انبعاثية منخفضة

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

يشير مصطلح "الانبعاثية المنخفضة" (أو " الانبعاثية الحرارية المنخفضة ") إلى حالة سطحية تُصدر مستويات منخفضة من الطاقة الحرارية الإشعاعية. تمتص جميع المواد الطاقة الإشعاعية وتعكسها وتُشعها وفقًا لقانون بلانك، ولكن هنا، ينصبّ الاهتمام الرئيسي على نطاق موجي محدد من الطاقة الإشعاعية، وهو الإشعاع الحراري للمواد. في الاستخدامات الشائعة، وخاصة في تطبيقات البناء، يُركز الاهتمام على نطاق درجة الحرارة من -40 إلى +80 درجة مئوية تقريبًا، بينما في هندسة الطيران والفضاء وهندسة العمليات الصناعية، تُعدّ نطاقات أوسع بكثير ذات أهمية عملية.

تعريف

الانبعاثية هي القيمة التي تُعطى للمواد بناءً على نسبة الحرارة المنبعثة مقارنةً بجسم أسود مثالي ، على مقياس من صفر إلى واحد. يكون للجسم الأسود انبعاثية تساوي 1، بينما يكون للعاكس المثالي قيمة صفر.

ينص قانون كيرشوف للإشعاع الحراري على أن الامتصاص يساوي الانبعاثية الحرارية للمواد المعتمة (ε opaque ) لكل طول موجي/تردد محدد (غالبًا ما تختلف انبعاثية المواد اختلافًا كبيرًا عند أطوال موجية مختلفة). لذلك، إذا كانت قيمة انبعاثية الأسفلت 0.90 عند طول موجي محدد (مثلاً 10 ميكرومتر، أو الإشعاع الحراري عند درجة حرارة الغرفة)، فإن قيمة امتصاصه الحراري ستكون أيضًا 0.90. هذا يعني أنه يمتص ويشع 90% من الطاقة الحرارية الإشعاعية. ولأنه مادة معتمة، فإن النسبة المتبقية البالغة 10% تنعكس. في المقابل، فإن مادة ذات انبعاثية منخفضة ، مثل رقائق الألومنيوم، لها قيمة انبعاثية/امتصاص حراري تبلغ 0.03، وبما أنها مادة معتمة، فإن قيمة انعكاسها الحراري تساوي 1.0 - 0.03 = 0.97، أي أنها تعكس 97% من الطاقة الحرارية الإشعاعية. تشمل مواد البناء منخفضة الانبعاثية زجاج النوافذ المصنّع بطبقات من أكسيد المعادن بالإضافة إلى مواد تغليف المنازل، والعوازل الحرارية العاكسة، وغيرها من أشكال الحواجز الحرارية الإشعاعية.

تم إدراج الانبعاث الحراري للأسطح المختلفة في الجدول التالي. [ 1 ]

سطح الموادالانبعاث الحراري
فضي مصقول0.02
رقائق الألومنيوم0.03
رخام، أملس0.56
ورق، أو مواد تسقيف، أو أبيضمن 0.88 إلى 0.86
أسفلت0.88
جبس خشن0.89
الطوب0.90
رخام مصقول أو أبيضمن 0.89 إلى 0.92
خرسانة، خشنة0.91
زجاج، أملس (غير مطلي)0.91
الحجر الجيري0.92

