ÚVOD

Fólie sú často označované ako materiály "kontrolujúce slnečné žiarenie". Existuje mnoho diskusií ohľadne sústreďovania slnečnej energie. Medzi laikmi sú pravdepodobne k dispozícii zavádzajúce informácie.

Týmto materiálom sa pokúsime vysvetliť každému populárnym spôsobom všetky potrebné technické údaje a popísať fólie prístupnou formou tak, aby pri výbere týchto spoločne s technikom našej spoločnosti, vnikli min. do základov problematiky.


SLNEČNÁ ENERGIA A PRENOS TEPLA

Slnko dokáže splyniť všetky substancie známe človeku. Na povrchu slnka je teplota cca 6.000° C. Pre vytvorenie si obrazu a porovnanie, čo táto teplota asi znamená, nasledovný príklad :

Ak by v Niagarských vodopádoch namiesto 20 miliárd litrov vody za 1 hodinu, padal vykurovací olej a tento bol sústreďovaný po dobu 200 miliónov rokov, jeho energetická vykurovacia schopnosť by zodpovedala energii, ktorú slnko uvoľňuje každú hodinu.

Našťastie pre nás, obyvateľov Zeme, dosiahne zemskú atmosféru ,t.j. k nám ľuďom len jedna dvojmiliardtina (1/2,000.000.000) tejto energie. Približne jedna tretina je reflektovaná späť do vesmíru a ďalšia časť je absorbovaná v atmosfére. Len asi polovica energie, dopadajúca do atmosféry, resp. jednaštvrťmiliardtina (1/4,000.000.000) slnečnej energie, ktorú slnko uvoľní, dosiahne zemský povrch.

Slnečné žiarenie je špeciálny druh elektromagnetických vĺn. Jeho energia závisí od vlnových dĺžok, príp. frekvencií. Elektromagnetické spektrum slnečného žiarenia, ktoré dosiahne na zemský povrch, je rozdelené do troch rozsahov vlnových dĺžok : dĺžka UV-žiarenia, vlnová dĺžka viditeľného svetla a vlnová dĺžka infračerveného žiarenia.

Rozsah UV-žiarenia ( 100-400 nanometrov ) je tá časť, ktorá je "zodpovedná" za vyblednutie kobercov, žalúzií, záclon a farieb vôbec. Pomocou UV-žiarenia zhnedne koža (opálenie) a pri prehnanej expozícii môže prísť až k nutnosti medicínsky riešiť Váš problém ( napr. rakovinu kože).UV-žiarenie predstavuje cca 3% celkového solár. spektra.

Viditeľné svetlo je v rozsahu 380-780 nanometrov je to jediná časť solárneho spektra, ktorá je viditeľná ľudským okom. Jeho maximum je vo videní zelenej časti spektra, farby, ktorá je najrozšírenejšia na zemi. Približne 44% energie solárneho spektra je časťou rozsahu viditeľného svetla. "Blízke" infračervené žiarenie je tepelnou zložkou. Nevidíme ho, ale cítime ako teplo. Až 53% slnečnej energie leží v tomto pásme."Vzdialené" infračervené žiarenie leží mimo rozsahu blízkeho infračerveného žiarenia. Napriek tomu, že v slnečnom spektre nie je obsiahnuté "ďaleké infra" ,je tento vlnový rozsah predsa len dôležitý pre zníženie teplotných strát.


Mechanizmy prenosu tepla :

Žiarenie = prenos tepla z vesmíru v dôsledku teplotných diferencií
Vedenie tepla = prenos tepla cez sklo v dôsledku teplotných diferencií
Konvenkcia = prenos tepla vetrom v dôsledku teplotných diferencií


AKO REDUKUJÚ OKENNÉ FÓLIE TEPELNÝ ZISK ?

Porovnanie solárnych vlastností fólií :


V nasledovnej tabuľke môžete porovnať solárne vlastnosti 3 mm hrubého číreho skla, podobne ako toho istého skla s nalepenou farbenou fóliou a toho istého číreho skla s nalepenou fóliou strednej priehľadnosti s metalickou (kovovou) vrstvou :

 

Vlastnosti fólie 3 mm hrubé
číre sklo
farbená fólia
na čírom skle
pokovovaná fólia
na čírom skle
solárna reflexia 8 % 7 % 43 %
solárna priepustnosť 87 % 55 % 22 %
solárna pohltivosť 5 % 38 % 35 %
spolu celkom 100 % 100 % 100 %

Zhrnutie :

1/ Ani číre sklo a ani farbená fólia neodrážajú dostatočné množstvo solárnej-slnečnej energie. Reflexné kovové vrstvy fólií naproti tomu odrážajú veľké množstvo slnečnej energie v spektre infračervenom i UV.

