Latem okna zamieniają się w piekarniki.
Zaciągasz zasłony.
Cel jest prosty: zatrzymać upał.
Ale fizyka staje się bardziej skomplikowana po dodaniu drugiej warstwy.
Rozważmy scenariusz.
Masz zamontowane rolety, które ściśle przylegają do szyby. Na nich wiszą ciężkie zasłony.
Jedna warstwa zatrzymuje połowę energii. To jest poziom podstawowy. Tkanina nagrzewa się, pochłania promieniowanie słoneczne, a następnie oddaje to ciepło. Połowa odbija się z powrotem przez okno, a druga połowa wchodzi do pokoju.
Teraz dodajmy drugą warstwę.
Żaluzje na szkle. Zasłony nad roletami.
Logika podpowiada proste mnożenie.
Jeśli pierwsza warstwa blokuje 50%, przepuszcza pozostałe 50%. Druga warstwa pobiera pozostałe 50% i blokuje 50% z tego. Połowa 50% równa się 25%.
Oznacza to, że 25% energii słonecznej dociera do pomieszczenia, prawda?
Zło.
Ta matematyka jest błędna, ponieważ ignoruje, dokąd faktycznie ucieka ciepło.
Pomyśl o równowadze termicznej.
Obie warstwy nagrzewają się. Obydwa emitują ciepło w dwóch kierunkach: na zewnątrz, w stronę okna i do wewnątrz, do pomieszczenia.
Rolety otrzymują energię słoneczną. Połowa odbija się na zewnątrz. Połowa przeznaczona jest na zasłony.
Ale zasłony nie wiszą tylko pasywnie. Są też gorące. Pochłaniają ciepło z żaluzji i przedostającego się przez nie bezpośredniego światła słonecznego. Draperie emitują 50% swojego ciepła z powrotem na zewnątrz i 50% do wewnątrz.
Kluczowym punktem jest nie tylko początkowe przejście, ale także ciągła wymiana ciepła.
Ciepło uwięzione pomiędzy dwiema warstwami zatrzymuje się raz po raz, próbując uzyskać równowagę.
Odpowiedź okazuje się powyżej 25%.
W rzeczywistości jest to 33%.
Jedna trzecia energii słonecznej dociera do pomieszczenia.
Dlaczego?
Ponieważ warstwa wewnętrzna (zasłony) oddaje połowę swojego ciepła do pomieszczenia. Ciepło to pochodzi jednak z energii przechodzącej przez warstwę zewnętrzną. System tworzy wąskie gardło, które zmusza większą część całej pochłoniętej energii do przedostania się do przestrzeni wewnętrznej, niż sugerowałby to prosty liniowy model blokady.
Nie wierz mi na słowo. Narysuj diagram.
Zacznij od 100 jednostek energii słonecznej.
- Zasłony : Pochłania 100 jednostek. Emitują 50 na zewnątrz i 50 do wewnątrz.
- Zasłony : Zyskaj 50 jednostek za zasłony. Wchłoń je. Teraz mają 50 jednostek energii. Emitują 25 na zewnątrz (w stronę żaluzji) i 25 do wewnątrz (w stronę pokoju).
Czekać.
Jeśli na tym poprzestaniemy, wygląda na to, że w pomieszczenie uderzyło 25 jednostek.
Jednak ciepło wypromieniowane z powrotem z zasłon w kierunku żaluzji dociera do żaluzji.
