Fizika enerji səmərəliliyi üçün optimal dam nisbətlərini ortaya qoyur

İtaliyanın Neapol şəhərindən kənarda, Beneventoda qonaq professor kimi xidmət edərkən, Adrian Bejan yerli memarlıq haqqında bir şey gördü: Bütün damlar eyni görünürdü. Daha kiçik, köhnə strukturlarda çox dayaz zirvələr kimi görünən şeylərlə, bəlkə də, bu, yalnız dövrün tərzi idi.
Və ya bəlkə də qədim Roma inşaatçıları bir şey üzərində idilər. Termodinamikanın və istiliyin hərəkəti və axınının mütəxəssisi, Dyukda Maşın Mühəndisliyi üzrə JA Jones görkəmli professoru Bejan, cavab tapmaq üçün mükəmməl insan idi.
Kağız və qələmlə oturaraq Bejan iki oxşar formada istilik axını və ötürülməsini tənzimləyən tənlikləri və hesablamaları nəzərdən keçirdi: üçbucaqlı kəsikli uzun dam və dairəvi konus.
Florida Beynəlxalq Universitetinin mexaniki və material mühəndisliyi kafedrasının dosenti Pezhman Mardanpour ilə əməkdaşlıqda əldə edilən nəticələr İstilik və Kütləvi Transferdə Beynəlxalq Əlaqələr jurnalında dərc olunub . Onlar göstərdilər ki, həqiqətən də istilik saxlama qabiliyyətini maksimuma çatdıran dam formaları var – yaşlı italyan memarlar nəsli nə etdiklərini bilirdilər.
“Hava cibləri yaxşı izolyatorlardır və çardaqlar əsasən fərqli formalı hava cibləridir” dedi Bejan. ” Enerjiyə qənaət bu gün məşhur bir söz olsa da, uzun keçmiş illərdə bu, sağ qalmaq məsələsi idi.”
Dam örtüyünün necə çömbəldiyinin və ya hündürlüyünün təfərrüatları onun içindəki havanın necə hərəkət edəcəyini müəyyənləşdirir. A-çərçivə və ya dairəvi konusda bir zirvəni nəzərə alsaq, əgər bu zirvə üç futdan azdırsa, hava lavabonun kənarından axan su kimi rəvan və bərabər şəkildə axacaq. Ancaq zirvə üç futdan çox hündürlükdədirsə, hava küləkdə vəhşicəsinə dalğalanan tüstü kimi xaotik şəkildə fırlanacaq.

Bu hava axınlarının və istilik köçürmələrinin fizikasına əsasən , əgər damın zirvəsi təxminən üç futdan qısadırsa, istilik itkisini minimuma endirmək üçün hündürlüyündən təxminən üç və ya dörd dəfə geniş olmalıdır. Damın zirvəsi üç futdan yüksəkdirsə, hündürlüyü-eni nisbəti bir olan bərabərtərəfli üçbucaq olmalıdır.
https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=3042148327&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=100&lmt=1744702280&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-04-physics-reveals-optimal-roof-ratios.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS44NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM1LjAuNzA0OS44NSJdLFsiTm90LUEuQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNS4wLjcwNDkuODUiXV0sMF0.&dt=1744702280047&bpp=1&bdt=75&idt=150&shv=r20250410&mjsv=m202504100101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1744702096%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1744702096%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1744702096%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2263130035737&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2027&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95355972%2C95355974%2C95332926%2C95357461%2C95357877%2C31091504%2C95356661%2C95356809%2C95357715%2C95340253%2C95340255&oid=2&pvsid=3101229103046203&tmod=758868902&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=157
Bəlkə də təəccüblü deyil ki, bunlar bütün dünyada yaradılmış saysız-hesabsız köhnə, təvazökar yaşayış evlərində tapıla bilən nisbətlərdir. Onlar Bejanın o gün İtaliyanın cənubunda gördüyü dam xətlərinə olduqca yaxındırlar.
“Bu cür anlayışı rasionallaşdırmaq çətin deyil, lakin hər yerdə nümunələr olsa da, gözdən qaçırmaq asandır” dedi Bejan. “Tələbələrimiz və onların professorları üçün təxəyyüllərini açmaq və hər şeyin niyə belə olduğunu soruşmaq vacibdir.”
Bejan keçmiş günlərin memarlarının dam dizaynlarına termodinamika tətbiq etməsindən şübhələnsə də, onların formalarının da təsadüfi olduğunu düşünmür. Təsəvvür etmək çətin deyil, o deyir ki, bir qonşunun evinin digərininkindən daha isti olduğunu kəşf edir və onun dizaynını illər boyu təkrar-təkrar kopyalayır.
Bu, müasir memarların da nəzərə alına biləcəyi bir dərsdir.
“İndiki evlər və binalar mümkün qədər enerjiyə qənaət etmək üçün layihələndirilir” dedi Bejan. “Ancaq mənim bildiyimə görə, heç kim binanın fiziki formasını və ya nəqliyyat vasitəsi və ya heyvan kimi hər hansı bir şeyi bu səmərəliliyə kömək edə biləcək bir dəyişən kimi nəzərdən keçirmir və bəlkə də biz belə etməliyik.”
Daha çox məlumat: A. Bejan et al, Niyə insanlar damları eyni şəkildə formalaşdırırlar, İstilik və Kütləvi Transferdə Beynəlxalq Əlaqələr (2025). DOI: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2025.108909Duke Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir