Budynki buduć źmianiać koler dla ekanomii enierhii
Daśledčyki raspracavali budaŭničy materyjał, padobny da chamieleona: jon źmianiaje svoj koler i kolkaść ciapła, jakoje pahłynaje ci vyłučaje, u zaležnaści ad vonkavaj tempieratury, paviedamlajecca na sajcie Prytceraŭskaj škoły malekularnaj inžynieryi Čykahskaha ŭniviersiteta.
02.02.2023 / 21:55
U śpiakotnyja dni materyjał moža vyłučać da 92% infračyrvonaha ciapła i takim čynam astudžać unutranuju častku budynka. U chałodnyja dni materyjał vypramieńvaje ŭsiaho 7% infračyrvonaha ciapła i, adpaviedna, dapamahaje zachoŭvać u budynku ciepłyniu.
«Pa sutnaści, my znajšli sposab nizkaha enierhaspažyvańnia, i jon u tym, kab budynak mieŭ takija ž dačynieńni z enierhijaj, jak čałaviek z vopratkaj: vy dadajacie płast, kali vam choładna, i zdymajecie płast, kali vam horača», — kaža asistent-prafiesar Po-Čun Chsu, jaki kiravaŭ daśledavańniem, apublikavanym u časopisie Nature Sustainability. «Taki razumny materyjał dazvalaje nam padtrymlivać tempieraturu ŭ budynku bieź vielizarnych vydatkaŭ enierhii».
Ruchavik vynachodnictva — źmieny klimatu
Pa niekatorych acenkach, budynki spažyvajuć 30% enierhii ŭ śviecie i vydzialajuć 10% usich parnikovych hazaŭ. Kala pałovy hetaha enierhietyčnaha śledu vyklikanyja abahravańniem i astudžeńniem unutranych pamiaškańniaŭ.
«Doŭhi čas bolšaść z nas usprymali kantrol tempieratury ŭ pamiaškańni jak štości naležnaje i nie zadumvalisia pra toje, kolki enierhii dla hetaha patrabujecca», — kaža Chsu. «Kali my chočam vuhlarodna-admoŭnaj budučyni, ja dumaju, my pavinny razhledzieć roznyja sposaby kantrolu tempieratury ŭ budynku, jakija buduć bolš enierhaefiektyŭnyja».
Raniej daśledčyki raspracavali materyjały dla radyjacyjnaha astudžeńnia, jakija dapamahajuć padtrymlivać prachałodu ŭ budynkach praź niabačnaje ciapło, što vypramieńvajuć ludzi i pradmiety. Taksama jość materyjały, jakija praduchilajuć vyłučeńnie infračyrvonaha vypramieńvańnia ŭ chałodnym klimacie.
«Praściej kažučy, kali ŭ vas jość całkam čorny budynak, paviernuty da sonca, jon budzie nahravacca lahčej, čym inšyja budynki», — kaža aśpirant Čenksi Siuj, pieršy aŭtar daśledavańnia.
Takoje pasiŭnaje abahravańnie moža być dobraje ŭzimku, ale nie ŭletku.
Pakolki hłabalnaje paciapleńnie vyklikaje ŭsio bolš častyja ekstremalnyja pahodnyja źjavy i naohuł źmienlivaje nadvorje, nieabchodna, kab budynki mahli da hetaha adaptavacca; niamnohija klimatyčnyja ŭmovy patrabujuć kruhłahadovaha aciapleńnia abo kruhłahadovaha kandycyjanavańnia pavietra.
Ź mietału ŭ vadkaść i nazad
Chsu i jaho kalehi raspracavali niezaharalny «elektrachromny» budaŭničy materyjał, što ŭtrymlivaje płast, jaki moža prymać dźvie formy: ćviordaj miedzi (tady jon zachoŭvaje bolšuju častku infračyrvonaha ciapła) abo vodnaha rastvoru (tady słoj vypramieńvaje infračyrvonaje ciapło). Pry luboj abranaj tempieratury pryładzie patrebnaja nievialikaja kolkaść elektryčnaści, kab vyklikać chimičny pierachod pamiž dźviuma nazvanymi formami — padčas takoha pierachodu miedź abo nanosicca ŭ vyhladzie tonkaj plonki, abo vydalajecca.
U novym artykule daśledčyki padrabiazna apisali, jak pryłada moža chutka i abaračalna pieraklučacca pamiž mietaličnym i vadkim stanami. Pa słovach navukoŭcaŭ, hetaja zdolnaść pieraklučacca zastavałasia efiektyŭnaj navat paśla 1800 cykłaŭ.
«Taki razumny materyjał dazvalaje padtrymlivać tempieraturu ŭ budynku bieź vielizarnych vydatkaŭ enierhii».
Potym kamanda stvaryła madeli taho, jak ich materyjał moža źmienšyć vydatki na elektraenierhiju ŭ typovych budynkach u 15 roznych haradach ZŠA. Pa słovach navukoŭcaŭ, u siarednim kamiercyjnym budynku elektraenierhija, što budzie vykarystoŭvajecca dla raspracavanaj imi technałohii, składzie mienš jak 0,2 pracenta ad ahulnaha spažyvańnia elektraenierhii ŭ budynku. Pry hetym novy budaŭničy materyjał dapamoža aščadzić 8,4 pracenta hadavoha spažyvańnia ŭsioj enierhii budynka, jakaja idzie na aciapleńnie, vientylacyju i kandycyjanavańnie.
«Jak tolki vy pieraklučajeciesia pamiž fazami (miedź i vada), vam nie treba bolš tracić enierhiju, kab zastavacca ŭ luboj ź ich», — kaža Čenksi Siuj. «Takim čynam, u budynkach, dzie vam nie treba pieraklučacca pamiž hetymi fazami vielmi časta, budzie spažyvacca sapraŭdy niaznačnaja kolkaść elektraenierhii».
Pašyreńnie maštabaŭ
Pakul što hrupa Chsu stvaryła tolki niekalki kavałkaŭ materyjału kala šaści santymietraŭ u šyryniu. Navukoŭcy miarkujuć, što mnohija takija ŭčastki mohuć być sabranyja, jak čarapica, u bujnyja listy. Jany kažuć, što materyjał taksama možna naładzić takim čynam, kab vykarystoŭvać roznyja kolery: vodnaja faza prazrystaja, i za joj možna raźmiaścić amal luby koler. Heta nie paŭpłyvaje na zdolnaść pahłynać infračyrvonaje vypramieńvańnie.
Ciapier daśledčyki vyvučajuć roznyja sposaby vyrabu materyjału. Jany taksama płanujuć daśledavać, jak mohuć być karysnyja jaho pramiežkavyja stany.
«My pakazali, što radyjacyjny kantrol moža adyhryvać rolu ŭ rehulavańni šyrokaha dyjapazonu tempieratur budynka ŭ roznyja siezony», — kaža Chsu. «My praciahvajem pracavać ź inžynierami i budaŭničym siektaram, kab vyśvietlić, jak heta moža spryjać lepšaj budučyni».