Как фольга отражает тепло

автор: admin
06.04.2024

Теплопотери и теплоприобретения в зданиях. Физика фольги.

Излучение — это движение электромагнитных волн через пространство. Инфракрасные лучи возникают в промежутке между световыми и радарными волнами (3-15 микрон спектра). Поэтому, когда мы говорим об излучении, мы подразумеваем только инфракрасные лучи. Все тела, температура которых выше абсолютного нуля, как, например, Солнце, ледники, люди, животные, печи и радиаторы, мебель, стены, пропускают инфракрасное излучение.

Все объекты излучают такие инфракрасные лучи, которые движутся по прямой до тех пор, пока их не отразит или не впитает в себя иной объект. Путешествуя со скоростью света, они не несут в себе тепло, а только энергию. Нагрев объекта заставляет его отдавать энергию, которая преобразуется в инфракрасные лучи. Когда тело впитывает в себя такие лучи, их энергия переходит в тепло и нагревает тело. Тепло распределяется по телу кондукцией (теплопередачей), и с поверхности тела расходятся лучи в воздушное пространство.

Количество впитанных телом лучей выражается понятием эмиссии. Эмиссия — число, при котором лучи начинают отдаваться. Впитывание излучения пропорционально фактору впитывания этой поверхности, то есть эмиссии.

Хотя два тела могут быть и одинаковыми, их эмиссивность зависит от рода их покрытия. Вот пример. На четыре одинаково нагретых радиатора были нанесены различные покрытия: на первый нанесли алюминий, на второй — краску-эмаль, третий обложили асбестом, четвёртый накрыли алюминиевой фольгой. При равной температуре всех тот радиатор, который обернули фольгой, имеет самую низкую эмиссию (ниже 5%). Те же, что были в асбесте и краске, показали самый высокий уровень эмиссии, так как у этих материалов он даже выше, чем у железа. Покраска фольги или алюминия приведёт к повышению фактора до 90%.

Те материалы, что не отражают лучи (бумага, асфальт, дерево, стекло и камни), легко их вбирают; фактор их эмиссивности — от 80% до 93%. Все традиционные материалы, вне зависимости от их цвета, впитывают излучение на 90%. Интересным является то, что зеркало, прекрасно отражая свет, практически не отражает излучение (эмиссия 90%). Это такой же фактор, как и у поверхности, покрытой чёрной краской.

Поверхность алюминия имеет свойство не пропускать, а задерживать 95% излучения, попадающего на эту поверхность. А поскольку, как мы уже выяснили, отношение масс алюминия и воздуха очень невелико, происходит очень небольшая теплопередача, засчёт которой и вбираются 5% излучения.

Попробуйте опыт: возьмите кусок алюминиевой фольги и приблизьте её к лицу, не касаясь. Вскоре Вы почувствуете тепло напротив фольги. Объяснение: эмиссивность вашего лица — 99%. Фольга отражает 95%. Кожа лица вбирает 99% отражённой энергии, и она переходит в тепло. То есть, Вы чувствуете возвращённое тепло вашего собственного лица.

Отражение и воздушные пространства

Чтобы уменьшить кондуктивную теплопотерю, крыши домов строятся с дополнительными воздушными пространствами. Благодаря этому кондуктивные и конвективные потери составляют только 20-35% от возможных.
И зимой, и летом 65-80% теплопотерь всё же происходит из-за излучения.
Качество таких пространств как термоизоляции во многом зависит от материалов, ограничивающих это пространство. Большинство материалов пропускают излучение из-за своей высокоэмиссионности, и именно поэтому теряется так много тепла.
Следующий пример поможет понять, как остановить потери. Две стены, расстояние между которыми равно 4 см, нагреты до 100С и 0С. В первом случае их разделяют бумага, асбест, дерево или похожие по свойствам материалы. Во втором случае стены покрыты алюминиевой фольгой. В третьем, два листа фольги разбивают пространство между стенами на три равных.

Отражение и эмиссивность возникают только в пространстве. Идеальным для этого является пространство в 2 или более сантиметра. Меньшие пространства менее эффективны. Там, где нет пространства, возникает явление теплопередачи через твёрдые тела. Если отражающий материал прибит к стене, потолку или другой поверхности, в местах контакта нет изоляции от излучения. Поэтому при установке отражающей изоляции необходимо избегать контактов поверхностей и оставлять максимальные воздушные пространства.

