ค่าการแผ่รังสี (Emissivity) และการสะท้อนความร้อนของผิวฟอยล์คืออะไร?
ค่าการแผ่รังสี (Emissivity หรือ Emittance, ε) คือตัวเลขระหว่าง 0 ถึง 1 ที่บอกว่าผิววัสดุแผ่รังสีความร้อนออกมาได้มากแค่ไหนเมื่อเทียบกับผิวดำสมบูรณ์ ผิวอะลูมิเนียมฟอยล์มันวาวมีค่า Emissivity ต่ำ จึงแผ่และรับรังสีความร้อนได้น้อย หรือพูดอีกแบบคือสะท้อนรังสีความร้อนได้มาก แต่ผลนี้เกิดเฉพาะเมื่อผิวฟอยล์หันเข้าหาช่องอากาศ ถ้าฟอยล์แนบกับวัสดุอื่น ความร้อนจะเดินผ่านด้วยการนำแทน และค่า Emissivity เป็นคุณสมบัติของผิว ไม่ใช่ค่าความต้านทานความร้อน (ค่า R) ของฉนวน
Emissivity กับ Reflectivity สัมพันธ์กันอย่างไร
ความร้อนเดินทางได้สามทาง คือการนำ การพา และการแผ่รังสี อ่าน ความร้อนเข้าบ้านทางไหน ค่า Emissivity เกี่ยวกับทางที่สามเท่านั้น
สำหรับผิวทึบที่รังสีทะลุไม่ได้ รังสีความร้อนที่ตกกระทบจะถูกดูดกลืนหรือสะท้อนอย่างใดอย่างหนึ่ง และผิวที่ดูดกลืนรังสีได้ดีก็แผ่รังสีได้ดีด้วย ดังนั้น
- ผิว Emissivity ต่ำ = ดูดกลืนน้อย แผ่ออกน้อย สะท้อนมาก
- ผิว Emissivity สูง = ดูดกลืนมาก แผ่ออกมาก สะท้อนน้อย
วัสดุก่อสร้างทั่วไป เช่น ไม้ อิฐ คอนกรีต ยิปซัม และเนื้อฉนวนใยแก้ว มีค่า Emissivity สูง ส่วนผิวอะลูมิเนียมมันวาวมีค่าต่ำมาก สมาคมผู้ผลิตฉนวนสะท้อนความร้อน (RIMA-International) ใช้เกณฑ์ค่า Emittance ไม่เกิน 0.1 ในการนิยามแผ่นสะท้อนความร้อน (Radiant Barrier)
ค่าที่กล่าวถึงนี้เป็นการแผ่รังสีความร้อนช่วงอินฟราเรด ไม่ใช่การสะท้อนแสงที่ตามองเห็น ผิวสีขาวสะท้อนแสงได้ดีแต่ยังมีค่า Emissivity สูง ส่วนผิวโลหะมันวาวมีค่า Emissivity ต่ำ
ทำไมผิวฟอยล์ต้องมีช่องอากาศ
การแผ่รังสีเกิดขึ้นได้เมื่อมีช่องว่างให้รังสีเดินทางข้ามจากผิวหนึ่งไปอีกผิวหนึ่ง เช่น จากแผ่นหลังคาที่ร้อนข้ามช่องใต้หลังคาลงมาที่ฝ้า ถ้ามีผิว Emissivity ต่ำอยู่ที่ด้านใดด้านหนึ่งของช่องว่างนั้น รังสีที่ข้ามไปจะลดลงมาก
แต่ถ้าฟอยล์ถูกประกบแนบกับวัสดุอื่นทั้งสองด้านโดยไม่มีช่องอากาศ ก็ไม่มีการแผ่รังสีให้ลด ความร้อนจะเดินผ่านฟอยล์ด้วยการนำ ซึ่งอะลูมิเนียมนำความร้อนได้ดีมาก ผลของผิวสะท้อนจึงหายไปเกือบทั้งหมด
แนวปฏิบัติ
- ให้ผิวฟอยล์หันเข้าหาช่องอากาศอย่างน้อยหนึ่งด้าน
- ระวังอย่าให้ฉนวนหรือวัสดุอื่นทับจนช่องอากาศหายไป
- ขนาดช่องอากาศ ทิศทางการไหลของความร้อน และการระบายอากาศ มีผลต่อประสิทธิภาพของทั้งระบบ
