Sugárzási gát
A sugárzást szabályozó bevonat hasonló a sugárzási gáthoz. A hőárammal szembeni ellenállás vagy az „R” érték nagymértékben megnövekedett a felület visszaverő-képességének növekedésével. Ezt az ultra-vékony gátat és felszínének hővisszaverő képességét később „RadiantBarrier” azaz „Sugárzási gát” néven ismerhették meg.
Az ASHRAE tisztában van a vékony mozdulatlan levegőfilm egyedi tulajdonságával egy sugárzási gát felszínén, ahol a sugárzási gát maga lehet fémes és hővezető is. De mindaddig, amíg nincs fizikai érintkezés vagy „vezetés”, a sugárzási gát növelheti az álló levegő „R” szigetelő értékét. A legtöbb mennyezeti és falszigetelést most sugárzási gát felületekkel értékesítik, hogy kihasználják ezt a jelenséget.
A nagymértékben visszaverő felületek, mint például egy fényes alumíniumfólia, akár négyszeresére (4) is növelheti a hőállóságot vagy az „R” értéket zárt térben egy nem visszaverő szubsztrátumhoz képest. A vastagság nem befolyásolja a szigetelési érték növekedését.
Ashraehandbook of Fundamental (1972)
Ezeket az „R” értékeket az ASTM C236 szabvány „Őrzött forró doboz” vagy az ASTM C976 szabvány „Kalibrált forró doboz” eljárásaiból vezették le szabályozott, ideális laboratóriumi körülmények között.
Míg a sugárzási gátat zárt térben és padlózatokban használják azok teljes szigetelési értékének javítása érdekében, a felszínen sugárzásszabályozó bevonatot használnak a sugárzó hő visszasugárzására vagy visszaverésére és eloszlatására.
A sugárzásszabályozó bevonatnak a következő sugárzási tulajdonságokkal kell rendelkeznie ahhoz, hogy hatékony külső sugárzást gátló tényező legyen:
- Alacsony napenergia elnyelés (kevesebb energiát fog elnyelni)
- Magas kibocsátási érték (nagyobb hőt sugároz fel a felszínről)
- Magas konvekciós együttható (ha a felszín hőmérséklete emelkedik, több hőt vezet a környezeti levegőbe)
- Nagyon alacsony hővezető képesség (az „R” érték reciproka)
Szigetelési érték ekvivalens
Az olyan anyagvizsgáló létesítmények, mint a TRW és a szingapúri SISIR egyaránt világszínvonalú teljesítményt nyújtanak. Nagymértékben támaszkodtunk a vizsgálati eredményekre a kerámia bevonatok termikus fizikai tulajdonságainak értékelésénél.
Az Amerikai légierő minisztériuma (Department of the US Air force) önálló vizsgálatot végzett a szigetelők helyett a bevonatok használatához fűződő érdekük miatt a kiterjedt légijármű-hangár épületekben. A fém tetőfelület felszíni hőmérsékletének csökkentése drasztikusan csökkenti a hőtágulást a délutáni csúcshőmérsékleten. A hősokk vagy a tetőmozgás csökkentése csökkenteni fogja a vízszivárgást és a korróziót is. Ez nyilvánvaló a kerámia bevonatú nagy fém tetőknél, ahol a víz szivárgás megállt, és sokkal hűvösebb belső hőmérséklet tapasztalható.
A Christian Testing Lab a legközelebbi vizsgálat a kerámia bevonatok tényleges R-érték ekvivalensének meghatározásához. A SISIR K-értéke 40-es R-értéket ad 2,54 cm-re vonatkoztatva. De a mi bevonatunk nem kizárólag szigetelésként működik, amint azt a TRW-tesztek mutatják. Mivel hasonló tulajdonságú, mint sugárzási gát, a vastagság kisebb jelentőséggel bír.
A felszíni termo-fizikai tulajdonság fontos szerepet játszik abban a képességében, hogy magas visszaverő-képességet biztosítson, és drasztikusan csökkentse a külső hő beáramlását. A kerámia bevonat egyedülálló tulajdonsága egy ténylegesen ellenőrzött tesztben igazolta, hogy az megfelel a 10,15 centiméter vastagságú Styrofoam (extrudált) szigetelés R-20 értékének.