Теплопотеря через воздух

Не существует явления “мёртвого” воздуха, даже в термосе. Невозможно избежать конвекции из-за разности температур поверхностей. Поскольку воздух обладает определённой плотностью, имеет место явление теплопередачи. Наконец, излучение с лёгкостью пройдёт и через воздух, и через вакуум, как оно проходит миллионы километров от Солнца к Земле.
Алюминиевая фольга способна остановить поток излучения засчёт отражательного свойства своей поверхности. Разные типы фольги по-разному вбирают, эмиссивность варьируется от 2% до 72%, разность в 2000%.
Большинство фольгированной изоляции вбирает только 5% излучения. Она нечувствительна к водяным парам и воздействиям конвекции и отражает 95% лучевой энергии.
Действие алюминиевой фольги непревзойдено в зимних и летних условиях благодаря вышеперечисленным свойствам.

Теплопотеря через пол

До 93% тепла уходит через пол из-за излучения. Утеплив фольгированной изоляцией подпол холодного здания, вы создадите отражающее препятствие для него и вернёте его в здание, согрев пол. Подвальные водяные пары фольге не повредят благодаря её химическим свойствам.

Конденсация

Водяной пар является водой в газообразном состоянии. Как любой газ, водяной пар равномерно распределяется по занимаемому пространству. В данном пространстве при данной температуре определённое количество газа перейдёт во взвешенное и впоследствии может перейти в жидкое состояние. Точка перехода воды из насыщенного в жидкое состояние называются точкой росы. Вода конденсируется когда бы то ни было и где бы то ни было при достижении точки росы.

Фольгированная теплоизоляция

Эффективная теплоизоляция заключается не только в удержании тепла, но и в его отражении. Поэтому была разработана фольгированная теплоизоляция, как универсальная изоляция с высокими техническими показателями и широким спектром применения.
Давайте детальнее рассмотрим, что же представляет собой фольгированная теплоизоляция.

Фольгированная теплоизоляция — комбинированный материал с отражающим эффектом, что состоит из двух слоев. Первый – это основа, которой может быть: пенополистирол, вспененный полиэтилен или минеральная вата. Основной слой обеспечивает низкую теплопроводность. Второй – это защитное покрытие фольги, которое отражает около 97% видимого спектра излучения и до 90% инфракрасных лучей. Кроме того, такой материал обладает отличной пароизоляцией.
Фольгированные утеплители могут иметь один или два слоя алюминиевого покрытия, а также клейкий слой с обратной стороны материала.
Принцип действия отражающей изоляции довольно прост. Поток излучения тепла, как и свет, можно останавливать с помощью отражения. Алюминиевая фольга имеет такое свойство. Поэтому, фольгированную теплоизоляцию называют еще «отражающая теплоизоляция».
Отражающая теплоизоляция останавливает на всех трех путях его распространения от «горячего» тепла к «холодному»: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение.
Фольгированная теплоизоляция на рынке представлена материалами различных форм и размеров. Они могут быть в форме матов, плит, полотна, трубок или цилиндров (скорлупы), что зависит от особенностей применения каждого из них.
Группа компаний «САНПОЛ» представляет высококачественную фольгированную теплоизоляцию различных видов. Для теплоизоляции строительных конструкций, инженерных систем и оборудования мы предлагаем такие материалы с отражающим эффектом:

Вспененный полиэтилен с фольгой

Вспененный полиэтилен с фольгой – один из самых эффективных теплоизоляторов современности. Это тонкий рулонный материал, что объединяет в себе свойства: гидроизоляции, пароизоляции, звукоизоляции и теплозащиты. Представляет собой многослойный материал из вспененного полиэтилена и защитного покрытия алюминиевой фольги. Также может иметь клеевой слой, что обеспечивает удобство и надежность крепления материала к поверхностям.

Пенополиэтилен состоит из множества закрытых пор, наполненных воздухом. Это обеспечивает высокий уровень теплоизоляции материала. Кроме того, пенополиэтилен уменьшает уровень структурных шумов.

