طراحی و مشخصه یابی نوری و حرارتی پنجره هوشمند نانوکامپوزیت خودتمیزشونده با ویژگی تغییر حالت انکساری شفاف-کدر

امروزه پنجره های هوشمند پایه پلیمری به واسطه قابلیت های نوری و دمایی خود به منظور کاهش مصرف انرژی در ساختمان مورد توجه قرار گرفته اند. موضوع مهم در مورد این محصولات هوشمند، طراحی و ساخت بهینه آنها می باشد که محور اصلی مقاله حاضر را تشکیل می دهد. پنجره پیشنهادی به گونه ای عمل می کند که درصد عبور نور از پنجره به میزان تطابق ضریب شکست نانوسیال داخل پنجره و صفحات پلیمری وابسته است. همچنین فیلم نانوکامپوزیت جهت فراهم آوردن ویژگی خودتمیزشوندگی و رفتار فوتوکاتالیستی در سطوح خارجی مورد استفاده قرار گرفته است. مواد مورد استفاده شامل پلیمر پلی متیل متاکریلات (صفحات)، سیال متیل سالیسیلات، و نانوذرات اکسید روی است. این مواد برای ساخت فیلم نانوکامپوزیت (نانوذرات و پلیمر) و نانوسیال (نانوذرات و سیال) نیز مورد استفاده قرار گرفته اند. پس از انجام مراحل طراحی و ساخت، آزمایشات مشخصه یابی به منظور تعیین خواص مکانیکی (استحکام کششی، چقرمگی، استحکام خمشی)، فیزیکی (زاویه تماس)، ساختاری (اندازه و شکل نانو ذرات)، نوری (میزان عبور نور)، و حرارتی (محدوده های دمایی، ضریب انتقال حرارت) بیان شده است. همچنین عملکرد پنجره از لحاظ میزان مصرف انرژی و عبور نور، در یک تحلیل کمی و به کمک دو پارامتر بی بعد نسبت عبور نور و تفاضل دما، مورد تحلیل و مقایسه با سایر پنجره های هوشمند قرار گرفته است. با توجه به نتایج حاصل از این تحلیل، بازه تغییر شفافیت پنجره پیشنهادی بیش از 2 برابر حداکثر این مقدار برای سایر پنجره های هوشمند بوده، راندمان آن در حیطه مصرف انرژی و تعدیل دما در فصول گرم و سرد 2.1 برابر سایر پنجره های هوشمند بوده است.