Reflekterer hvide overflader varme? – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Reflekterer hvide over...

10. april 2012

Reflekterer hvide overflader varme?

Hej Spørg om Fysik
Hej. Jeg har to spørgsmål vedr. varmestråling og reflektion af dette.

1)      Jeg ved, at hvide overflader reflekterer lyset, men gør det sig også gældende i forhold til varmestråling?

2)      Hvad ville effekten være hvis man havde en hel væg (indendørs) hvor der var monteret glas, med en alm. hvid tapetbelagt væg bagved? Ville varmestrålerne reflektere sig i rummet?

3)      Men at placere glas eller et andet materiale på en væg, som kan reflektere varmestråling. Og så derved udnytte de varmestrålinger der opstår inde i rummet -altså fra personer, varmen der kommer fra solen osv.

Idéen er ikke tænkt som noget, der nødvendigvis kan lade sig gøre, men det er snarere lidt kreativ tænkning. Håber I kan hjælpe.

Med venlig hilsen
J D L

Det man kalder varmestråling, er fysisk infrarød stråling dvs. lys fra rødt lys og opefter til meget længere bølgelængder end det synlige røde lys. Hvide flader reflekterer synligt lys i alle synlige farver, det er på den måde vi definerer en hvid flade.

Det gælder ikke nødvendigvis, at al stråling reflekteres fra en synlig hvid flade, når man kommer udenfor det synlige spektrum. Den hosstående kurve viser hvordan lyset reflekteres fra to forskellige hvide malinger, et synlige område er fra 0,4 til 0,7μm dvs. knap til den første lodrette punkterede linje. De pågældende malinger opfattes som hvide, men man ser, at de i infrarødt (varmestråling) er meget forskellige, og at de ændrer sig meget med bølgelængden. På det andet billede som er taget med infrarødt kamera, ses de samme hvide farver med en varm kop vand foran. Man ser tydeligt, at selv om begge farver er hvide, er deres evne for at reflektere varmen meget forskellige. Hvid er altså ikke nødvendigvis ”hvid” udenfor det synlige område.

Hvid maling med stor og lille emmission

Det er rigtigt, at glas kan reflektere visse dele af varmestrålingen, det afhænger en del af glastypen, bølgelængden og strålingens vinkel med overfladen. Til solfangere skal man f.eks. helst bruge glas, som er baseret på sand med lavt jernindhold ellers stopper glasset for meget af varmestrålingen, så kun glasset opvarmes. Des mere skråt strålingen rammer des mere reflekteres. Det er imidlertid ikke nogen hverken billig eller

Varm kop vand foran disse to hvide malingstyper

hensigtsmæssig måde at sikre, at mest mulig varmestråling bliver i huset, det optimale i dag er som i nybyggeri, et godt lag isolation samt en membran der sikre imod kondensvand og er beklædt af denne med aluminiumsfolie eller et aluminiumslag. Den blanke alufolie er reflekterende i et meget bredt spektralområde og en meget stor del af strålingen i alle bølgelængder reflekteres ofte over 90 %, så blanke metalflader i praksis monteret udenpå indervæg, er den optimale løsning indenfor en rimelig økonomi. Skal man videnskabeligt standse mest mulig infrarød stråling (og sende den tilbage, hvor den kom fra) sker det med vakuumisolation som i stedet for rockwool anvender vakuum og mange lag tynd aluminiumsbelagt plastfolie med tynde afstandsstykker inde i vakuummet (termoflaske). Det er imidlertid en løsning til huse, som ikke betaler sig hjem i husets levetid, så de konventionelle metoder er de optimale økonomisk og gode i praksis. Idag opgives det i bygningsreglementet, hvad man anser for optimalt. Under gulv isolation 350 mm, dampspærre med alufolie, ydermur med dobbelt mursten 300 mm imellem murene med dampspærre og alufolie og loft 400 mm med dampspærre og alufolie. Det er klart, at i eksisterende byggeri tilstræbes disse tykkelser i muligt omfang (alle tykkelser med en bestemt standard mineraluld). Ved efterisolation til disse standarder af gamle huse tager forrentningen 20 - 40 år med nuværende priser, afhængigt af omfanget.

Reflektion fra glas i området 16 til 0,77 mikrometer

Vinduerne er ofte netop det sted, hvor ikke så lidt af varmeenergien forsvinder i dag selv med isolationsvinduer, så i princip bør man kun have det nødvendige vinduesareal i et hus, på den anden side skal man kunne se ud, få lys og varmestråling ind osv. så der er tale om en optimering til en række krav og ønsker.

Svaret er, at glas giver en vis isolation, men ikke over hele spekteret af varmestråling og slet ikke som moderne ydervægsisolation (glas vil desuden give problemer på gulvene og loftet). Det vil være uøkonomisk, og de nuværende materialer er en bedre ide både energimæssigt, montagemæssigt og økonomisk.

Med venlig hilsen
Malte Olsen