Низкая излучательная способность (low e или низкая тепловая излучательная способность ) относится к состоянию поверхности, при котором излучается низкий уровень лучистой тепловой (тепловой) энергии. Все материалы поглощают, отражают и излучают лучистую энергию в соответствии с законом Планка , но здесь основной проблемой является особый интервал длин волн лучистой энергии, а именно тепловое излучение материалов. При обычном использовании, особенно в строительстве, основное внимание уделяется температурному диапазону примерно от -40 до +80 градусов Цельсия, но в аэрокосмической и промышленной технологии практические аспекты представляют собой гораздо более широкие диапазоны.
Коэффициент излучения — это значение, присваиваемое материалам на основе отношения выделяемого тепла к идеально черному телу по шкале от нуля до единицы. Черное тело будет иметь коэффициент излучения 1, а идеальный отражатель будет иметь значение 0.
Закон теплового излучения Кирхгофа гласит, что поглощение равно излучательной способности непрозрачности [ необходимы разъяснения ] для каждой конкретной длины волны/частоты (материалы часто имеют совершенно разные коэффициенты излучения на разных длинах волн). Следовательно, если асфальт имеет коэффициент излучения 0,90 на определенной длине волны (скажем, длина волны 10 микрометров или тепловое излучение при комнатной температуре), его значение теплового поглощения также будет равно 0,90. Это означает, что он поглощает и излучает 90 процентов лучистой тепловой энергии. Поскольку это непрозрачный материал, оставшиеся 10 процентов должны быть отражены. И наоборот, низкоэмиссионный материал, такой как алюминиевая фольга, имеет значение коэффициента теплового излучения/поглощения 0,03, а для непрозрачного материала значение коэффициента теплового отражения должно составлять 1,0–0,03 = 0,97, что означает, что он отражает 97 процентов лучистой тепловой энергии . Строительные материалы с низким уровнем излучения включают оконное стекло, изготовленное с металлооксидным покрытием, а также материалы для обертывания домов, отражающую теплоизоляцию и другие формы лучистых тепловых барьеров.
Теплоизлучение различных поверхностей указано в следующей таблице. [1]
Оконное стекло по своей природе обладает высокой теплопроводностью, как указано в таблице выше. Для улучшения терморегуляции (изоляционных и солнечно-оптических свойств) на сырое натриево-известковое стекло наносят тонкопленочные покрытия . Используются два основных метода: пиролитическое химическое осаждение из паровой фазы и магнетронное распыление. [2] [3] Первый предполагает осаждение фторированного диоксида олова при высоких температурах. Пиролитические покрытия обычно наносятся на заводе по производству флоат-стекла при производстве стекла. Второй предполагает нанесение тонких слоев серебра с просветляющими слоями. При магнетронном распылении используются большие вакуумные камеры с несколькими камерами осаждения, в которых последовательно наносится от 5 до 10 или более слоев. Пленки на основе серебра экологически нестабильны и должны быть помещены в изолированное остекление или изолированный стеклопакет (IGU), чтобы сохранить свои свойства с течением времени. Специально разработанные покрытия можно наносить на одну или несколько поверхностей изолированного стекла. Один тип покрытия (покрытия с низким энергопотреблением) уменьшает излучение лучистой инфракрасной энергии, тем самым стремясь удерживать тепло на той стороне стекла, где оно возникло, пропуская при этом видимый свет. В результате остекление обеспечивает лучший контроль энергопотребления: тепло, исходящее из помещения зимой, остается внутри (теплая сторона), а летом тепло не выходит наружу, сохраняя прохладу внутри.
Стекло может быть изготовлено с разной теплоотдачей, но для окон это не используется. Определенные свойства, такие как содержание железа, можно контролировать, изменяя свойства теплоизлучения стекла. Эта «естественно» низкая тепловая излучательная способность встречается в некоторых составах боросиликата или пирекса . Естественно, низкоэмиссионное стекло не обладает свойством отражать ближнее инфракрасное (NIR)/тепловое излучение; вместо этого этот тип стекла имеет более высокое пропускание ближнего ИК-диапазона, что приводит к нежелательным потерям (или приросту) тепла в здании с окнами такого типа.
Было высказано предположение, что высокая отражательная способность окон с низким энергопотреблением может способствовать концентрации солнечной радиации, которая потенциально может нанести вред окружающей среде; О повреждении подъездных путей домов и автомобилей сообщалось не только в новостях, [4] [5] , но это также может вызвать юридические проблемы. [6]
Окна с низким энергопотреблением также могут блокировать радиочастотные сигналы. Здания без распределенных антенных систем могут страдать от ухудшения приема сотовой связи . [7]
Отражающая теплоизоляция обычно изготавливается из алюминиевой фольги с различными материалами сердцевины, такими как пенополиэтилен низкой плотности , полиэтиленовые пузырьки, стекловолокно или подобные материалы. Каждый материал сердцевины имеет свой собственный набор преимуществ и недостатков, основанных на его способности обеспечивать термический разрыв, глушить звук, поглощать влагу и противостоять возгоранию во время пожара. Когда в качестве облицовочного материала используется алюминиевая фольга, отражающая теплоизоляция может остановить 97% лучистой теплопередачи. В последнее время некоторые производители светоотражающей теплоизоляции перешли на облицовку из металлизированного полиэтилена. Долгосрочная эффективность и долговечность таких облицовок до сих пор не определены.
Светоотражающая теплоизоляция может быть установлена в различных помещениях и местах, включая жилые, сельскохозяйственные, коммерческие, аэрокосмические и промышленные сооружения. Некоторые распространенные установки включают облицовку домов, воздуховодов, обвязку труб, под теплыми полами, внутри стеновых полостей, кровельных систем, чердачных систем, систем фюзеляжа самолета, систем космических зондов и подпольных помещений. Отражающая теплоизоляция может использоваться как отдельный продукт во многих приложениях, но также может использоваться в комбинированных системах с массовой изоляцией, где требуются более высокие значения R.
Покрытия с низкой излучательной способностью нашли применение в стелс-технологиях, уменьшая тепловое инфракрасное излучение военной техники в коротковолновой, средневолновой и длинноволновой инфракрасной частях электромагнитного спектра. [8]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )