Emisyon derecesi gerçekte neyi ifade eder
Bu Makalede Gezin
Emisyon derecesi, yalıtım kaplamalarının hemen her teknik veri sayfasında, genellikle 0 ile 1 arasında küçük bir sayı olarak karşımıza çıkar. Neyi tanımladığı kesin olarak tanımlanmıştır. Bundan bir yapı elemanı için ne çıktığı ise geometriye bağlıdır — ve uygulamada işler tam da burada karışır.
Tanım bir üs içinde yer alır
Mutlak sıfırın üzerindeki her yüzey, ısıyı elektromanyetik ışınım olarak yayar. Ne kadarını yaydığını Stefan-Boltzmann yasası tanımlar:
M = ε · σ · T4 [W/m²]
σ, 5,67 · 10−8 W/(m²·K4) değerindeki Stefan-Boltzmann sabitidir; T ise Kelvin cinsinden mutlak sıcaklıktır. Emisyon derecesi ε boyutsuzdur ve yüzeyin, ideal bir kara cismin ışınımına kıyasla bu ışınımın ne kadarını gerçekten yaydığını ifade eder.
Bundan hemen iki şey çıkar:
- Belirleyici terim dördüncü kuvvettir. 20 °C (293 K) ile 5 °C (278 K) arasında yalnızca 15 Kelvin fark vardır, ama ışınım akısı yaklaşık yüzde 20 değişir. 200 °C ve üzerindeki endüstriyel yüzeylerde bu fark dramatik hale gelir — orada ışınım, baskın kayıp yoludur.
- Aynı dalga boyunda ε ile absorpsiyon derecesi birbirine eşittir. Bu, Kirchhoff ışınım yasasıdır. Işınımı zayıf olan bir yüzey, aynı dalga boyunda absorpsiyonu da zayıftır.
Tipik değerler ve bunların neden şaşırtıcı olduğu
| Yüzey | ε (uzun dalga) |
|---|---|
| Kara cisim (model) | 1,00 |
| Mineral sıva, kâgir duvar, ahşap | 0,90 ila 0,95 |
| Dispersiyon boyası, renk tonu fark etmeksizin | yaklaşık 0,90 |
| Pencere camı, kaplamasız | yaklaşık 0,84 |
| Camda Low-E kaplama | 0,03 ila 0,17 |
| Çıplak alüminyum folyo | 0,03 ila 0,05 |
Bu tablodaki en önemli değer ikincisidir. Neredeyse tüm yapı malzemeleri 0,9 civarındadır. Bir tuğla, bir kireç çimento sıvası ve beyaz bir duvar boyası, uzun dalga emisyon derecesi bakımından pratikte birbirinden farksızdır.
Ve düzenli olarak kafa karışıklığına yol açan bir nokta: görünür renk tonu, uzun dalga emisyon derecesi hakkında hiçbir şey söylemez. Siyah ve beyaz bir dispersiyon boyası, ikisi de yaklaşık 0,9’dadır. Renk tonu, kısa dalga absorpsiyon derecesini, yani güneş ışınımının soğurulmasını etkiler — tamamen farklı bir dalga boyu için tamamen farklı bir büyüklüktür bu.
Düşük bir emisyon derecesinin kanıtlanabilir şekilde etkili olduğu yerler
İyi belgelenmiş üç uygulama vardır ve bunların ortak bir noktası vardır: düşük ε değerine sahip yüzey, bir hava boşluğu veya büyük bir sıcaklık farkıyla karşı karşıyadır.
Yalıtım camları
Çift camlı bir pencerenin cam arası boşluğunda, ısı akışının önemli bir bölümü iki cam yüzeyi arasında ışınım olarak gerçekleşir. Oda tarafındaki camın üzerine uygulanan bir Low-E kaplaması bu payı büyük ölçüde azaltır. Etki büyüktür, ölçülebilirdir ve ürün normunda düzenlenmiştir — kaplamasız camdan kaplamalı ısı yalıtım camına giden yol, yapı fiziğinin son on yıllarda attığı en büyük adımlardan biridir.
Bir hava tabakası önündeki ışınım bariyerleri
Bir alüminyum kaplama (kaşeleme), yalnızca önünde durgun bir hava tabakası bulunduğunda ışınım bariyeri olarak etki eder. Aynı folyo doğrudan lamine edilir veya sıvanırsa, etki tamamen ortadan kalkar: hava boşluğu olmadan azaltılabilecek bir ışınım alışverişi de yoktur, ve ısı akışı iletim olarak devam eder.
Bu, bu alandaki en sık görülen uygulama hatasıdır — ve montaj durumunun her kanıtlamada belirtilmesi gerekmesinin nedeni budur.