Может применяться как самостоятельный утеплитель и, как дополнение к другому теплоизоляционному материалу, что обеспечивает низкую теплопроводность, а фольгированный утеплитель призван уменьшить передачу лучистой энергии. Высокие амортизирующие свойства, устойчивость к химическим веществам, биологическим вредителям, эластичность материала способствовали широкому применению в строительстве.

Фольгированная теплоизоляция из вспененного полиэтилена используется для утепления полов, стен, крыш, систем вентиляции во всех типах зданий и сооружений. Вспененный полиэтилен с фольгой также эффективен для изоляции воздуховодов, изоляции труб и холодильного оборудования.

Минеральная вата с фольгой

Минеральная вата с фольгой — это успешное сочетание теплоизоляционных свойств минеральной ваты с отражающим эффектом алюминиевой фольги, которая к тому же защищает слой утеплителя от повреждений, выветривания и намокания. Минеральная вата – уникальный теплоизоляционный материал, что применяется во всех видах утепления. Экологически чистый и негорючий материал. Вместе покрытием фольги создает отличную долговечную отражающую теплоизоляцию.

Материалы с минеральной ваты, кэшированной фольгой, выпускают в форме плит, матов (в рулонах) и цилиндров. Фольгированная теплоизоляция с минеральной ваты лучше всего подходит для утепления бани, изоляции саун, утепления крыши, дымоходов. В этих случая применяют плиты и минераловатные маты. Кроме того, такие материалы отлично подходят для устройства теплоизоляции пола. Для изоляции труб различных диаметров и видов применяют теплоизоляционные цилиндры с минеральной ваты.

Пенополистирол фольгированный

Пенополистирол с фольгой изготовляется специально для систем теплый водяной пол.

Теплоизоляция теплого пола — очень важная часть системы, поскольку выступает барьером прохождения тепла от нагревательных элементов (труб) в основание пола. Жесткие плиты пенополистирола имеют слой фольги с разметкой для теплого пола, которая при монтаже точно определяет шаги между трубами. Фольга отражает тепло вверх от пола. Фольгированная теплоизоляция в системе теплый водяной пол играет очень важную роль в повышении эффективности работы системы.

Фольгированная теплоизоляция значительно повышает эффективность систем утепления, используемых в индивидуальном, промышленном и гражданском строительстве. Фольгированные утеплители сохраняют тепло и уменьшают теплообмен строительных конструкций. Отражающая теплоизоляция позволяет поддерживать необходимую температуру в помещении, экономить расход тепла и затрат на отопление.

Фольга как теплоизоляция

Давно задумываюсь, зачем рекомендуют ложить тонкие фольгированные изоляции под электрические теплые полы? Это же металл, он же только может отражать тепло, которое излучает свет?, а тепло, которое, исходит от теплых полов, котлов и просто от отопления он наоборот проводит и очень даже неплохо, или я ошибаюсь?

Aleksandrizrigi

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от Aleksandrizrigi

Регистрация: 05.05.2009
Сообщений: 1,415
Вы ошибаетесь. Зеркальная поверхность фольги отражает тепловое излучение от любых источников.
Регистрация: 17.11.2008
Сообщений: 30

Фольга отражает не свет, а излучение. Вспомните школьную физику: тепло передается тремя путями: излучение, конвекция и теплопередача. Так вот фольга препятствует лишь одному виду передачи тепла — излучению, поэтому должна использоваться совместно с другими материалами. По всей вероятности вы спутали тепловое излучение с видимым светом.

Регистрация: 17.10.2009
Сообщений: 1,108
Сообщение от sgt

Если фольга не рваная то конвекции через нее нет.
Регистрация: 12.06.2005
Сообщений: 1,973
лучше, чем сказано у Классика, вряд ли получится
Регистрация: 27.11.2009
Сообщений: 37

да, по поводу света я не очень корректно написал. Я провел небольшой опыт, оторвал кусок фольги для выпечки и обхватил стояк отопления через него, я понимаю, что моя рука не термометр, но никакой разницы я не почуствовал, с фольгой или без нее.

