Schlüsselanwendungen in der Architektur und Energieeffizienz

Im Gebäudebereich ist die präzise Steuerung der Strahlungseigenschaften von Materialoberflächen eine der Kerntechnologien zur Energieeinsparung, zur Reduzierung der Emissionen, zur Verbesserung des Innenkomforts und zur Erfüllung der Green Building-Normen. D&S AE1/RD1 ist ein tragbares, konformes Messgerät, das in diesem Bereich eine entscheidende Rolle bei der Konnektivitätskonzeption, Materialeigenschaften und der Durchsetzung von Vorschriften spielt.

1. Strahlungsarme (Low-E) Beschichtung von Bauglas

Low-E Glas ist eine der führenden Technologien moderner energiesparender Gebäude und besteht im Kern aus einer mikroskopischen Dünnfilmbeschichtung.

• Arbeitsmechanismus: Die Low-E-Beschichtung ist spektrospektral selektiv und behält eine hohe Durchlässigkeit des sichtbaren Lichtbandes in der Sonnenstrahlung, um die Innenbeleuchtung zu gewährleisten; Langwelle-Infrarotstrahlung (d.h. Wärme) hat eine hohe Reflexivität (d.h. niedrige Emissionsrate). Im Winter reflektiert es die Wärme im Raum zurück und reduziert den Wärmeverlust; Im Sommer blockiert es die Wärmestrahlung im Freien und reduziert den Eintritt von Wärme, was den Energieverbrauch für Klimaanlagen und Heizung erheblich reduziert.

• Leistungsverhältnisse: Die thermische Leistung von Glaskomponenten wird in der Regel mit einem U-Wert (Gesamtwärmeübertragungskoeffizient) gemessen, je niedriger der U-Wert, desto besser ist die Wärmeisolierungsleistung. Die Emissivität ist einer der wichtigsten Eingangsparameter für die Berechnung des U-Wertes, je niedriger die Emissivität der Beschichtung ist, desto niedriger ist der U-Wert der Glaskomponente.

• Energieeinsparung: Forschungsdaten des US-Energieministeriums (DOE) und des National Renewable Energy Laboratory (NREL) haben das enorme Energieeinsparungspotenzial von Low-E-Fenstern quantifiziert. Beispielsweise kann der Ersatz älterer Einglasfenster durch moderne Doppelschichten Low-E-Fenster den Wärmeverlust um mehr als 70 % reduzieren. In kalten Klimazonen können durch die Einrichtung von Low-E-Energiesparfenstern insgesamt 21 bis 36 % Energieeinsparungen erzielt werden und die Investitionen bis zu 4,3 Jahre zurückkehren.

• Anwendung von AE1 RD1: Bei der Herstellung von Low-E-Glas ist das AE1 RD1 ein entscheidendes Qualitätskontrollwerkzeug, um sicherzustellen, dass die Emission jeder Beschichtung den Konstruktionsspezifikationen entspricht. Auf der Baustelle kann es verwendet werden, um die Eingangsmaterialien zu probieren, die Produktleistungen zu überprüfen und einen übermäßigen Energieverbrauch durch die Verwendung von nicht qualifizierten Produkten zu vermeiden.



Kaltes Dach und kalte Wände

Die Technologien „kalte Dächer“ und „kalte Wände“ sind effektive Mittel zur Bekämpfung des städtischen Wärmeinsel-Effekts und zur Reduzierung der Kühlbelastung von Gebäuden.

Grundprinzip: Kaltes Dachmaterial muss gleichzeitig zwei Eigenschaften besitzen: eine hohe Sonnenreflexivität (reflektiert den größten Teil des Sonnenlichts) und eine hohe Wärmeemissivität (effektiv absorbierte kleine Wärmemengen in Form von Wärmestrahlung abstrahlen). Ein herkömmliches dunkles Dach kann in der Sommersonne über 65 °C (150 °F) wärmen, während ein leistungsstarkes kaltes Dach unter 38 °C (100 °F) mit erheblichen Temperaturunterschieden bleiben kann.