อ่านการใช้งานจริงได้ที่ แผ่นสะท้อนความร้อนทำงานอย่างไร
ฝุ่นและการเสื่อมของผิวมีผลอย่างไร
ค่า Emissivity ต่ำเป็นของผิวที่สะอาดและมันวาว เมื่อผิวเปลี่ยน ค่าก็เปลี่ยน
- ฝุ่น — ฝุ่นที่เกาะบนฟอยล์ทำให้ผิวกลายเป็นตัวดูดกลืนรังสีมากขึ้น ฟอยล์ที่หันขึ้นจะสะสมฝุ่นตามเวลา ส่วนฟอยล์ที่หันลงสะอาดได้นานกว่า
- การกัดกร่อนและออกซิเดชัน — ความชื้น สารเคมี หรือการสัมผัสวัสดุที่เป็นด่างทำให้ผิวอะลูมิเนียมหมองได้
- สารเคลือบและคราบ — ชั้นเคลือบ กาว หรือคราบน้ำมันบนผิวเปลี่ยนค่า Emissivity ได้
มาตรฐานทดสอบระบุไว้ว่าค่า Emittance ของผิววัสดุเสื่อมลงได้ตามอายุ จึงมีวิธีวัดแบบพกพาสำหรับตรวจซ้ำในสนาม ตัวเลขในเอกสารสินค้าจึงเป็นค่าของผิวใหม่
Emissivity ต่างจากค่า R อย่างไร
| Emissivity (ε) | ค่า R | |
|---|---|---|
| --- | --- | --- |
| เป็นคุณสมบัติของ | ผิววัสดุ | ชั้นวัสดุที่มีความหนา |
| เกี่ยวกับการถ่ายเทแบบ | การแผ่รังสี | การนำความร้อนผ่านเนื้อวัสดุเป็นหลัก |
| ขึ้นกับความหนาหรือไม่ | ไม่ขึ้น | ขึ้น ยิ่งหนาค่า R ยิ่งสูง |
| ต้องมีช่องอากาศหรือไม่ | ต้องมี | ไม่ต้อง |
| ตัวอย่างมาตรฐานที่ใช้วัด | ASTM C1371, ASTM E408 | ASTM C518, ASTM C177 |
แผ่นฟอยล์บาง ๆ แทบไม่มีค่า R ในตัวเอง ประโยชน์ของมันมาจากการลดรังสีข้ามช่องอากาศ ซึ่งขึ้นกับการติดตั้งทั้งระบบ ตัวเลข "สะท้อนความร้อน 95%" จึงหมายถึงสัดส่วนของรังสีที่ตกกระทบผิวที่ถูกสะท้อน ไม่ได้แปลว่าความร้อนที่เข้าบ้านลดลง 95% และยิ่งบ้านมีฉนวนที่มีค่า R สูงอยู่แล้ว ส่วนที่ผิวสะท้อนช่วยเพิ่มก็ยิ่งน้อยลง อ่าน ค่า R คืออะไร
สินค้าที่ใช้ผิวฟอยล์
- แผ่นสะท้อนความร้อนฟอยล์ 2 ด้าน: ESKIMO FOIL 101F เอกสารระบุค่าการสะท้อนของผิวฟอยล์ 97% ใช้ใต้โครงหลังคา บนฝ้า หรือในช่องผนัง และต้องมีช่องอากาศหน้าผิวฟอยล์
- ฉนวนใยหินหุ้มฟอยล์รอบด้านสำหรับวางบนฝ้า: ROCKWOOL Rock Chill เอกสารระบุการสะท้อนความร้อนสูงสุด 95% และค่า R ของเนื้อฉนวน 12.17 hr·ft²·°F/Btu ซึ่งเป็นสองค่าแยกกัน
- ฉนวนใยแก้วหุ้มฟอยล์รอบด้านสำหรับวางบนฝ้า: SCG STAY COOL หุ้มด้วยอะลูมิเนียมฟอยล์เสริมแรง เอกสารระบุค่า R ของเนื้อฉนวนหนา 75 มม. ที่ 1.79 m²·K/W
- ฉนวนยางเซลล์ปิดผิวฟอยล์ด้านเดียว: AERO-ROOF มีฟอยล์เสริมแรงด้านเดียว ติดตั้งใต้หลังคา หรือบนโครงฝ้าโดยหันฟอยล์ขึ้น เอกสารไม่ได้ระบุค่า Emissivity ของผิว
