Летом окна превращаются в духовки.
Вы задергиваете шторы.
Цель проста: остановить жару.
Но физика усложняется, когда добавляется второй слой.
Рассмотрим сценарий.
У вас установлены рулонные жалюзи, плотно прилегающие к стеклу. Сверху на них — тяжелые портьеры.
Один слой задерживает половину энергии. Это базовый уровень. Ткань нагревается, поглощает солнечную радиацию, а затем излучает это тепло обратно. Половина отражается обратно в окно, а другая половина попадает в комнату.
Теперь добавим второй слой.
Жалюзи на стекле. Портьеры поверх жалюзи.
Логика подсказывает простое умножение.
Если первый слой блокирует 50%, то он пропускает остальные 50%. Второй слой берет эти оставшиеся 50% и блокирует 50% от них. Половина от 50% равна 25%.
Значит, в комнату проникает 25% солнечной энергии, верно?
Неверно.
Эта математика ошибочна, потому что она игнорирует, куда на самом деле девается тепло.
Подумайте о тепловом равновесии.
Оба слоя нагреваются. Оба излучают тепло в двух направлениях: наружу, к окну, и внутрь, в комнату.
Жалюзи принимают солнечную энергию. Половина отражается наружу. Половина передается портьерам.
Но портьеры не просто пассивно висят. Они тоже горячие. Они поглощают тепло от жалюзи и от прямого солнечного света, просачивающегося сквозь них. Портьеры излучают 50% своего тепла обратно наружу и 50% — внутрь.
Ключевой момент не только в первичном прохождении, но и в постоянном обмене теплом.
Тепло, застрявшее между двумя слоями, застревает снова и снова, стремясь к равновесию.
Ответ оказывается выше 25%.
На самом деле это 33%.
Одна треть солнечной энергии попадает в комнату.
Почему?
Потому что внутренний слой (портьеры) излучает половину своего тепла в комнату. Но это тепло поступает от энергии, прошедшей сквозь внешний слой. Система создает «бутылочное горлышко», которое вынуждает большую долю всей поглощенной энергии проникать во внутреннее пространство, чем предполагала бы простая линейная модель блокировки.
Не верьте мне на слово. Нарисуйте схему.
Начните с 100 единиц солнечной энергии.
- Жалюзи : Поглощают 100 единиц. Излучают 50 наружу и 50 внутрь.
- Портьеры : Получают 50 единиц от жалюзи. Поглощают их. Теперь у них 50 единиц энергии. Они излучают 25 наружу (в сторону жалюзи) и 25 внутрь (в сторону комнаты).
Подождите.
Если на этом остановиться, кажется, что в комнату попало 25 единиц.
Но тепло, излучаемое обратно от портьер в сторону жалюзи, достигает жалюзи.
