Grupp ta 'riċerkaturi fl-Università tal-Istat ta' Pennsylvania investigaw l-effettività ta 'kisi tat-tieqa b'saff wieħed li jista' jtejjeb l-iffrankar tal-enerġija fix-xitwa.Kreditu: iStock/@Svetl.Id-drittijiet kollha riżervati.
UNIVERSITY PARK, Pennsylvania — Twieqi b'ħġieġ doppju imdaħħla b'saff ta 'arja iżolanti jistgħu jipprovdu effiċjenza akbar fl-enerġija minn twieqi b'ħġieġ wieħed, iżda s-sostituzzjoni ta' twieqi b'ħġieġa waħda eżistenti tista 'tkun għalja jew teknikament ta' sfida.Għażla aktar ekonomika, iżda inqas effettiva hija li tkopri twieqi b'kamra waħda b'film tal-metall trasluċidu, li jassorbi ftit mis-sħana tax-xemx fix-xitwa mingħajr ma tikkomprometti t-trasparenza tal-ħġieġ.Biex tittejjeb l-effiċjenza tal-kisi, ir-riċerkaturi ta 'Pennsylvania jgħidu li n-nanoteknoloġija tista' tgħin biex il-prestazzjoni termali tkun daqs it-twieqi tal-ħġieġ doppju fix-xitwa.
Tim mid-Dipartiment tal-Inġinerija tal-Arkitettura ta 'Pennsylvania investiga l-proprjetajiet li jiffrankaw l-enerġija ta' kisjiet li fihom komponenti nanoskala li jnaqqsu t-telf tas-sħana u jassorbu aħjar is-sħana.Temmew ukoll l-ewwel analiżi komprensiva tal-effiċjenza enerġetika tal-materjali tal-bini.Ir-riċerkaturi ppubblikaw is-sejbiet tagħhom fil-Konverżjoni u l-Ġestjoni tal-Enerġija.
Skont Julian Wang, professur assoċjat tal-inġinerija arkitettonika, id-dawl qrib infra-aħmar — il-parti tad-dawl tax-xemx li l-bnedmin ma jistgħux jaraw iżda jistgħu jħossu s-sħana — jista 'jattiva l-effett fototermali uniku ta' ċerti nanopartiċelli tal-metall, u jżid il-fluss tas-sħana 'l ġewwa.mit-tieqa.
"Aħna interessati li nifhmu kif dawn l-effetti jistgħu jtejbu l-effiċjenza enerġetika tal-bini, speċjalment fix-xitwa," qal Wang, li jaħdem ukoll fl-Istitut tal-Arkitettura u l-Materjali fl-Iskola tal-Arti u l-Arkitettura ta 'Pennsylvania.
It-tim l-ewwel żviluppa mudell biex jistma kemm sħana mid-dawl tax-xemx tkun riflessa, assorbita, jew trażmessa minn twieqi miksija b'nanopartiċelli tal-metall.Huma għażlu kompost fototermali minħabba l-kapaċità tiegħu li jassorbi d-dawl tax-xemx qrib infra-aħmar filwaqt li xorta jipprovdi biżżejjed trasmissjoni ta 'dawl viżibbli.Il-mudell ibassar li l-kisi jirrifletti inqas dawl infra-aħmar qrib jew sħana u jassorbi aktar mit-tieqa minn ħafna tipi oħra ta 'kisi.
Ir-riċerkaturi ttestjaw twieqi tal-ħġieġ b'ħġieġa waħda miksija b'nanopartiċelli taħt dawl tax-xemx simulat f'laboratorju, u kkonfermaw tbassir ta 'simulazzjoni.It-temperatura fuq naħa waħda tat-tieqa miksija b'nanopartiċelli żdiedet b'mod sinifikanti, u tissuġġerixxi li l-kisja tista 'tassorbi s-sħana mid-dawl tax-xemx minn ġewwa biex tikkumpensa għat-telf tas-sħana interna permezz ta' twieqi b'ħġieġ wieħed.
