Лучистый барьер: что это такое и как он работает
Лучистый барьер — это строительный материал, который играет важную роль в снижении теплопередачи в зданиях. Он отражает тепловое излучение, что позволяет поддерживать комфортную температуру внутри помещений. Важно понимать, что тепловая энергия передается не только через излучение, но и посредством проводимости и конвекции. Поэтому лучистые барьеры часто комбинируются с теплоизоляцией, которая замедляет теплопередачу через проводимость и конвекцию.
Как работает лучистый барьер
Лучистый барьер отражает тепловое излучение, предотвращая его передачу с одной стороны барьера на другую. Это достигается благодаря использованию отражающей поверхности с низким коэффициентом излучения. В большинстве случаев такой поверхностью является тонкая зеркальная алюминиевая фольга. Для повышения устойчивости к внешним условиям на фольгу может быть нанесено специальное покрытие. Лучистые барьеры могут быть односторонними или двусторонними. Односторонние барьеры часто прикрепляются к изоляционным материалам, таким как полиизоцианурат, жесткий пенопласт или плита с ориентированной стружкой (OSB).
Отражательная способность и излучательная способность
Все материалы излучают тепловую энергию в зависимости от своей температуры. Количество излучаемой энергии определяется свойством, называемым излучательной способностью. Это значение варьируется от 0 до 1, где 1 означает максимальную излучательную способность. Связанное свойство — отражательная способность, которая показывает, сколько энергии отражается материалом. Эти два свойства в сумме должны давать 1 по закону Кирхгофа. Для эффективной работы лучистых барьеров их излучательная способность должна быть низкой (обычно 0,1 или менее) на длинах волн, соответствующих инфракрасному спектру.
Важно отметить, что лучистые барьеры могут иметь высокую визуальную отражательную способность, но это не всегда связано с их тепловыми характеристиками. Например, можно создать темные поверхности, которые будут иметь низкую тепловую излучательную способность.
История лучистых барьеров
История использования лучистых барьеров начинается с экспериментов французского ученого Жана Клода Эжена Пекле в 1860 году. Он исследовал изолирующие свойства различных металлов и пришел к выводу, что ни цвет, ни визуальная отражательная способность не являются основными факторами в их характеристиках. В 1925 году два немецких предпринимателя, Шмидт и Дайкерхофф, запатентовали отражающие поверхности для использования в строительной изоляции. Это стало основой для широкого применения лучистых барьеров в строительстве.
Применение лучистых барьеров
Космические технологии
Для программы Apollo NASA разработало тонкую алюминиевую фольгу, отражающую 95% теплового излучения. Эта фольга использовалась для защиты космических аппаратов и астронавтов от экстремальных температур в космосе. В условиях вакуума, где передача тепла осуществляется только излучением, лучистые барьеры становятся особенно эффективными.
Текстиль
С 1970-х годов металлизированные полиэстеровые одеяла, известные как «космические одеяла», используются для предотвращения гипотермии. Эти легкие и прочные одеяла стали популярными в ситуациях, когда необходимо сохранить тепло, например, после марафонов.
Обработка окон
Оконное стекло может быть покрыто специальными пленками с низкой эмиссией, которые уменьшают теплопередачу, сохраняя при этом видимый свет. Эти пленки наносятся на стекло во время производства или могут быть установлены домовладельцами самостоятельно.
Строительство
Лучистые барьеры активно используются в строительстве, особенно в крыше и чердаках. Когда солнечная энергия нагревает крышу, она передает тепло вниз через кровельные материалы. Установка лучистого барьера между крышей и изоляцией позволяет отражать большую часть тепла обратно, что снижает температуру в помещениях.
Экономия энергии
Согласно исследованиям, использование лучистых барьеров может привести к значительной экономии на счетах за коммунальные услуги, особенно в жарких климатических условиях. Например, в домах с воздух.