نوافذ ذات انبعاثية منخفضة

يتميز زجاج النوافذ بطبيعته بانبعاث حراري عالٍ، كما هو موضح في الجدول أعلاه. ولتحسين التحكم الحراري (العزل والخصائص البصرية الشمسية)، تُطبّق طبقات رقيقة على زجاج الصودا والجير الخام . هناك طريقتان رئيسيتان مستخدمتان: الترسيب الكيميائي للبخار بالتحلل الحراري والترسيب بالرش المغناطيسي. [ 2 ] [ 3 ] تتضمن الأولى ترسيب ثاني أكسيد القصدير المفلور عند درجات حرارة عالية. تُطبّق طبقات التحلل الحراري عادةً في مصنع الزجاج المصقول أثناء تصنيع الزجاج. أما الثانية، فتتضمن ترسيب طبقات رقيقة من الفضة مع طبقات مضادة للانعكاس . يستخدم الترسيب بالرش المغناطيسي غرف تفريغ كبيرة مزودة بغرف ترسيب متعددة، حيث يتم ترسيب من 5 إلى 10 طبقات أو أكثر بالتتابع. تُعدّ الأغشية الفضية غير مستقرة بيئيًا، ويجب تغليفها بزجاج معزول أو وحدة زجاج معزول (IGU) للحفاظ على خصائصها مع مرور الوقت. يمكن تطبيق طبقات مصممة خصيصًا على سطح واحد أو أكثر من أسطح الزجاج المعزول. يُقلل نوع من الطلاء (الطلاء منخفض الانبعاثية) من انبعاث الطاقة الإشعاعية تحت الحمراء ، مما يُساعد على الاحتفاظ بالحرارة على جانب الزجاج الذي نشأت منه، مع السماح للضوء المرئي بالمرور. ينتج عن ذلك زجاج يتمتع بتحكم أفضل في الطاقة - فالحرارة المنبعثة من الداخل في الشتاء تبقى في الداخل (الجانب الدافئ)، بينما لا تنبعث الحرارة في الصيف من الخارج، مما يُحافظ على برودة الداخل.

يمكن تصنيع الزجاج بمعاملات انبعاث حراري متفاوتة، لكن هذا النوع لا يُستخدم في صناعة النوافذ. ويمكن التحكم في بعض الخصائص، مثل محتوى الحديد، لتغيير خصائص الانبعاث الحراري للزجاج. ويُلاحظ انخفاض معامل الانبعاث الحراري "الطبيعي" في بعض تركيبات زجاج البوروسيليكات أو البايركس . وبطبيعة الحال، لا يعكس الزجاج منخفض الانبعاث الحراري الأشعة تحت الحمراء القريبة /الإشعاع الحراري؛ بل يتميز هذا النوع من الزجاج بنفاذية أعلى للأشعة تحت الحمراء القريبة، مما يؤدي إلى فقدان (أو اكتساب) حرارة غير مرغوب فيه في المباني التي تحتوي على هذا النوع من النوافذ.

انتقادات النوافذ ذات الانبعاثية المنخفضة

وقد أشير إلى أن الانعكاسية العالية للنوافذ ذات الانبعاثية المنخفضة قد تساهم في تركيز الإشعاع الشمسي، مما قد يتسبب في أضرار للمناطق المحيطة بها؛ وقد وردت تقارير عن أضرار لحقت بجدران المنازل والسيارات ليس فقط في الأخبار، [ 4 ] [ 5 ] بل قد تتسبب أيضًا في مشاكل قانونية. [ 6 ]

قد تحجب النوافذ ذات الانبعاثية المنخفضة إشارات الترددات اللاسلكية. وقد تعاني المباني التي لا تحتوي على أنظمة هوائيات موزعة من ضعف استقبال الهاتف المحمول . [ 7 ]

عزل حراري عاكس

تُصنع العوازل الحرارية العاكسة عادةً من رقائق الألومنيوم مع مجموعة متنوعة من المواد الأساسية، مثل رغوة البولي إيثيلين منخفضة الكثافة ، أو فقاعات البولي إيثيلين، أو الألياف الزجاجية ، أو مواد مشابهة. ولكل مادة أساسية مزاياها وعيوبها الخاصة بناءً على قدرتها على توفير عازل حراري، وعزل الصوت، وامتصاص الرطوبة، ومقاومة الاحتراق أثناء الحريق. عند استخدام رقائق الألومنيوم كطبقة خارجية، يمكن للعوازل الحرارية العاكسة أن توقف 97% من انتقال الحرارة الإشعاعية. وقد تحول بعض مصنعي العوازل الحرارية العاكسة مؤخرًا إلى استخدام طبقة خارجية من البولي إيثيلين المعدني. ولا تزال كفاءة هذه الطبقات ومتانتها على المدى الطويل غير محددة.

