ASTM E424 Стандартные методы испытаний на пропускание и отражение солнечного света (наземного) листовых материалов

Стандарт «ASTM E424 Стандартные методы испытаний на пропускание и отражение солнечной энергии (наземные) листовыми материалами», разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM), описывает методы испытаний, включающие измерение пропускания и отражения солнечной энергии (наземные) листовыми материалами.

Процедура испытаний ASTM E424 включает два метода измерения пропускания и отражения солнечной энергии листовыми материалами. Оба метода дают практически одинаковые результаты для материалов, исследованных рабочей группой:

• Метод A: Измерения спектрального пропускания или отражения по стандарту на основе оксида магния проводятся с помощью спектрофотометра с интегрирующей сферой в спектральном диапазоне от 350 до 2500 нм. Режим освещения и визуализации должен быть либо нормально-рассеянным, либо диффузно-нормальным. Прошедшая или отраженная солнечная энергия определяется интегрированием по стандартной кривой распределения солнечной энергии с использованием взвешенных или выбранных ординат для соответствующего распределения солнечной энергии. Используется распределение на уровне моря с воздушной массой 2. Метод A, использующий спектрофотометр, применим как для пропускания, так и для отражения и является референтным методом.
• Метод B: Солнце используется в качестве источника, пиранометр — в качестве детектора, а образец помещается на крышку ограждения так, чтобы его плоскость была перпендикулярна падающему излучению. Коэффициент пропускания измеряется как отношение прошедшей энергии к падающей. Приборы, использующие этот метод, использовались для измерения коэффициента отражения солнечной энергии, но в настоящее время недостаточно опыта для его стандартизации.

Для метода А размер образцов ограничен геометрией спектрофотометра, тогда как для метода Б требуется образец площадью 0,61 м². Для материалов, исследованных рабочей группой по рисованию, оба метода испытаний дают практически эквивалентные результаты.

Коэффициент пропускания и отражения солнечного света являются важными факторами теплопередачи через окна, в основном через стекло или пластик. Эти методы позволяют измерять эти коэффициенты при постоянных условиях падения и наблюдения. Хотя эти данные могут помочь проектировщикам в выборе и спецификации материалов остекления, одного коэффициента пропускания и отражения солнечного света недостаточно для определения коэффициента теплопередачи без информации о других важных факторах. Эти методы оказались практичными как для прозрачных, так и для полупрозрачных материалов, а также для материалов, пропускание которых снижено высокоотражающими покрытиями. Метод B особенно подходит для измерения коэффициента пропускания неоднородных, узорчатых или гофрированных материалов, поскольку коэффициент пропускания усредняется по большой площади.

Для целей настоящего стандарта применяются следующие термины и определения:

• Коэффициент поглощения солнечной энергии: это отношение поглощенной лучистой энергии к падающей лучистой энергии (равное значению, полученному путем вычитания коэффициента отражения и коэффициента пропускания до единицы).
• Пропуск солнечной энергии: перенос солнечного тепла, учитывающий повторно излучаемую и переносимую энергию.
• Солнечная энергия: для этих методов это интенсивность прямого солнечного излучения на уровне моря по всему спектру. Выражается в ваттах на единицу площади.
• Коэффициент отражения солнечного излучения: процент солнечного излучения, отраженного материалом (ватты на единицу площади).
• Солнечный спектр: для целей настоящих методов это солнечный спектр, простирающийся от 350 до 2500 нм на уровне моря.
• Коэффициент пропускания солнечного излучения: процент солнечного излучения, пропускаемого материалом (ватты на единицу площади).

Короче говоря, стандарт ASTM E424 особенно ценен в таких областях, как архитектура, материаловедение и энергоэффективное проектирование, где понимание взаимодействия материалов с солнечным излучением имеет решающее значение. Основная цель этого стандарта — предоставить последовательный и воспроизводимый метод измерения:

• Коэффициент пропускания солнечного излучения: доля солнечного излучения, проходящая через материал.
• Коэффициент отражения солнечного излучения: доля солнечного излучения, отраженная от поверхности материала.

Эти измерения проводятся с использованием спектрофотометра с интегрирующей сферой, который обеспечивает точность за счет улавливания рассеянного света, что может быть не заметно при использовании традиционных измерительных приборов.

Этот стандарт разработан для наземного применения, то есть он применим к условиям, существующим на поверхности Земли, а не в космосе.

Основными особенностями настоящего стандарта являются:

• Использование интегрирующей сферы: Интегрирующая сфера — это основа испытания. Она обеспечивает комплексное измерение оптических свойств материала, точно собирая как зеркальное, так и рассеянное излучение.
• Диапазон длин волн: метод фокусируется на солнечном спектре, обычно в диапазоне приблизительно от 300 до 2500 нанометров (нм), охватывающем ультрафиолетовое (УФ), видимое (ВИД) и ближнее инфракрасное (БИК) излучение. Это соответствует стандартному эталонному солнечному спектру ASTM G173, моделирующему солнечное излучение, достигающее Земли.
• Типы материалов: Стандарт ASTM E424 применим к широкому спектру прозрачных, полупрозрачных или непрозрачных листовых материалов, таких как:
  • Архитектурное стекло
  • Листы поликарбоната
  • Солнцезащитные пленки
  • Покрытые поверхности, используемые в строительстве или автомобилестроении

Результаты испытаний по стандарту ASTM E424 имеют решающее значение для многих отраслей промышленности:

• Строительство и конструкция: Выбор материалов, пропускающих дневной свет и одновременно снижающих приток солнечного тепла.
• Автомобилестроение: оценка оконных пленок и покрытий для улучшения теплового комфорта и энергоэффективности.
• Солнечная энергия: разработка материалов для солнечных коллекторов или фотоэлектрических систем.
• Сертификация «зеленого» строительства: подтверждение соответствия таким стандартам, как LEED, путем документирования выбора энергоэффективных материалов.

Преимущества соответствия стандарту ASTM E424 включают в себя:

• Он обеспечивает точность и надежность благодаря стандартизированной методологии.
• Более глубокие знания о характеристиках материалов помогают разработчикам выбирать и проектировать более качественные продукты.
• Нормативная и сертификационная поддержка обеспечивает данные испытаний, соответствующие международным строительным и энергетическим нормам.

С другой стороны, хотя это и всеобъемлющий стандарт, он также имеет некоторые ограничения:

• При этом не учитывается долгосрочная деградация материалов или воздействие атмосферных факторов.
• Он предназначен в первую очередь для плоских листовых материалов, а не для сложных геометрических форм или многослойных сборок.
• Правильное использование требует специального оборудования и обученного персонала.

В результате ASTM E424 становится важнейшим стандартом для оценки взаимодействия листовых материалов с солнечным излучением и принятия обоснованных решений об энергоэффективности и воздействии на окружающую среду. Его использование при испытаниях материалов способствует инновациям в области устойчивой архитектуры, автомобильного дизайна и технологий возобновляемой энергетики. Для проектировщиков понимание и применение этого стандарта не только гарантирует ожидаемые эксплуатационные характеристики изделий под воздействием солнечного света, но и способствует более энергоэффективному и устойчивому будущему.

Наша организация, которая уже много лет оказывает поддержку предприятиям всех секторов экономики, предлагая широкий спектр услуг по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, может похвастаться сильной командой сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом ASTM E424 «Методы испытаний листовых материалов на пропускание и отражение солнечной энергии (наземные)».