Aleksandrizrigi

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от Aleksandrizrigi

Регистрация: 24.12.2008
Сообщений: 2,588
Сообщение от Aleksandrizrigi

Неправильный вы опыт сделали. Включите на полную мощность газовую горелку. Посмотрите насколько вы сможете близко поднести руку (не сверху, а сбоку) к горелке. А теперь сделайте шторку из фольги (висящую например на спице) и попробуйте поднести руку к горелке закрытой этой фольгой. Думаю смысл понятен.

Регистрация: 15.04.2009
Сообщений: 252
Сообщение от Aleksandrizrigi

Давно задумываюсь, зачем рекомендуют ложить тонкие фольгированные изоляции под электрические теплые полы?

В какой конкретно конструкции? Приведите ссылку — подумаем, полезно там или бесполезно.
Регистрация: 24.12.2008
Сообщений: 2,588
Сообщение от Aleksandrizrigi

а тепло, которое, исходит от теплых полов, котлов и просто от отопления он наоборот проводит и очень даже неплохо, или я ошибаюсь

Всё зависит от того на чём лежит эта фольга. Я тоже до сих пор не понимал нафига она нужна в тёплых полах. А сейчас начинаю понимать, что если она лежит на утеплителе то она не даёт особо прогреться всему слою утеплителя, а сильно нагревается лишь верхний его слой, прилегающий к фольге.

Регистрация: 15.04.2009
Сообщений: 252
Сообщение от РастОК

Это только если вата малой плотности и толщины.
Регистрация: 24.12.2008
Сообщений: 2,588

Eugene, вы хотите сказать, что если сделать трёхслойную конструкцию
— фольга
— пенополиуретан
— минвата

то эта конструкция будет неэффективно работать?

Регистрация: 27.11.2009
Сообщений: 37

Конструкция такая:
1. Плитка
2.Электричекий коврик «Термолюкс»
3.Самовыравнивающийся раствор 5мм
4.Керамзит(6-10 и 10-20(в зависимости от возможной толщины слоя, т.к. это пол лоджии с уклоном, я соответственно уклон выровнил)) смешаный с «Sakret Beton-klon»
5.Ж/б плита лоджии, думаю милиметров 100
Пенопласт или вату класть было невозможно по причине того, что было бы выше входа, у лоджии утеплены ватой стены и установлены пластиковые окна со стеклопакетами.

Aleksandrizrigi

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от Aleksandrizrigi

Регистрация: 15.04.2009
Сообщений: 252
Сообщение от РастОК

Eugene, вы хотите сказать, что если сделать трёхслойную конструкцию
— фольга
— пенополиуретан
— минвата

то эта конструкция будет неэффективно работать?

Что значит «неэффективно»?
Я хочу сказать, что если из этой конструкции удалить фольгу, то в некоторых случаях конструкция будет работать не хуже.

Конструкция такая:

Где тут фольга?
Регистрация: 27.11.2009
Сообщений: 37

Где тут фольга?

Фольги тут нету по факту, просто если бы она там была, то была бы под электрическим ковриком

Aleksandrizrigi

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от Aleksandrizrigi

Регистрация: 17.01.2010
Сообщений: 860
Сообщение от Aleksandrizrigi

думаю не хватает пароизоляции пленки или фольги
в термосе не зря колба зеркальная и утепленная
__________________
Мнение автора может не совпадать с его точкой зрения
Регистрация: 15.04.2009
Сообщений: 252
Сообщение от Aleksandrizrigi
Фольги тут нету по факту, просто если бы она там была, то была бы под электрическим ковриком

Что представляет собой этот ваш коврик?
Если много воздушных зазоров — тогда фольга может снизить прямой радиационный теплообмен вниз. Иначе — только как пароизоляция.

Регистрация: 27.11.2009
Сообщений: 37

Что представляет собой этот ваш коврик?