يمكن تركيب العزل الحراري العاكس في تطبيقات ومواقع متنوعة، تشمل المباني السكنية والزراعية والتجارية والفضاء والصناعية. ومن بين التطبيقات الشائعة: تغليف المنازل، وتغليف مجاري الهواء، وتغليف الأنابيب، وتحت الأرضيات المشعة، وداخل تجاويف الجدران، وأنظمة الأسقف، وأنظمة العلية، وأنظمة هياكل الطائرات، وأنظمة مجسات الفضاء، والمساحات الزاحفة. يمكن استخدام العزل الحراري العاكس كمنتج مستقل في العديد من التطبيقات، كما يمكن استخدامه ضمن أنظمة مُدمجة مع العزل الكتلي عند الحاجة إلى قيم عزل حراري أعلى.

التطبيقات العسكرية

وجدت الطلاءات ذات الانبعاثية المنخفضة تطبيقات في تكنولوجيا التخفي، حيث تقلل من انبعاثات الأشعة تحت الحمراء الحرارية من المعدات العسكرية في أجزاء الأشعة تحت الحمراء ذات الموجات القصيرة والمتوسطة والطويلة من الطيف الكهرومغناطيسي. [ 8 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ دليل ASHRAE لعام 2009: الأساسيات - إصدار IP . أتلانتا: الجمعية الأمريكية لمهندسي التدفئة والتبريد وتكييف الهواء. 2009. ISBN 978-1-933742-56-4.يشير مصطلح "IP" إلى وحدات البوصة والرطل؛ كما يتوفر إصدار من الدليل بوحدات مترية.
  2. ↑ هيل، روس (1999). تطبيقات وأسواق الزجاج المطلي . فيرفيلد، كاليفورنيا: شركة بي أو سي لتكنولوجيا الطلاء. الصفحات 1-4 . ISBN  0-914289-01-2.
  3. ↑ كارمودي، جون، ستيفن سيلكويتز، ليزا هيشونغ (1996). نوافذ المنازل : دليل للتقنيات الجديدة وكفاءة الطاقة (الطبعة الأولى ). نيويورك: نورتون. ISBN   0-393-73004-2.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  4. ↑ وورنيك، سوزان (6 يوليو 2012). "انصهار السيارات والمنازل مرتبط بالنوافذ الموفرة للطاقة" . WCVB . تم الاسترجاع في 22 مارس 2019 .
  5. ↑ بايج، راندي (25 يناير 2012). "امرأة تدّعي أن نوافذ جارها الموفرة للطاقة تتسبب في ذوبان سيارتها تويوتا بريوس" . سي بي إس لوس أنجلوس . تاريخ الاسترجاع: 16 يوليو 2014 .
  6. ↑ ديفيد ن. كرامب الابن، مدير البحوث القانونية: https://www.nahb.org/-/media/NAHB/advocacy/docs/legal-issues/construction-liability/builder-resources/sunlight-double-paned-low-e-windows-2014.pdf www.nahb.org الرابطة الوطنية لبناة المنازل (NAHB)، الدعم القانوني والتثقيف
  7. ↑ فورد، تريسي (23 يونيو 2011). "أنظمة الهوائيات الموزعة قيد التشغيل: المباني "الخضراء" تتعارض مع انتشار الترددات اللاسلكية" . أخبار آر سي آر اللاسلكية . تم الاسترجاع في 16 يوليو 2014 .
  8. ↑ كيلي، لانس سي. (2020). طبقات طلاء علوية منخفضة الانبعاثية للحد من انبعاثات الأشعة تحت الحمراء الحرارية من المنصات العسكرية.