэмнэх чадавхи нь нэг шилтэй цонхны бүрхүүлгүй барилгуудтай харьцуулахад 20 орчим хувьд хүрдэг.
Гэсэн хэдий ч Ван хэлэхдээ, илүү сайн дулаан дамжуулалт, өвлийн улиралд давуу тал нь дулааны улиралд сул тал болдог.Улирлын өөрчлөлтийг тооцохын тулд судлаачид барилгын загвартаа халхавч оруулсан.Энэхүү загвар нь зуны улиралд хүрээлэн буй орчныг халаадаг нарны шууд тусгалыг хааж, дулаан дамжуулалт муу, хөргөлтийн зардлыг барагдуулдаг.Тус багийнхан улирлын чанартай халаалт, хөргөлтийн хэрэгцээг хангах динамик цонхны систем зэрэг бусад аргууд дээр ажиллаж байна.
"Энэ судалгаанаас харахад судалгааны энэ үе шатанд бид нэг бүрхүүлтэй цонхны дулааны ерөнхий үзүүлэлтийг өвлийн улиралд давхар бүрхүүлтэй цонхтой адилхан болгох боломжтой хэвээр байна" гэж Ван хэлэв."Эдгээр үр дүн нь эрчим хүч хэмнэхийн тулд нэг танхимтай цонхыг шинэчлэхийн тулд илүү олон давхарга эсвэл дулаалга ашиглах уламжлалт шийдлүүдийг сорьж байна."
"Эрчим хүчний дэд бүтэц, байгаль орчныг хамгаалах барилгын нөөцийн асар их эрэлт хэрэгцээг харгалзан эрчим хүчний хэмнэлттэй барилга байгууламжийг бий болгох мэдлэгээ дээшлүүлэх нь зайлшгүй шаардлагатай" гэж Профессор Харри, Арлен Шелл, Барилгын инженерийн хэлтсийн дарга Сез Атамтүрктур ​​Русшер хэлэв.“Доктор.Ван болон түүний баг бодитой суурь судалгаа хийж байна."
Энэхүү ажилд хувь нэмрээ оруулсан бусад хүмүүс бол архитектурын дизайны чиглэлээр төгссөн оюутан Enhe Zhang;Алабамагийн Их Сургуулийн Барилгын инженерийн туслах профессор Qiuhua Duan 2021 оны 12-р сард Пенсильвани мужийн их сургуульд Архитектурын инженерийн чиглэлээр докторын зэрэг хамгаалсан;Юан Жао, Advanced NanoTherapies Inc.-ийн судлаач, Пенсильвани мужийн их сургуулийн доктор судлаачийн хувиар энэхүү ажилд хувь нэмэр оруулсан, архитектурын дизайны чиглэлээр докторант Яншиао Фэнг.Үндэсний Шинжлэх Ухааны Сан, АНУ-ын Байгалийн нөөцийг хамгаалах алба энэ ажлыг дэмжсэн.
Цонхны бүрээс (ойролцоо молекулууд) нь гадаа нарны гэрлээс (улбар шар сум) дулааныг барилгын дотор талд шилжүүлэхийг сайжруулж, хангалттай гэрлийн дамжуулалтыг (шар сум) хангадаг болохыг харуулсан.Эх сурвалж: Зургийг Жулиан Вангаас авав.Бүх эрх хуулиар хамгаалагдсан.