2/ Pokiaľ číre sklo prepustí temer všetku slnečnú energiu, prepustia farbené fólie menej v UV pásme, časť v pásme viditeľného svetla a temer všetko v infračervenom pásme, ktoré vytvára teplo. Reflexné pokovované fólie prepúšťajú časť viditeľného spektra, ale temer nič v ostatných pásmach.

3/ Sklo pohlcuje málo slnečnej energie. Metalické reflexné fólie pohlcujú temer celé UV pásmo a infračervené pásmo (teplo).farbené fólie absorbujú temer celé UV pásmo, vysoké množstvo UV žiarenia, veľké množstvo svetla ,ale temer žiadnu časť z infra (teplo).

Zhodnotenie :

Na redukovanie tepelných ziskov musia byť použité pokovované-reflexné fólie. Tieto účinkujú predovšetkým v infračervenom a UV spektre. Technológie s novými pokovovanými vrstvami dovoľujú výrobu vrstiev s nižšou reflexiou v sfére viditeľného svetla.

AKO REDUKUJÚ OKENNÉ FÓLIE TEPELNÉ STRATY ?

Tepelnými stratami pre našu potrebu rozumieme najmä straty v zimnom období pri vykurovaní, kedy nielen cez múry a pod., ale i cez sklené plochy ( okná, preskelené steny a pod.) uniká veľké množstvo tepelnej energie. Teplo stojí čím ďalej tým viac finančných prostriedkov a fólie pomáhajú tieto šetriť reflexiou naspäť do vykurovaného priestoru.

"k" - koeficient

Pojmom a základným ukazovateľom prestupu tepla cez sklené plochy je "k"- koeficient.

Koeficient "K" označuje, koľko tepelnej energie na 1 m2 za sekundu pri teplotnej diferencii 1 K ( 1°C ) prejde cez sklo.

Recipročná veličina "R"-koeficient označuje odpor proti prieniku tepla cez sklo.

R = 1 / k           k = 1 / R

Emisná hodnota

Emisia označuje schopnosť povrchovej plochy, teplo absorbovať a reflektovať. V prílohe je presný technický popis emisie spolu s ďalšími technickými termínmi, podstatnými pre okenné fólie.

Emisné hodnoty niektorých materiálov :

polírované zlato 0,02 zlá pohltivosť = dobrý reflektor
polírované striebro 0,02
polírovaný hliník 0,05
Low-E povlaky (termálne) 0,29 - 0,45
bežné pokovované fólie 0,65 - 0,89
sklo 0,84
papier 0,89
drevo 0,91
biele emailové farby 0,91
hladká čierna laková vrstva 0,96 dobrá pohltivosť = zlý reflektor
PRÍKLADY PREPOČTU REDUKCIÍ TEPELNÝCH STRÁT , ZISKOV,VYBLEDNUTIA PREDMETOV a UV-REDUKCIE

Pojem : tieniaci koeficient ( skratka SC ) = miera efektívnosti okenného systému.
Čím menší je SC, tým väčšia je schopnosť okna, ovplyvňovať slnečnú energiu.

Pre ukážku výpočtu náhodne vybraná fólia strednej priepustnosti - zastavenia

Celkové zastavenie slnečnej energie 68 %
Celková reflexia slneč.energie 43 %
Celkové pohltenie slneč.energie 35 %
Celkové prepustenie slneč.energie 22 %
Celkové zastavenie UV-žiarenia 1 %
Celková priepustnosť vidit.svetla 28 %
K - hodnota 5,9 W/(qm.K)
Tieniaci koeficient ( SC ) 0,36

REDUKCIA TEPELNÉHO ZISKU

( SC skla - SC skla s fóliou ) / ( SC skla ) = ( 0,94 - 0,36 ) / 0,94 = 0,62 = 62 %

REDUKCIA TEPELNEJ STRATY

( K-hodnota skla - K-hodnota skla s fóliou ) / ( k-hodnota skla ) =
= (6,30 - 5,96 ) / 6,30 = 0,05 = 5 %

REDUKCIA OSLEPOVANIA ( VIS = viditeľné svetlo )

