Pro lepší pochopení je třeba trochu teorie.
Takže postupně:
Sálají všechna povrchy, jejíchž teplota je vyšší než absolutní nula (tedy vyšší než -273°C).
Pokud na sebe tyto povrchy „vidí“, vyměňují si sáláním svoji tepelnou energii. Avšak jen za předpokladu, že nemají stejnou teplotu. Pak k žádné výměně tepla nedochází.
Ale pokud je jejich teplota rozdílná, dochází k velmi intenzivní výměně, a to v závislosti na rozdílu jejich ČTVRTÝCH MOCNIN (T1⁴ –T2⁴). Takže čím větší rozdíl teplot, tím více tepla se sáláním šíří.

Sdílení tepla sáláním závisí také na emisivitě povrchů.
Emisivita je vlastnost povrchu emitovat záření – tedy schopnost sálat a také absorbovat sálavé teplo.  Čím je hodnota emisivity (v procentech) větší, tím lépe může povrch sálat (a také absorbovat teplo).

Vzorec pro výpočet intenzity výměny tepla sáláním  qr:

Zde je příklad povrchů s rozdílnou emisivitou (pro záření o teplotě okolo 0°C):

Bude-li mít v  povrch Země 0°C, tak v době, kdy bude zamračeno, a teplota oblak bude také okolo 0°C, nebude k žádnému ochlazování vlivem sálání docházet.
Ale při jasné noční obloze vysálá povrch Země své teplo až do horní vrstvy troposféry. V našich zeměpisných šířkách může být její teplota v zimě až -60°C a v létě až -30°C.

A protože Země má emisivitu blízkou 100% a černá obloha také, je výměna sálavého tepla enormní.

Pokud tyto hodnoty dosadíme do vzorce výše, tedy Země = T1 = 273K (0°C) a jasné obloha T2 = 213K (-60°C), emisivita obou okolo 1 (tedy 100%), dochází k vysálání tepla téměř 200W z 1m².
Z fotbalového hřiště o velikosti 100x60m se tedy každou sekundu vyzáří 1,2 MW tepelné energie.

Tím logicky dochází k prudkému ochlazování zemského povrchu, který je dotovaný geotermální energií. Ale jakmile povrch země pořádně prochladne, bere si teplo i z proudícího vzduchu, čímž ho logicky ochlazuje a druhý den je o několik stupňů méně, než den předešlý.
Na studenějším povrchu země kondenzuje i vodní pára z teplejšího vzduchu, která následně zamrzá a vzniká jinovatka.

Ale soustřeďme svoji pozornost tam, kde nás to bolí nejvíce – naše peněženky.
V závislosti na emisivitě povrchu dochází díky sálání ke  ztrátě tepla i z našich příbytků.

Střecha o velikosti 100m² s emisivitou povrchu 85% (tedy bez sněhu) sálá do jasné oblohy 17kW.
Fasáda o ploše 200m² s emisivitou 80% vysálá při jasné noci 32 kW.
Skla sálají nejvíce, jejich emisivita je okolo 90% - takže plocha 30m² vyzáří do oblohy 5,4 kW.
Pokud vše sečteme, sálá celý dům při jasné zimní noční obloze každou vteřinu cca. 55kW tepla.

Nyní je třeba se zamyslete, odkud se tohle všechno teplo vezme.
Takže: částečně ze vzduchu – jak vítr ovívá střechu i fasádu, odevzdává studenějšímu povrchu své teplo a částečně i z interiéru, přičemž velmi záleží na tom, jak je zateplen.

Přestože kontaktně pokládané izolace (polystyren i vlna) vedou teplo špatně, tak čím chladnější bude venkovní povrch, tím více tepla jimi pronikne, protože zde platí přímá úměra – čím je rozdíl teplot větší, tím více tepla hmotou prochází.

