Як гурӯҳи муҳаққиқон дар Донишгоҳи давлатии Пенсилвания самаранокии як қабати тирезаро, ки метавонад сарфаи энергияро дар фасли зимистон беҳтар кунад, таҳқиқ карданд.Кредит: iStock/@Svetl.Ҳамаи ҳуқуқ маҳфуз аст.
UNIVERSITY PARK, Pennsylvania - Тирезаҳои дуқабата, ки бо қабати ҳавои изолятсионӣ ҷойгир шудаанд, метавонанд нисбат ба тирезаҳои якпаноҳ самаранокии бештари энергияро таъмин кунанд, аммо иваз кардани тирезаҳои мавҷудаи як панел метавонад гарон ё аз ҷиҳати техникӣ душвор бошад.Варианти нисбатан сарфакор, вале камсамар ин аст, ки тирезаҳои яккамераро бо плёнкаи металлии шаффоф, ки дар фасли зимистон як қисми гармии офтобро ба худ ҷалб мекунад ва шаффофияти шишаро халалдор намекунад.Барои баланд бардоштани самаранокии рӯйпӯш, муҳаққиқони Пенсилвания мегӯянд, ки нанотехнология метавонад қобилияти гармиро дар баробари тирезаҳои ду шишабандӣ дар зимистон таъмин кунад.
Як гурӯҳ аз Департаменти муҳандисии меъмории Пенсилвания хосиятҳои каммасрафи энергияи рӯйпӯшҳоро, ки ҷузъҳои наномикёс доранд, талафоти гармиро коҳиш медиҳанд ва гармиро беҳтар азхуд мекунанд, таҳқиқ карданд.Онхо инчунин тахлили якуми комплексии сарфаи энергияи масолехи бинокориро анчом доданд.Муҳаққиқон бозёфтҳои худро дар маҷаллаи табдили энергия ва идоракунии энергия нашр карданд.
Ба гуфтаи Ҷулиан Ванг, дотсент дар муҳандисии меъморӣ, нури наздики инфрасурх - қисми нури офтоб, ки одамон онро дида наметавонанд, вале гармиро эҳсос мекунанд, метавонанд таъсири фототермалии беназири нанозарраҳои металлии муайянро фаъол созанд ва ҷараёни гармиро ба дохили он афзоиш диҳад.ба воситаи тиреза.
Ванг, ки инчунин дар Институти меъморӣ ва мавод дар Мактаби санъат ва меъмории Пенсилвания кор мекунад, гуфт: "Мо ба фаҳмидани он ки чӣ гуна ин таъсирот метавонад самаранокии энергетикии биноҳоро, махсусан дар фасли зимистон, беҳтар созад."
Даста аввал моделеро таҳия кард, то муайян кунад, ки чӣ қадар гармӣ аз нури офтоб тавассути тирезаҳое, ки бо нанозарраҳои металлӣ фаро гирифта шудаанд, инъикос, ҷаббида ё интиқол дода мешаванд.Онҳо пайвастагии фототермалиро барои он интихоб карданд, ки қобилияти азхудкунии нурҳои офтобии наздики инфрасурхро дар ҳоле ки интиқоли кофии нури намоёнро таъмин мекунад.Модел пешгӯӣ мекунад, ки рӯйпӯш нисбат ба аксари дигар намудҳои рӯйпӯшҳо нури инфрасурх ё гармиро камтар инъикос мекунад ва тавассути тиреза бештар ҷаббида мешавад.
Муҳаққиқон тирезаҳои шишагини як шишагинро, ки бо нанозаррачаҳо фаро гирифта шудаанд, дар зери нури офтоби симулятсияшуда дар лаборатория озмоиш карданд, ки пешгӯиҳои симулятсияро тасдиқ карданд.Ҳарорат дар як тарафи тирезаи нанозаррачаҳо ба таври назаррас афзоиш ёфт, ки пӯшиш метавонад гармиро аз нури офтоб аз дарун бигирад, то талафоти гармии дохилиро тавассути тирезаҳои як панел ҷуброн кунад.