A kerámia bevonat valódi R-értéke
Tiszta szigetelésként működve = R-40 hüvelykenként.
Három független vizsgálati eredmény egyesítése majdnem lineáris vonalat eredményez, amely bizonyítja, hogy ez a létrehozott görbe a kerámia bevonat pontos R értékét eredményezi.
Azonban emlékeznünk kell arra, hogy ha ezt a terméket sugárzásszabályozó bevonatként alkalmazzuk, akkor a többi termo-fizikai tulajdonság is működésbe lép, és sokkal magasabb R értéket ad.
Metrikus konverzió: Az R értékek metrikus formátumú R értékre konvertálásához szorozza be a következő példa szerint.
A Szingapúri Szabványügyi és Ipari Kutatóintézet ASTM C518-85-ös tesztje szerinti, hüvelykenkénti 40-es R értékre hivatkozással azt figyelembe kell venni, hogy ez az érték csak a tiszta szigetelés összehasonlítását tükrözi, és nem igazán reprezentatív a bevonási képességet tekintve, a jelen dokumentum 3. pontjában szereplő Eredmények összefoglalójában említettek szerint.
Az, hogy a kerámia bevonat hatékonyan képes újra sugározni, vagyis tükrözni a napsugár-spektrum energiáját, pl. UV, látható, közeli infravörös és távoli infravörös hullámhosszakat, növeli a felhasználható R értéket, amellyel az összes épület hőterhelését ki lehet számolni R-20-ra.
Protektor szigetelési érték
Sugárzásszabályozás termikus teszt I
TRW Űr és technológia
Mérnöki és Vizsgálati osztály
OneSpace Park, Redondo Beach CA, 90278
A végrehajtott vizsgálat
Sugárzásszabályozó kerámia bevonat minták napenergia elnyelése és kibocsátása 1986. július
Az eredmények összefoglalása
Alacsony napenergia elnyelés, as (0-18 – 0,20), összehasonlítva az űrhajó bevonattal.
Magas kibocsátási érték, eb (0,90 – 0,97).
Nagy konvekciós együttható, h (1,2 @ 32°C környezeti levegő) (1,26 @ 44°C környezeti levegő)
Sugárzásszabályozás termikus teszt II
A Légierő Minisztériuma (Department of theAirforce)
15th Air BaseWing( PACAF)
Hickam Air ForceBase Hawaii, 96853-5000
Sugárzásszabályozás vizsgálat
A 1209-es épület kerámia bevonata, Hickham AFB, Hawaii 96853 1997. április
Az eredmények összefoglalása
Raktárhőmérséklet kerámia bevonat előtt = 38°C a fém tetőfelület átlagos belső csúcs felületi hőmérséklete = 46°C
Raktárhőmérséklet kerámia bevonat után = 30°C (8°C-os csökkenés) a fém tetőfelület belső felületi hőmérséklete = 34°C (12°C-os csökkenés)
A vizsgálat eredményei azt bizonyítják, hogy a kerámia bevonat nagymértékben hővisszaverő szigetelést biztosít, ami csökkenti a külső hő beáramlását. A bevonat kétségtelenül hatékony és költséghatékony módja az épületek szigetelésének.
Sugárzásszabályozás termikus teszt III
Christina Test Laboratories Inc
2625 LowerWetumpkaRoad Montgomery, Alabama, 36110
Termikus teljesítmény vizsgálatok
Két hasonló szerkezeten. (Hasonló az ASTM C236-hoz) 1978. július
Az eredmények összefoglalása
Két, 183 m x 2,44 m x 2,35 m magas épületet építettek fel teljesen szigetelt falakkal. Miután meghatározták, hogy két épület megegyező termikus tulajdonságokkal rendelkezik, az egyiket kerámia bevonattal látták el a csupasz fém tetőn. A hőmérsékleteket óránként mérték mindkét épületben és az alsó részen a bevonattal nem ellátott tetőt polisztirol tetőszigeteléssel látták el, amíg ki nem egyenlítődtek az óránként mért szobahőmérsékletek.