สำหรับฉนวนหุ้มฟอยล์ที่วางบนฝ้า ผิวด้านบนจะมีฝุ่นเกาะตามเวลา แต่เนื้อฉนวนยังต้านความร้อนตามค่า R ของมัน ฟอยล์ในสินค้ากลุ่มนี้ยังทำหน้าที่ห่อหุ้มเส้นใยและกันความชื้นด้วย
ฟอยล์นำไฟฟ้า
อะลูมิเนียมฟอยล์เป็นตัวนำไฟฟ้า งานใต้หลังคาและบนฝ้ามักมีสายไฟและโคมไฟ อย่าให้ฟอยล์สัมผัสจุดต่อสายหรือสายที่ฉนวนชำรุด อย่ายิงลวดเย็บทับสายไฟ และเว้นระยะจากโคมไฟที่ร้อนตามที่ผู้ผลิตกำหนด หากไม่แน่ใจควรให้ช่างไฟฟ้าตรวจก่อน
แหล่งอ้างอิง
- Florida Solar Energy Center (University of Central Florida) — Radiant Barriers: A Question and Answer Primer (FSEC-EN-15) (ช่องอากาศ ทิศทางของผิวฟอยล์ ฝุ่น ความสัมพันธ์กับระดับฉนวนเดิม และข้อควรระวังเรื่องสายไฟ)
- ASTM International — ASTM C1371 Standard Test Method for Determination of Emittance of Materials Near Room Temperature Using Portable Emissometers (ขอบเขต และการเสื่อมของค่า Emittance ตามอายุ)
- ASTM International — ASTM E408 Standard Test Methods for Total Normal Emittance of Surfaces Using Inspection-Meter Techniques (นิยามของ Emittance เทียบกับผิวดำ)
- RIMA-International — Technical Bulletins (รายการเอกสาร TB 102 นิยาม Radiant Barrier, TB 105/106 ออกซิเดชันของผิวอะลูมิเนียม, TB 110 ช่องอากาศปิด)
- GetBestInsulations — ข้อมูลสินค้าที่ตรวจสอบแล้วของ ESKIMO FOIL 101F, ROCKWOOL Rock Chill, SCG STAY COOL และ AERO-ROOF (อ้างอิงเอกสารของผู้ผลิตตามที่ระบุในหน้าสินค้า)
สินค้าที่เกี่ยวข้อง
หมวดสินค้าและตัวอย่างสินค้าที่ใช้กับเรื่องนี้
- ESKIMO FOIL 101F — แผ่นสะท้อนความร้อนฟอยล์ 2 ด้าน เอกสารระบุค่าการสะท้อนของผิวฟอยล์ 97%
- ROCKWOOL Rock Chill — ใยหินหุ้มฟอยล์รอบด้านสำหรับวางบนฝ้า เอกสารระบุการสะท้อนความร้อนสูงสุด 95%
- SCG STAY COOL — ใยแก้วหุ้มฟอยล์เสริมแรงรอบด้าน วางบนฝ้า ค่า R 1.79 m²·K/W ที่ 75 มม.
- AERO-ROOF — ฉนวนยางเซลล์ปิดผิวฟอยล์เสริมแรงด้านเดียว สำหรับใต้หลังคาและบนโครงฝ้า
ฉนวนกันความร้อนอาคาร · ใยแก้ว
SCG STAY COOL
- ความหนา
- 75–150 mm
- ค่าต้านทานความร้อน (R)
- 1.79 m²·K/W (75 มม.)
ฉนวนกันความร้อนอาคาร · ยางดำ
Aeroflex AERO-ROOF
- ความหนา
- 10–25 mm
- ค่าการนำความร้อน (λ)
- 0.035 W/m·K
- อุณหภูมิใช้งาน
- 0 – 100 °C