Пас аз он муҳаққиқон маълумоти худро ба симулятсияҳои миқёси калон барои таҳлили сарфаи энергияи бино дар шароити гуногуни иқлим интиқол доданд.Дар муқоиса бо пӯшишҳои пасти партови тирезаҳои ягонаи тиҷорӣ, пӯшишҳои фототермалӣ қисми зиёди нурро дар спектри наздики инфрасурх мекашанд, дар ҳоле ки тирезаҳои ба таври анъанавӣ пӯшидашуда онро ба берун инъикос мекунанд.Ин азхудкунии наздики инфрасурх нисбат ба дигар пӯшишҳо тақрибан 12 то 20 дарсад камтар талафоти гармиро ба бор меорад ва иқтидори умумии сарфаи энергия дар муқоиса бо биноҳои пӯшида дар тирезаҳои якпанҷ тақрибан ба 20 фоиз мерасад.
Бо вуҷуди ин, Ванг гуфт, ки гузариши беҳтари гармӣ, бартарият дар зимистон, дар мавсими гарм ба камбудӣ табдил меёбад.Барои ҳисоб кардани тағйироти мавсимӣ, муҳаққиқон инчунин биноҳоро ба моделҳои сохтмонии худ дохил карданд.Ин тарҳ нури бевоситаи бештари офтобро, ки муҳити атрофро дар тобистон гарм мекунад, бозмедорад ва интиқоли нокифояи гармӣ ва ҳама гуна хароҷоти сардшавии онро аз байн мебарад.Даста ҳоло ҳам дар рӯи усулҳои дигар, аз ҷумла системаҳои динамикии тиреза барои қонеъ кардани ниёзҳои мавсимии гармидиҳӣ ва хунуккунӣ кор мекунад.
"Чунон ки ин таҳқиқот нишон медиҳад, дар ин марҳилаи омӯзиш, мо ҳоло ҳам метавонем нишондиҳандаҳои гармии умумии тирезаҳои як шишаро беҳтар кунем, то ба тирезаҳои ду шишабандӣ дар зимистон монанд бошанд" гуфт Ванг."Ин натиҷаҳо ҳалли анъанавии моро дар мавриди истифодаи қабатҳои бештар ё изолятсия барои таҷдиди тирезаҳои яккамера барои сарфаи энергия зери шубҳа мегузоранд."
"Бо дарназардошти талаботи зиёд ба захираҳои сохтмонӣ ба инфрасохтори энергетикӣ ва инчунин муҳити зист, муҳим аст, ки мо дониши худро барои сохтани биноҳои каммасраф такмил диҳем" гуфт Сез Атамтурктур ​​Русшер, профессор Гарри ва Арлен Шел ва роҳбари муҳандисии сохтмон.«Доктор.Ван ва дастаи ӯ таҳқиқоти бунёдии амалишавандаро анҷом медиҳанд. ”
Дигар саҳмгузорони ин кор Энхэ Чжан, донишҷӯи аспирантура дар тарҳрезии меъморӣ;Qiuhua Duan, ёвари профессори муҳандисии сохтмонии Донишгоҳи Алабама, моҳи декабри соли 2021 дар Донишгоҳи давлатии Пенсилвания унвони доктори муҳандисии меъмориро гирифтааст;Юан Чжао, пажӯҳишгари Advanced NanoTherapies Inc., ки дар ин кор ҳамчун муҳаққиқи PhD дар Донишгоҳи давлатии Пенсилвания саҳм гузоштааст, Янгсяо Фэн, донишҷӯи PhD дар тарҳрезии меъморӣ.Бунёди Миллии Илм ва Хадамоти ҳифзи захираҳои табиии USDA ин корро дастгирӣ карданд.
Нишон дода шудааст, ки рӯйпӯшҳои тиреза (молекулаҳои наздик) интиқоли гармиро аз нури офтоби беруна (тирҳои норанҷӣ) ба дохили бино беҳтар мекунанд ва ҳамзамон интиқоли кофии рӯшноиро (тирҳои зард) таъмин мекунанд.Манбаъ: Тасвир аз ҷониби Ҷулиан Ванг.Ҳамаи ҳуқуқ маҳфуз аст.