Velká tloušťka izolace pomůže jen částečně. Na šíření tepla vedením má větší tloušťka zásadní účinek, ale na sálání v  dutinách těchto izolací jen nepatrný. Zde se totiž teplo šíří celým volným vzduchovým prostorem, od vlákna k vláknu či od buňky k buňce, takže proniká celým volným prostorem. A čím větší je rozdíl teplot obou povrchů, tím více se sálání šíří (v závislosti na rozdílu ČTVRTÝCH MOCNIN jejich absolutních teplot)

Řešením je bezkontaktní pokládka izolace, rozdělená vzduchovými mezerami a zakončená reflexní vrstvou (např. vlna + reflexní difúzní folie). Tím, že emisivita reflexních folií je malá, vysálá se ze střechy jen zlomek energie, než když je folie matná.

U kontaktního zateplení, kde však leží krytina přímo na izolaci (nadkrokevní systémy), nebo u fasády zateplené polystyrenem je však řešení úniku tepla sáláním velmi obtížné.
Zde není možné použít nízkoemisivní (reflexní) vrstvu, která by zabraňovala sálání. Zde bohužel prostupuje teplo ze stěny přímo do izolace, odkud se opět vedením dostává do povrchu, kde se perfektně vysálá Pánu Bohu do oken (a to doslovně).

Nejlepším řešením, jak se chránit proti vlivu studeného záření zimní noční oblohy jsou vícevrstvé reflexní izolace. Jejich účinek je násobně lepší, protože jejich velmi nízká emisivita zabrání teplu se z jejich vrstev vyzářit.

Ve zkušebně nelze simulovat sálání noční oblohy, posuzuje se pouze vliv vedení tepla či jeho předávání do okolí vlivem proudění vzduchu. Měření probíhá při teplotách okolo 0°C a emisivitě okolí okolo cca. 85%.
Takže vliv sálání se zde projeví asi 1/3 než tomu je ve skutečnosti.
Proto také dosahují běžné nereflexní izolace mnohem lepších výsledků v laboratoři než v reálných podmínkách.
Naproti tomu u reflexních izolací dochází v laboratořích k potlačení jejich hlavní technické výhody. Norma, která definuje,  jak izolace měřit, zcela zásadně eliminuje vlivy sálání a soustředí se pouze na vedení a proudění. I v tak diskriminujících podmínkách však dosahují reflexní izolace podstatě lepších parametrů (z hlediska vodivosti tepla) než nereflexní. Bohužel jejich násobně lepší účinek lze prokázat pouze při měření v reálných podmínkách.

U rodinných domů tvoří okna malou plochu. Jejich emisivita je však ze všech ploch nejvyšší, proto nesmíme tuto plochu opomíjet, protože skla jsou schopna vyzářit velké množství tepla.

Zde lze doporučit jako účinné řešení, přesklít okna takovými izolačními skly, která mají ošetřenu ochranu proti sálání. Tu dnes splňují dvojskla s pokovenými skly a uprostřed umístěnou reflexní folií. Tato skla odebírají z interiéru násobně méně tepla než běžná trojskla.

Jakmile ale začneme hovořit o budově, jejíž fasáda tvoří především skla, pak je ochrana proti sálání noční oblohy naprosto zásadním tématem:

U výše vyfocené budovy v Praze může být plocha skel cca. 2000m².
Pokud by skla u této budovy měly normální emisivitu, vyzáří při jasné zimní obloze každou vteřinu 337kW tepla.
Kdyby byly skla ošetřeny nízkoemisivním povrchem, snížilo by se vyzáření tepla více jak 10x.

Související články:

Fenomén sálání... Aneb: co se ve škole nedozvíte... 1.díl

Fenomén sálání... Aneb: co se ve škole nedozvíte... 2.díl

Fenomén sálání... Aneb: co se ve škole nedozvíte... 3.díl

Fenomén sálání... Aneb: co se ve škole nedozvíte... 4.díl

Fenomén sálání... Aneb: co se ve škole nedozvíte... 5.díl

Fenomén sálání... Aneb: co se ve škole nedozvíte... 6.díl