• Normen und Zertifizierungen:

• Sonnenreflexindex (SRI): Zur umfassenden Bewertung der „kalten“ Eigenschaften von Materialien hat die Industrie den Indikator SRI eingeführt. Es ist ein einziger Wert, der durch eine Standardformel berechnet wird, in der zwei Parameter der Sonnenreflexivität und der Wärmeemissivität kombiniert werden, die normalerweise von 0 bis 100 liegen und je höher, desto "kalter" ist. Die gemessene Wärmeemissivität von AE1 RD1 ist einer der beiden notwendigen Eingaben zur Berechnung des SRI.

• LEED-Zertifizierung: Die Reduzierung der Emissionen durch den Wärmeinsel-Effekt ist ein wichtiger Punkt im Bewertungssystem für grüne Gebäude im Bereich Energie- und Umweltdesign (LEED). Beispielsweise erfordert die Version LEED v4.1, dass der SRI-Wert nach einer Alterung von drei Jahren für niedrige Steigungsdächer (Steigungsdächer) nicht weniger als 64 ist, während der SRI-Wert für steile Steigungsdächer (Steigungsdächer) nicht weniger als 32 ist.

• California Title 24 Energy Efficiency Standard: Als eine der strengsten Gebäudeeffektivitätsvorschriften in den USA ist die California Title 24 für die SRI-Werte von Dachmaterialien verpflichtend. Diese Vorschriften variieren je nach Klimazone, z. B. bei steilen Wohndächern in Klimazonen 10-15 muss der SRI-Wert nicht unter 16 liegen.

• Anwendung von AE1 RD1: Dieses Instrument ist ein wichtiges Werkzeug für Materialhersteller, um die Produktzertifizierung durch den Cold Roof Rating Committee (CRRC) zu erhalten. Für Architekten, Auftragnehmer und Aufsichtspersonen bietet AE1 RD1 ein zuverlässiges Mittel, um auf der Baustelle schnell und genau zu überprüfen, ob die verwendeten Materialien LEED oder Titel 24 erfüllen. Diese Fähigkeit zur Prüfung vor Ort ist eine Garantie dafür, dass die Politik für grüne Gebäude von der Zeichnung in die Realität geht und die erwarteten Energieeinsparungen erzielt. Ohne ein tragbares und standardisiertes Messgerät wie das AE1 RD1 wäre es schwierig, diese komplexen Energieeffizienzverschriften außerhalb des Labors effektiv zu überwachen und durchzusetzen, was ihre Verbreitung und praktische Wirkung erheblich beeinträchtigt.

3. Strahlungsbarriere und Wärmedämmung

Neben der Blockierung der Wärmeleitung und der Konvektionswarmeübertragung durch Isolationsmaterialien ist die Kontrolle der Strahlungswärmeübertragung ebenso wichtig.

Arbeitsweise: Strahlungsbarrieren werden in der Regel aus Materialien mit niedriger Emission (z. B. Aluminiumfolie) hergestellt, die in einem Dachboden oder in einem Wandhohl installiert werden. Durch die Reflexion von Wärmestrahlung blockieren sie effektiv den strahlenden Wärmestrom vom Dach nach unten im Sommer oder vom Innenraum nach außen im Winter und sind ein wichtiger Bestandteil der gesamten thermischen Leistung. Viele blockförmige oder filzförmige Isolationsmaterialien (wie Glasbaumwolle, Steinbaumwolle) werden auch aus einer Schicht Aluminiumfolie zusammengesetzt, um eine doppelte Rolle als Strahlungsbarriere und Wasserdampfsperre zu spielen.

• Anwendung von AE1 RD1: Für die Fabrikqualitätskontrolle dieser Isolationsprodukte mit Folienoberfläche, um sicherzustellen, dass ihre niedrige Emissionsleistung erreicht wird. Noch wichtiger ist, dass es vor Ort zur Beurteilung der Leistungsverluste dieser Materialien nach langfristiger Verwendung verwendet werden kann. Beispielsweise kann die Ansammlung von Staub oder die Oxidation der Oberfläche zu einer erhöhten Emissionsrate führen, die die Effizienz der Strahlungsbarriere verringert. Durch regelmäßige Prüfungen mit AE1 RD1 kann dieser „Alterungseffekt“ überwacht werden und Daten für die Wartung und Renovierung von Gebäuden bereitgestellt werden.