Összesen 10,16 cm vastagságú (extrudált) Styrofoam szigetelésre volt szükség ahhoz, hogy a szobahőmérséklet lecsökkenjen a kerámia bevonattal ellátott épületben mérhetővel megegyező értékre.
Sugárzásszabályozás termikus teszt IV
Singapore Institute of Standards and Industrial Research
Hivatkozási szám: No. GC/12/3/1713SISIR/FP, július
ASTM C518-85 Termikus
Vezetési vizsgálat sugárzásszabályozó kerámia bevonatona
Az eredmények összefoglalása
Két darab betonlap, mindkettő névleges mérete 300 x 300 x 30 mm vastag, vékony réteg (kb. 0,5 mm) kerámia bevonat a lemez felületén. Elvégezték az ASTM C518-85 „Állandó állapotú hőátadási tulajdonságok a hőáramlásmérő segítségével” vizsgálatot mindkét mintán.
Szabványos üvegszálas szigetelést alkalmazva az áramlásmérő kalibrálásához, 25,4 mm vastagság mellett a hővezetőképesség 0,03556 W/mK volt 31°C-os átlaghőmérsékleten. A 0,5 mm-es kerámia bevonat K értéke 0,00345 W/mK vagyis elméletileg (10) tízszer jobb, mint az üvegszálé.
A kerámia bevonat nagyon alacsony hővezető képességének és alacsony napenergia elnyelésének egyesítésével, valamint a magas kibocsátási értékével és a magas konvekciós együtthatóval a sugárzászabályozó bevonatok az épületek szigetelésének nagyon egyszerű, hatékony és költséghatékony módját jelentik.
A szín hatása a hőmérsékletre
Vizsgálatokat végeztek a színeknek a tetőrendszer hőmérsékletére gyakorolt hatásának meghatározására. A bevonatokat 2” poliuretánhabra vitték fel. A kis hőmérőket helyeztek el a bevonat anyagába vagy alá. Az alábbi grafikon mutatja a különbséget a színes bevonatok és más tetőanyagok viselkedése között, amikor napfénynek van kitéve.
A bevonatok és más anyagok hőmérséklete napfényben
Ezeket a számokat északi Észak-Texasban mértük 32°C-os környezeti hőmérsékleten. A nagyobb magasságok vagy a 32°C feletti környezeti hőmérsékletek az itt mért felmelegedésnél még melegebb felületi hőmérsékletet eredményeznek. A grafikonból látható, hogy még a világos színű bevonatok is emelik a hőmérsékletet. A sugárszabályozó bevonatok jól tükrözik a napfényt. Sajnos az alumíniummal töltött bevonatok ezzel ellentétben jól nyelik el a napenergiát.
Mind az alumínium bevonatok, mind a horganyzott acél hőmérséklete meghaladta a 77°C-t, míg a fekete egyrétegű hőmérséklete meghaladja a 88°C-t. A sugárszabályozó bevonatok nyilvánvalóan eredményesebbek a rendkívüli hő visszaszorításában.
Fenti kép:
A Protektor újra sugározza a hőt a szubsztrátról és visszaveri a káros ultraibolya fényt. A Protektor kerámia termikus gáttulajdonságai a több millió üreges mikrokerámia gyöngynek köszönhetőek, amelyek összezáródnak és holt légréteget hoznak létre. A Protektor sikere annak köszönhető, hogy képes ellenállni a „sugárzó hőátadásnak”. A Protektor akkor is hatékony marad, ha elszíntelenedik és a teljes napspektrumot célozza meg.
A Protektor egyedülálló, mivel képes arra, hogy egész évben energiát takarítson meg, nagymértékű szigetelési tulajdonságai miatt.
A Melbourne Egyetem tanulmánya bizonyította, hogy a Protektornak további előnyei más termékekhez viszonyítva. Ez az előny a terméknek az a képessége, hogy javítsa az épületen belüli hő megtartást hűvösebb időben.