Коврик-тонкий(d = 2mm) электрический кабель на пластиковой сетке, залил его самовыравнивающим раствором на мм выше самого пола, так, что воздуха там нету вообще, плитку сразу на коврик не положил потому-что клеил мазайку, а для нее нужна идеальная поверхность

Aleksandrizrigi

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от Aleksandrizrigi

Регистрация: 15.04.2009
Сообщений: 252
Сообщение от Aleksandrizrigi

На тепловые потоки в пол в такой конструкции фольга существенно влиять не будет. Как пароизоляция — скорее всего тоже бесполезна. Остается один шанс для возможной пользы фольги в такой конструкции — выравнивание температуры в поперечном направлении и, тем самым, улучшение теплосъема с кабеля. Но это может быть полезно только при использовании толстой фольги.

Кабель в вашем коврике, конечно, экранированный и с заземленной оплеткой?

Научный форум dxdy

Такой вопрос: можно ли использовать фольгу в качестве эффективного утеплителя.
Тепло распространяется преимущественно излучением. Металлы отражают всякое электромагнитное и в том числе тепловое излучение.
Но алюминий (и другие металлы) быстро окисляется на воздухе и фольга покрыта тонкой оксидной пленкой.
В интернете есть самые разные противоречивые данные по отражающей способности реального алюминия и реальной фольги на длинных тепловых волнах: от коэффициента излучения 0.9 (отражение 10%) до 0.2 (отражение 80%).
С одной стороны никто не носит шубы из фольги и фольгой на практике не утепляют.
С другой стороны продаются специальные фольгированные утеплители.
Где истина?

01.04.2011, 10:40

Заслуженный участник

Ales в сообщении #429817 писал(а):
С одной стороны никто не носит шубы из фольги и фольгой на практике не утепляют.

Это применяется десятки лет.
В Японии холодно, пострадавшим раздают накидки из фольгированной пленки.
Очень давно в продаже подстилки для туристов их фольгированного пенополиэтилена.
В строительных поварах найдете и фольгу для саун и прочие металлизированные утеплители.

В идеале нужен пирог слоев из 10 фольгированного утеплителя толщиной около 10 мм.

01.04.2011, 11:35
Xey в сообщении #429820 писал(а):
Очень давно в продаже подстилки для туристов их фольгированного пенополиэтилена.

А разве в подстилке тепло передается излучением?

— Пт апр 01, 2011 11:46:36 —

Дело в том, что продают много чего разного.
Фольга для саун, может быть, предназначена в качестве защиты от влаги, сквозняков и от огня.

Согласно теории, без конвекции и без учета теплопроводности воздуха, слой фольги снижает передачу тепла с коэффициентом излучения: $P=\varepsilon \cdot P_0$ , если воздушная прослойка с одной стороны. Если воздушная прослойка с двух сторон, то $$P=\frac <\varepsilon \cdot P_0>2$» />. 01.04.2011, 12:59 Xey в сообщении #429820 писал(а): В Японии холодно, пострадавшим раздают накидки из фольгированной пленки. Это не совсем «фольгированная» пленка, а пленка ПЭТФ с напылением металла. Как одеяло они слабо помогают, их рекомендуется использовать в сочетании с обычными одеялами. А вот в современных космических аппаратах многослойные покрытия из металлизированных ПЭТФ — основное средство теплоизоляции. 01.04.2011, 14:29<div class='code-block code-block-15' style='margin: 8px 0; clear: both;'>  <script src=$

Заслуженный участник

Ales в сообщении #429817 писал(а):
Тепло распространяется преимущественно излучением.

Смотря где. Обычно основной вклад дают конвекция с теплопроводностью.
01.04.2011, 16:41

Заслуженный участник

Ales в сообщении #429817 писал(а):

В интернете есть самые разные противоречивые данные по отражающей способности реального алюминия и реальной фольги на длинных тепловых волнах

Во-первых, надо уточнять, какие именно волны имеются в виду. В отличие от оптического диапазона, очень узкого, остальные диапазоны света весьма широки, и ИК-диапазон занимает где-то три порядка. Во-вторых, надо уточнять, какой именно алюминий и какая фольга. Для нас они могут выглядеть одинаково: блестящие, но в ИК-свете могут быть совсем разными, например, в зависимости от качества обработки поверхности. Возможно, технология позволяет сделать алюминиевую поверхность с заданным коэффициентом отражения в некотором оговорённом диапазоне.

Ales в сообщении #429817 писал(а):
Тепло распространяется преимущественно излучением.