Ir-riċerkaturi mbagħad taw id-dejta tagħhom f'simulazzjonijiet fuq skala kbira biex janalizzaw l-iffrankar tal-enerġija tal-bini taħt diversi kundizzjonijiet klimatiċi.Meta mqabbel mal-kisjiet ta 'emissività baxxa ta' twieqi singoli disponibbli kummerċjalment, il-kisi fototermali jassorbu l-biċċa l-kbira tad-dawl fl-ispettru tal-infra-aħmar qrib, filwaqt li t-twieqi miksija tradizzjonalment jirriflettuha 'l barra.Dan l-assorbiment qrib infra-aħmar jirriżulta f'madwar 12 sa 20 fil-mija inqas telf ta 'sħana minn kisjiet oħra, u l-potenzjal ġenerali tal-iffrankar tal-enerġija tal-bini jilħaq madwar 20 fil-mija meta mqabbel ma' bini mhux miksi fuq twieqi b'ħġieġ wieħed.
Madankollu, Wang qal li konduttività termali aħjar, vantaġġ fix-xitwa, issir żvantaġġ fl-istaġun sħun.Biex jagħtu kont tal-bidliet staġjonali, ir-riċerkaturi inkorporaw ukoll kanupetti fil-mudelli tal-bini tagħhom.Dan id-disinn jimblokka d-dawl tax-xemx aktar dirett li jsaħħan l-ambjent fis-sajf, u jelimina l-biċċa l-kbira tat-trasferiment tas-sħana fqir u kwalunkwe spejjeż assoċjati tat-tkessiħ.It-tim għadu qed jaħdem fuq metodi oħra, inklużi sistemi ta 'twieqi dinamiċi biex jissodisfaw il-ħtiġijiet staġjonali ta' tisħin u tkessiħ.
"Kif juri dan l-istudju, f'dan l-istadju tal-istudju, xorta nistgħu ntejbu l-prestazzjoni termali ġenerali ta 'twieqi b'ħġieġ wieħed biex ikunu simili għal twieqi b'ħġieġ doppju fix-xitwa," qal Wang."Dawn ir-riżultati jisfidaw is-soluzzjonijiet tradizzjonali tagħna li nużaw aktar saffi jew insulazzjoni biex jiġu rranġati twieqi b'kamra waħda biex tiffranka l-enerġija."
"Minħabba d-domanda kbira fl-istokk tal-bini għall-infrastruttura tal-enerġija kif ukoll għall-ambjent, huwa imperattiv li navvanzaw l-għarfien tagħna biex noħolqu bini effiċjenti fl-enerġija," qal Sez Atamtürktur Russcher, il-Professur Harry u Arlene Schell u Kap tal-Inġinerija tal-Kostruzzjoni.“Dr.Wang u t-tim tiegħu qed jagħmlu riċerka bażika azzjonabbli.”
Kontributuri oħra għal dan ix-xogħol jinkludu lil Enhe Zhang, student gradwat fid-disinn arkitettoniku;Qiuhua Duan, Assistent Professur tal-Inġinerija Ċivili fl-Università ta 'Alabama, irċeviet il-PhD tagħha fl-Inġinerija tal-Arkitettura mill-Università tal-Istat ta' Pennsylvania f'Diċembru 2021;Yuan Zhao, riċerkatur f'Advanced NanoTherapies Inc., li kkontribwixxa għal dan ix-xogħol bħala riċerkatur tal-PhD fl-Università tal-Istat ta 'Pennsylvania, Yangxiao Feng, student tal-PhD fid-disinn arkitettoniku.Il-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza u s-Servizz tal-Konservazzjoni tar-Riżorsi Naturali tal-USDA appoġġaw dan ix-xogħol.
Kisi tat-twieqi (molekuli mill-qrib) intwera li jtejjeb it-trasferiment tas-sħana mid-dawl tax-xemx ta 'barra (vleġeġ oranġjo) għal ġewwa ta' bini filwaqt li xorta jipprovdi trasmissjoni suffiċjenti tad-dawl (vleġeġ sofor).Sors: Immaġni bil-korteżija ta’ Julian Wang.Id-drittijiet kollha riżervati.