( priepustnosť VIS skla - priepustnosť VIS skla s fóliou ) / (priepustnosť VIS skla ) =
= ( 0,88 - 0,28 ) / 0,88 = 0,68 = 68 %

REDUKCIA UV - ŽIARENIA

( UV priepustnosť skla - UV priepustnosť skla s fóliou ) / ( UV priepustnosť skla ) =
= ( 0,68 - 0,01 ) / 0,68 = 0,99 = 99 %


ZLOŽENIE A ŠTRUKTÚRA FÓLIÍ

Tak ako je v ďalšom texte vyznačené, nasledujú po sebe vrstvy materiálov vo fólii, ktorej hrúbka je :

- u solárnych a termálnych medzi 35 - 70 mikrón ( plus 25 mikrón ochranný plášť )
- u bezpečnostných od 100 mikrón do 300 mikrón (nominálne),inak vždy až o 30-50
mikrón viac
u fólií výrobcu HANITA COATINGS (plus 25 mikrón ochranný plášť)

!!! Vrstvy sú počítané smerom od miestnosti až po plochu skla !!!


Fólie číre alebo farbené / NEREFLEXNÉ a odolné poškriabaniu ( SCR )

protiškrabancová vrstva - SCR
polyesterová fólia - farbená / UV inhibítory
lepidlo
odľahčujúca spojovacia vrstva
sklo

Fólie číre / REFLEXNÉ a odolné poškriabaniu ( SCR )

protiškrabancová vrstva - SCR
polyesterová fólia - číra priehľadná / matelizovaná povrchová plocha
lepivá fólia
polyesterová fólia - číra / UV-inhibítor
lepidlo
odľahčujúca spojovacia vrstva
sklo

Fólie farbené / REFLEXNÉ / číre / SCR vrstva

vrstva SCR
polyesterová fólia / číra priehľadná/metalizovaná povrchová plocha
lepivá fólia
polyesterová fólia / farbená / UV-inhibítor
lepidlo
odľahčená vrstva
sklo

Fólie farbené / REFLEXNÉ / farbené / SCR vrstva

vrstva SCR
polyesterová fólia / číra priehľadná / metalizovaná povrchová plocha
lepivá fólia
polyesterová fólia / farbená / UV-inhibítor
pelidlo
odľahčujúca vrstva
sklo

ŠTANDARDNÉ METÓDY NA ZISTENIE CHARAKTERISTIKY FÓLI - ZISŤOVACIE METÓDY


Nasledujúce metódy doporučuje AIMCAL :

1/ Východzie kritériá sú : zima (maximálna záťaž zimy v noci ) pri 20° C vo vnútri a -8° C vonku, rýchlosť vetra 24 km/hod. a bod topenia vo vnútri nižší ako teplota skla. Prepočty sú prevádzané podľa ASHRAE štandardov z r.1997 (kapitola 26,strana 14)
1/4
s nasledovnou korektúrou : alfa i = ... + 1,42 ( Tg - Ti ) .

2/ Ako dodatočné kritériá pre spotrebiteľa je označená stredná zimná hodnota pre cca 40° severnej zemep. šírky, prepočítané pri 7° C vonku,20° C vonku.

3/ Východzie kritériá v lete sú 24° C vo vnútri,32° C vonku, pri rýchlosti vetra 12 km/h.

4/ Tieniace koeficienty sú podľa ASHRAE (kapitola 26,r.1977) s podmienkami ako v bode 3/ .Koeficient "k" je prepočítavaný v letnej noci.

5/ Pri špeciálnych medzných rizikových podmienkach sa prepočty robia i s ďalšími veličinami, pokiaľ sú tieto explicitne dokumentované.

6/ Množstvo prepusteného UV-žiarenia sa zisťuje podľa ASTME 424-71,metóda A s nasledovnými zmenami :

- solárny UV-rozsah je definovaný ako rozsah 300 až 380 nm (nanometrov),
- množstvo prepusteného UV je merané na čírom priehľadnom skle dvojitej pevnosti, alebo ak je meraná len fólia, sú výsledky prepočítané kvôli zohľadneniu skla.Merania sú prevádzané podľa metódy ASTM E 424.Výsledky sú korigované za použitia váhového faktoru pre solárne spektrá.

7/ Celková solárna reflexia a priepustnosť sú vyjadrené podľa ASTM E 424 pomocou spektrofotometra alebo pyranometra (s uhlovou odchýlkou 20° medzi vzorkou a meracím prístrojom).