Endüstriyel tesislerde sıcak yüzeyler
Yüzey sıcaklığı oda sıcaklığının belirgin şekilde üzerinde olan boru hatlarında, tanklarda ve kazanlarda, dördüncü kuvvet nedeniyle ışınım payı baskındır. Emisyon azaltıcı bir kaplamanın klasik kullanım alanı burasıdır.
İşin yapı elemanında karmaşıklaştığı yer
Oda tarafındaki bir duvar yüzeyinde durum, cam arası boşluğundakinden farklıdır; bunun basit bir nedeni vardır: orada ışınım ve taşınım aynı anda gerçekleşir, norm ise ikisini tek bir sayıda birleştirir.
Norm değeri 0,13 m²K/W olan ısı geçiş direnci Rsi, salt bir ışınım büyüklüğü değildir. Duvardaki hava hareketi olan taşınım payını da, odanın diğer yüzeyleriyle olan ışınım alışverişini de içerir. Işınım payını azaltan kişi Rsi‘yi değiştirir, ama salt ışınım hesabının öngördüğü oranda değil.
Buna ek olarak: ışınım alışverişi, duvar ile aynı odanın diğer yüzeyleri arasında gerçekleşir, soğuk dış mekâna karşı değil. Sıcaklık farkı bu nedenle küçüktür — DIN 4108-2’ye göre kanıtlamanın hesapladığı 25 Kelvin yerine, yalnızca birkaç Kelvin. Ve dördüncü kuvvete giren de tam olarak bu küçük farktır.
Bundan somut bir duvar yapısının yüzey sıcaklığı için ne çıkacağı genel geçer biçimde söylenemez. Bu, tüm yapı elemanındaki dirençlerin oranına, oda geometrisine ve kullanıma bağlıdır. Bu nedenle, ilgili duvar yapısı belirtilmeden verilen bir yüzde değeri hiçbir şey ifade etmez.
Bunun bir veri sayfası için anlamı
Her emisyon derecesi beyanına yöneltilmesi gereken üç soru:
- Değer hangi dalga boyu aralığı için geçerlidir? Uzun dalga (oda sıcaklığında ısı ışınımı) mı, yoksa solar (kısa dalga) mı? Her ikisi de ε değeridir, ama farklı süreçleri tanımlarlar ve farklı büyüklük mertebelerine sahiptirler.
- Hangi yönteme göre ölçüldü? Uzun dalga emisyon derecesi için EN 15976’ya göre veya ASTM C1371’e göre emisyometre ile ölçüm yaygındır. Yöntemi belirtilmeyen bir değer doğrulanamaz.
- Hangi yüzeye karşı ve ne mesafede? Montaj durumu olmadan ışınım alışverişi hesaplanamaz — ve hava boşluğu olmadan muhtemelen böyle bir alışveriş hiç yoktur.
Peki ya U-değeri?
Gebäudeenergiegesetz gereksinimlerinde ve teşvik programlarında önemli olan emisyon derecesi değil, DIN 4108-4’e, genel bir yapı denetim onayına, bir Avrupa Teknik Değerlendirmesine veya uyumlaştırılmış bir ürün normuna göre belirlenen ısı iletkenliğinin hesap değeridir. Düşük bir ε değeri bu kanıtın yerini tutmaz — ardındaki fizik ne kadar makul görünse de.
Müşteri görüşmesinde emisyon derecesiyle argüman geliştiren kişi, gerçek bir fiziksel etkiden söz ediyor demektir — ama bir teşvik başvurusunu gerekçelendirebilecek bir büyüklükten değil.
Kaynaklar
- Stefan-Boltzmann yasası ve Kirchhoff ışınım yasası — ısı transferinin temelleri
- DIN EN ISO 6946 — Isı geçirgenlik direnci ve ısı geçirgenlik katsayısı, ısı geçiş dirençleri
- DIN 4108-2 — Isı yalıtımına ilişkin asgari gereksinimler, kanıtlamanın sınır koşulları
- DIN 4108-4 — Isı ve nem koruması teknik ölçüm değerleri
- DIN EN 15976 — Emisyon derecesinin belirlenmesi; ASTM C1371 — Emisyometre yöntemi
- Gebäudeenergiegesetz (GEG) ve U-değeri kanıtlarının kabulüne dair BEG-EM-FAQ
Bu yazı, genel fiziksel ilişkileri açıklamaktadır. Belirli bir ürünün etkisi hakkında herhangi bir ifade içermez. Tekil nesnelerde ölçülenler, ilgili sınır koşullarıyla birlikte Referanslar ve Ölçümler sayfasında yer almaktadır.
