Што всушност опишува степенот на емисија
Скокни низ оваа статија
Емисиониот коефициент се појавува во секој технички лист на изолациска облога, најчесто како мал број помеѓу 0 и 1. Тоа што го опишува е прецизно дефинирано. Она што произлегува од него за одреден градежен елемент зависи од геометријата — и токму таму во праксата станува нечисто.
Дефиницијата стои во една потенција
Секоја површина над апсолутната нула ослободува топлина како електромагнетно зрачење. Колку, го опишува Стефан-Болцмановиот закон:
M = ε · σ · T4 [W/m²]
σ е Стефан-Болцмановата константа со 5,67 · 10−8 W/(m²·K4), T е апсолутната температура во келвини. Емисиониот коефициент ε е бездимензионален и покажува кој дел од зрачењето на идеално црно тело површината навистина го ослободува.
Од тоа веднаш произлегуваат две работи:
- Четвртата потенција е одлучувачкиот член. Помеѓу 20 °C (293 K) и 5 °C (278 K) има само 15 келвини, но струјата на зрачење се менува за околу 20 проценти. Кај индустриски површини со 200 °C и повеќе разликата станува драматична — таму зрачењето е доминантниот пат на загуба.
- ε и коефициентот на апсорпција се идентични при иста бранова должина. Тоа е Кирхофовиот закон на зрачење. Површина која слабо зрачи, при истата бранова должина слабо и апсорбира.
Типични вредности, и зошто изненадуваат
| Површина | ε (долгобрановo) |
|---|---|
| Црно тело (модел) | 1,00 |
| Минерален малтер, ѕидарија, дрво | 0,90 до 0,95 |
| Дисперзивна боја, без разлика на нијансата | околу 0,90 |
| Прозорско стакло, необложено | околу 0,84 |
| Low-E облога на стакло | 0,03 до 0,17 |
| Гола алуминиумска фолија | 0,03 до 0,05 |
Најважната вредност во оваа табела е втората. Речиси сите градежни материјали се околу 0,9. Тула, вар-цементен малтер и бела ѕидна боја практично не се разликуваат по долгобрановиот емисионен коефициент.
И еден момент кој редовно предизвикува забуна: видливата нијанса ништо не кажува за долгобрановиот емисионен коефициент. Црна и бела дисперзивна боја се двете околу 0,9. Нијансата влијае на кратобрановиот коефициент на апсорпција, односно на прифаќањето на сончево зрачење — сосема друга големина за сосема друга бранова должина.
Каде докажано делува низок емисионен коефициент
Постојат три добро документирани примени, и тие имаат нешто заедничко: површината со ниско ε стои спроти воздушен простор или голем температурен пад.
Изолационо застаклување
Во меѓупросторот на двојно застаклување значителен дел од топлинската струја тече како зрачење помеѓу двете стаклени површини. Low-E слојот на внатрешното стакло драстично го намалува овој дел. Ефектот е голем, мерлив и регулиран во производствениот стандард — патот од необложено до обложено топлинско-заштитно застаклување е еден од најголемите скокови што градежната физика ги направила во последните децении.
Бариери за зрачење пред воздушен слој
Алуминиумска обвивка делува како бариера за зрачење само ако пред неа стои мирен воздушен слој. Ако истата фолија се ламинира или малтерисува директно, ефектот целосно исчезнува: без воздушен процеп нема размена на зрачење што може да се намали, а топлинската струја продолжува да тече преку спроводливост.
Тоа е најчестата грешка во примената во оваа област — и причината зошто состојбата на вградување мора да се наведе во секое докажување.
Жешки површини во машинството
Кај цевководи, садови и котли со површинска температура значително над собната температура, поради четвртата потенција доминира делот на зрачење. Тука емисионо-намалувачката облога го има својот класичен домен на примена.
Каде работата се комплицира кај градежниот елемент
На внатрешна ѕидна површина ситуацијата е поинаква отколку во меѓупросторот на стаклото, и тоа од едноставна причина: зрачењето и конвекцијата течат таму паралелно, а стандардот ги сумира двете во еден број.
Отпорот на топлински премин Rsi со нормираната вредност 0,13 m²K/W не е чиста големина на зрачење. Тој го содржи и конвективниот дел — движењето на воздухот на ѕидот — исто како и размената на зрачење со останатите површини во просторијата. Кој го намалува делот на зрачење, го менува Rsi, но не во сооднос кој го сугерира чистата пресметка на зрачење.
Дополнително: размената на зрачење се одвива помеѓу ѕидот и останатите површини на истата просторија, а не наспроти студениот надворешен простор. Температурната разлика е со тоа мала — неколку келвини наместо 25-те келвини со кои пресметува докажувањето според DIN 4108-2. И токму оваа мала разлика влегува во четвртата потенција.
Што од тоа произлегува за површинската температура на конкретна ѕидна конструкција, не може паушално да се каже. Тоа зависи од односот на отпорите во целиот градежен елемент, од геометријата на просторијата и од користењето. Процентуален податок без соодветната ѕидна конструкција затоа не е никаква изјава.
Што тоа значи за еден технички лист
Три прашања што треба да се постават за секој наведен емисионен коефициент:
- За кој опсег на бранова должина важи вредноста? Долгобрановo (топлинско зрачење при собна температура) или соларно (кратобрановo)? И двете се ε-вредности, но опишуваат различни процеси и имаат различни редови на големина.
- По кој метод е измерено? За долгобрановиот емисионен коефициент вообичаено е мерење според EN 15976, односно со емисометар според ASTM C1371. Вредност без наведен метод не е проверлива.
- Спроти која површина и на кое растојание? Без состојбата на вградување размената на зрачење не може да се пресмета — а без воздушен процеп можеби воопшто и не постои.
А U-вредноста?
За барањата според Законот за енергетска ефикасност на згради и за програмите за поддршка не е важен емисионениот коефициент, туку пресметковната вредност на топлинската спроводливост според DIN 4108-4, општо градежно-техничко одобрение, Европска техничка оценка или хармонизиран производствен стандард. Ниска ε-вредност не го заменува ова докажување, колку и да е физиката зад неа убедлива.
Кој во разговор со клиент аргументира со емисиониот коефициент, всушност аргументира со реален физички ефект — но не со големина со која може да се образложи барање за поддршка.
Извори
- Стефан-Болцманов закон и Кирхофов закон на зрачење — основи на пренос на топлина
- DIN EN ISO 6946 — Отпор на топлински премин и коефициент на премин на топлина, отпори на топлински премин
- DIN 4108-2 — Минимални барања за топлинска заштита, гранични услови на докажувањето
- DIN 4108-4 — Пресметковни вредности за топлинска и влажносна заштита
- DIN EN 15976 — Определување на емисиониот коефициент; ASTM C1371 — метод со емисометар
- Закон за енергетска ефикасност на згради (GEG), како и BEG-EM-FAQ за признавање на докази за U-вредност
Овој прилог опишува општи физички зависности. Не содржи изјава за дејството на конкретен производ. Она што е измерено на поединечни објекти, стои со соодветните гранични услови на страницата Референци и мерења.