Уже сказали, когда где. Учитывать надо и температуры, и контактирующие вещества, и условия конвекции (соотношение вязкости и объёма), и т. п. Например, в космосе тепло распространяется преимущественно излучением (кроме теплообмена в межпланетном и межзвёздном газе). И космические корабли для теплоизоляции обёртывают многими слоями фольги. А не мехом.

Re: Отражение тепла алюминиевой фольгой
01.04.2011, 19:04
libra в сообщении #429855 писал(а):

А вот в современных космических аппаратах многослойные покрытия из металлизированных ПЭТФ — основное средство теплоизоляции.

Странно, я слышал, что одной из проблем современных космических аппаратов является охлаждение, а не теплоизоляция.

01.04.2011, 19:27

Заслуженный участник

Mopnex в сообщении #430050 писал(а):

Там проблем целый комплекс, есть и те и другие. Многослойная фольга ещё и от микрометеоритов помогает. А с тепловым балансом: на дневной стороне Земли он один, на ночной — другой, с экипажем — третий, без экипажа — четвёртый, при разных ориентациях аппарата к Солнцу — пятый. Через иллюминаторы внутрь проникает свет, солнечные батареи греются, на ночной стороне всё то же самое работает в обратную сторону, температура в жилом отсеке должна быть комнатная и одинаковая по всем помещениям, и такой мешанины — горы и горы.

02.04.2011, 10:09
Joker_vD в сообщении #429892 писал(а):
Смотря где. Обычно основной вклад дают конвекция с теплопроводностью.

Да почти везде, все тела излучают и поглощают тепло, а воздух отлично проводит излучение.

Днем тепло — это излучение от солнца превышает излучение в космос.
Ночью холодно — потому что нет излучения от солнца, и человек излучает тепло в космос, ничего не получая взамен.
Основной обмен тепла между телами идет через излучение.
А конвекция и теплопроводность дополняют излучение, выравнивая температуры.

Если создать условия, в которых невозможны ни конвекция, ни теплопроводность:
термос, стеклопакет, пустотелая перегородка — то только излучение будет проводить тепло.

— Сб апр 02, 2011 10:47:35 —

Munin в сообщении #429977 писал(а):
И космические корабли для теплоизоляции обёртывают многими слоями фольги. А не мехом.

Вопрос то по одному слою: $N$ — слоев любого плотного материала по моим расчетам снижают потери тепла в $N+1$ раз.
По закону Стефана-Больцмана квадратный метр поверхности черного тела температурой около 20 градусов по Цельсию излучает в пустоту около 450 Вт тепла.
Если обернуть тело 20 слоями черной фольги (с пустыми промежутками между слоями) то излучение будет только 22 Вт.
Это значит, что куб с ребром 10 метров (дом жилой площадью 300 кв метров) можно отапливать $6\cdot 100 \cdot 22= 13$ кВт.

Но если только один слой простой бытовой фольги, то вопрос встает от коэффициенте излучения: одни говорят что он мал — 0.2, другие, что велик — 0.9.
Если он мал — 0.2, то можно одним слоем такой фольги утеплить дом не хуже, чем 9 слоями зачерненной.

Munin в сообщении #429977 писал(а):

Для нас они могут выглядеть одинаково: блестящие, но в ИК-свете могут быть совсем разными, например, в зависимости от качества обработки поверхности. Возможно, технология позволяет сделать алюминиевую поверхность с заданным коэффициентом отражения в некотором оговорённом диапазоне.

Но возможны ли такие технологии?

Чистый алюминий на воздухе покрывается пленкой окиси, которая не должна отражать излучение — окись ведь не проводник.
Если алюминий покрыть чем-то снаружи — стойким материалом, то опять же слой этого материала может не отражать излучение.

Золото устойчиво к окислению, может быть надо сусальным золотом отгораживаться от излучения?
Или у золота тоже есть слабая сторона?

Как фольга отражает тепло

Теплопотери и теплоприобретения в зданиях. Физика фольги.

Отражение и воздушные пространства

Теплопотеря через воздух

Теплопотеря через пол

Конденсация

Фольгированная теплоизоляция

Фольга как теплоизоляция

Научный форум dxdy

Добавить комментарий Отменить ответ