窗膜隔热太阳能光谱及能量分布原理解释

毋庸置疑,目前汽车窗膜最重要的作用就是阻隔太阳能,更准确的来说是,阻隔太阳辐射能!

而太阳辐射能,顾名思义,就是太阳发出的一系列电磁波,通过辐射的方式,穿过浩瀚星空和大气层,来到我们身边的能量。

众所周知,凡是电磁波,必然涉及到波长的概念;那么我们就可以把太阳光这种一系列的电磁波,按照波长大小进行排列,然后绘制成一个图谱;这个图谱就是太阳光图谱,也叫太阳能图谱

如图所示:

太阳能图谱

从这张图上我们可以看出,太阳能主要是由紫外线、可见光和红外线三种电磁波组成:

01紫外线

紫外线波长范围:nm到nm之间,英文缩写是UV,它占太阳能3%的热能,窗膜的紫外阻隔要求为99%阻隔,国家标准公差范围为正负1%,即98-%都为合格。

紫外线又分为UVA、UVB、UVC

在太阳膜的结构中,根据外贴(紫外在光固化中)或内贴(紫外在安装胶中),其紫外功能添加的位置不同,但许多公司无法将紫外功能做到光固化中。

太阳能中的紫外线,我们肉眼既看不到,但它具有高度的穿透性,窗膜阻隔紫外线其主要目的是将太阳光中的紫外光基本上阻隔,以免对膜、人和内饰产生伤害,以确保人的舒适性和物品的使用寿命。

适当的紫外线照射能杀菌作用,还能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成,应用如紫外线保健灯、植物生长灯;当然,紫外线危害是破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维,将我们的皮肤晒黑,使皮肤干燥、颜色加深及褪色,另外过度的紫外线暴晒会导致皮肤癌,同时,当我们长期驾驶车辆,紫外线是皮肤伤害和汽车内饰的老化褪色的主要元凶。

02可见光

可见光波长范围:-nm,英文缩写是VIL,它占太阳能44%的热能;国家前档对贴膜后的贴膜玻璃的可见光透过要求达到70%以上;侧后档可见光要求应大于15%以上可见光;所以太阳膜的前挡可见光最低透过要达到78.8%,侧挡要达到18%以上才贴装后满足国家标准。

我们人类的肉眼,能够直接感知的太阳能波长范围,就是可见光;波长高于nm,低于nm的电磁波,我们肉眼就看不到了;可见光不同波段显示不同的颜色,主要为红橙黄绿青蓝紫,正是因为可见光的作用。同时,刺眼强光的形成主要受可见光穿透率的影响,危害车主驾驶安全。

03红外线

红外线波长范围:nm到nm,英文缩写是IR,它占太阳能53%的热能;红外线是太阳能中主要的能量来源;虽然红外线我们看不到,但是我们人体的皮肤对它却特别有感触

当红外线直接照射到我们皮肤上时,我们能很明显的感觉到一个字——热

而这个时候,如果有一张隔热功能的窗膜阻隔在太阳光和我们皮肤之间时,尤其是红外阻隔率越高的窗膜,我们会很明显的感觉到,皮肤上不是那么热辣辣的了

太阳膜实现隔热的根本原因:在保证同样透光的前提下,对红外线的阻隔越多,隔热越好,从而实现隔热的功能,达到节能的目的。因红外线为不可见,所以不是颜色深就越隔热。

在保证可见光透过一致的前提下,实现高红外的阻隔是一个技术难题。有机颜料只阻隔可见光,不阻隔红外线。

金属在阻隔可见光的同时阻隔红外线,所以很难实现高透光高隔热的功效。

而纳米级的金属氧化物,因材料特性和纳米化处理后是现阶段所知可以实现高透光、高阻隔红外线的主要功能材料。但其工艺难度较高。。

贴装不阻隔红外线的太阳膜,红外线穿透越多,对人容易产生燥热、烦闷等现象,降低了人的舒适感受。

贴膜的作用,又能保证有清晰可见的可见光透光,又能持续稳定的阻隔太阳能热量和紫外线对人体车饰的伤害

紫外线热量占比+可见光热量占比+红外线热量占比=3%+44%+53%,正好等于%

有的窗膜做到几乎百分百的阻隔红外线,这里的阻隔红外百分百实际是指的是在红外线波长-纳米中单一的几个波段数值,隔热好坏需看太阳膜总阻隔

太阳能总阻隔计算:太阳能总阻隔率=0.03*紫外光总阻隔率+0.44*(1-可见光通过率)+0.53*(1-红外线透过率)

但是,我们判断一张窗膜的好坏,不能只看红外阻隔率;还应该看这张窗膜的可见光透过率大小如何,就是说这张窗膜能透过多少可见光;而受科技和工艺的限制,可见光透过率和红外阻隔率的数值,成反比的关系;即,它们俩是跷跷板的效应

可见光透过率越大,红外阻隔率越小;可见光透过率越小,红外阻隔率越大;如果想要几乎全部阻隔红外线的窗膜,那么这张膜一定是黑漆漆的,透不过一点儿可见光;毕竟,谁也不想坐在车里的时候,四周都被这样一张窗膜挡得黑漆漆的吧?

所以,评价一张窗膜的好坏,就是看这张膜能不能在做到高透光的同时,又能做到高红外阻隔率

一句话,既能保证高透光,又能保证高隔热,才是考验一张窗膜,乃至这张窗膜背后制造厂家,技术实力的真正标准

(这里强调一下,高可见光透过率,不等于人肉眼看上去的感觉很好,就是说,虽然机器测出来的两张窗膜,可见过透过率数值相等,但人肉眼看上去,不一定感觉都是一样的清晰,这方面的道理,我们会在后面的窗膜讲解中再给大家普及到这个知识点)




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