V záujme neschybenia pre celú priemyselnú branžu vydala AIMCAL definície, ktoré sú prílohou č.1 tohoto materiálu.

ZVYKLOSTI A ZÁKONNÉ POSTUPY U OKENNÝCH FÓLIÍ V SLOVENSKEJ REPUBLIKE

Zákonodarstvo SR v oblasti okenných fólií je na temer nulovej úrovni. Preto sa Slovenská asociácia okenných fólií - SWFA ( Slovak Window Film Association ) snaží o preraz v legislatíve. V súčasnosti je jej sídlo u našej spoločnosti A.F.F. , s.r.o. :

S W F A
Peter Faber
prezident
Sládkovičova 10
921 01 Piešťany

V zásade sa v SR vyžadujú atesty z akreditovaných štátnych skúšobní na fólie :

- všeobecný atest z dôvodu dovozu zo zahraničia - porovnanie kvality výrobku,
- bezpečnostné a autofólie ( nepovinné atesty )

Na solárne a termálne fólie naša legislatíva nevyžaduje nič, môžu sa objaviť len jednotliví zákazníci, ktorí toto vyžadujú.

ATESTÁCIA BEZPEČNOSTNÝCH FÓLIÍ

Túto prevádzajú štátom akreditované skúšobne ( veľká nejednotnosť výkladu, ktoré to majú vo svojej náplni ).keďže v SR zatiaľ nie je ( pre malý počet dovozcov a vysokú hodnotu testovacích zariadení ) oficiálne zariadenie. Preto skúšobne "opisujú" atesty z Českej republiky a zeme výrobcu fólií, ktoré uznávajú.

Momentálne ( a platí to pre celú Európu ) sú oficiálne schvaľované len bezpečnostné fólie hrúbky minimálne 300 mikrón. Tenšie fólie sa aplikujú na výslovnú žiadosť zákazníka, ktorý atest nechce a nevyžaduje.

Naša spoločnosť má oficiálne atesty bezpečnostnej fólie 300 mikrón ( nominálna tabuľková hodnota ) - reálne až 335 mikrón ( + ochranný plášť 25 mikrón ).


ATESTÁCIA AUTOFÓLIÍ

Taktiež má naša spoločnosť testovaných 6 druhov autofólií s atestom Ministerstva dopravy, spojov a telekomunikácií SR na 2 (dva ) druhy "tmavosti - priehľadnosti".

Je potrebná značka 27 MD + . . . . ( 4-ciferné číslo povolenia ),ktorú vydávame spolu s autofóliami + Osvedčenie technickej spôsobilosti autofólií ( kartička na vozidlo ).

Všetky atesty majú platnosť cca 18 mesiacov a je nutné ich po dobe uplynutia platnosti obnovovať, čo naša spoločnosť vykonáva.

Nanotechnológia

Nanotechnológia (grécky nänos“ = trpaslík) je pojem pre širokú škálu technológií, ktoré sa venujú skúmaniu, spracovaniu a produkcii predmetov, menších ako 100 nanometrov (nm).
                                                                  -9
1 nanometer je jedna miliardtina metra (10   ).

Už dnes sú veľmi dôležité nanomatriály, ktoré sú vyrobené chemickou cestou alebo na základe mechanických metód.

Cieľom vývoja v nanotechnológii je digitálna, programovateľná manipulácia matérie na atomárnom základe a z toho rezultujúce molekulárne vyhotovenia.

Nano-potermi označujeme nanesenie nanoštruktúr na povrchové plochy. Nanášať je možné na kovy, textílie a umelé hmoty.

Ako príklad už dnes používaných nanotechnologických metód slúži lotusový efekt, ktorý umožňuje samočistiace povrchové plochy. Ďalej napr. ochranný nástrek na autokarosérie, pričom nanoskalický spojovací prostriedok je alternatívou k pochromovaným vrstvám pri lakovaní karosérií.

Okenné fólie, window film (anglicky), t. j. ich časť je vyrábaná nanotechnológiou. Očakáva nás éra nanotechnológií, pričom sa v oblasti okenných fólií môžeme tešiť na absolútne nové typy fólií.

Nové typy s pravdepodobne vyššou mierou trvanlivosti povrchu, t. j. zárukou, kvalitou, pri zvýšených technických ale i úplne nových vlastnostiach, ktoré v súčasnosti nedokážeme ani pochopiť.

Tešme sa a dovoľme si počkať, s čím na nás „príde“ nová doba nanotechnológií.