Wat de emissiegraad werkelijk beschrijft
Deze bijdrage overslaan
De emissiegraad duikt op in elk technisch blad van een isolerende coating, meestal als klein getal tussen 0 en 1. Wat hij beschrijft, is nauwkeurig gedefinieerd. Wat daaruit voor een bouwdeel volgt, hangt af van de geometrie — en precies daar wordt het in de praktijk onzuiver.
De definitie zit in een macht
Elk oppervlak boven het absolute nulpunt geeft warmte af als elektromagnetische straling. Hoeveel, beschrijft de wet van Stefan-Boltzmann:
M = ε · σ · T4 [W/m²]
σ is de constante van Stefan-Boltzmann met 5,67 · 10−8 W/(m²·K4), T de absolute temperatuur in kelvin. De emissiegraad ε is dimensieloos en geeft aan welk aandeel van de straling van een ideaal zwart lichaam het oppervlak daadwerkelijk afgeeft.
Daaruit volgen meteen twee dingen:
- De vierde macht is de doorslaggevende term. Tussen 20 °C (293 K) en 5 °C (278 K) zit maar 15 kelvin verschil, maar de stralingsstroom verandert met ongeveer 20 procent. Bij industriële oppervlakken van 200 °C en meer wordt het verschil dramatisch — daar is straling de dominante verliesweg.
- ε en absorptiegraad zijn bij dezelfde golflengte identiek. Dat is de stralingswet van Kirchhoff. Een oppervlak dat slecht uitstraalt, neemt bij diezelfde golflengte ook slecht op.
Typische waarden, en waarom ze verrassen
| Oppervlak | ε (langgolvig) |
|---|---|
| Zwart lichaam (model) | 1,00 |
| Minerale pleister, metselwerk, hout | 0,90 tot 0,95 |
| Dispersieverf, ongeacht de kleurtint | ongeveer 0,90 |
| Vensterglas, ongecoat | ongeveer 0,84 |
| Low-E-coating op glas | 0,03 tot 0,17 |
| Blanke aluminiumfolie | 0,03 tot 0,05 |
De belangrijkste waarde in deze tabel is de tweede. Vrijwel alle bouwmaterialen liggen rond 0,9. Een baksteen, een kalkcementpleister en een witte muurverf verschillen in langgolvige emissiegraad nauwelijks van elkaar.
En een punt dat regelmatig voor verwarring zorgt: de zichtbare kleurtint zegt niets over de langgolvige emissiegraad. Een zwarte en een witte dispersieverf liggen beide rond 0,9. De kleurtint beïnvloedt de kortgolvige absorptiegraad, dus de opname van zonnestraling — een heel andere grootheid voor een heel andere golflengte.
Waar een lage emissiegraad aantoonbaar werkt
Er zijn drie goed gedocumenteerde toepassingen, en ze hebben iets gemeenschappelijks: het oppervlak met de lage ε bevindt zich tegenover een luchtspouw of een groot temperatuurverval.
Isolatieglas
In de spouw van dubbele beglazing verloopt een aanzienlijk deel van de warmtestroom als straling tussen de twee glasvlakken. Een low-E-laag op de ruimtezijdige ruit verlaagt dat aandeel drastisch. Het effect is groot, meetbaar en vastgelegd in de productnorm — de stap van ongecoat naar gecoat HR-glas is een van de grootste sprongen die de bouwfysica de afgelopen decennia heeft gemaakt.
Stralingsbarrières vóór een luchtspouw
Een aluminiumcachering werkt alleen als stralingsbarrière wanneer ervoor een stilstaande luchtlaag ligt. Wordt diezelfde folie direct gelamineerd of ingepleisterd, dan verdwijnt het effect volledig: zonder luchtspouw is er geen stralingsuitwisseling te reduceren, en loopt de warmtestroom gewoon door als geleiding.
Dat is de meest voorkomende toepassingsfout op dit gebied — en de reden waarom de inbouwsituatie in elk bewijs vermeld hoort te worden.
Hete oppervlakken in de installatietechniek
Bij leidingen, tanks en ketels met oppervlaktetemperaturen ver boven kamertemperatuur domineert door de vierde macht het stralingsaandeel. Hier heeft een emissieverlagende coating haar klassieke toepassingsgebied.
Waar het bij een bouwdeel ingewikkeld wordt
Bij een ruimtezijdig wandoppervlak ligt de situatie anders dan in de glasspouw, en wel om een eenvoudige reden: straling en convectie lopen daar parallel, en de norm vat beide samen in één getal.
De warmteovergangsweerstand Rsi met de normwaarde 0,13 m²K/W is geen zuivere stralingsgrootheid. Hij bevat het convectieve aandeel — de luchtbeweging langs de wand — evengoed als de stralingsuitwisseling met de overige ruimteoppervlakken. Wie het stralingsaandeel verlaagt, verandert Rsi, maar niet in de verhouding die een zuivere stralingsberekening zou suggereren.
Daar komt bij: de stralingsuitwisseling vindt plaats tussen de wand en de overige oppervlakken van dezelfde ruimte, niet tegenover de koude buitenruimte. Het temperatuurverschil is daardoor klein — enkele kelvin in plaats van de 25 kelvin waarmee het bewijs volgens DIN 4108-2 rekent. En in de vierde macht komt nu juist dat kleine verschil terecht.
Wat daaruit voor de oppervlaktetemperatuur van een concrete wandopbouw volgt, valt niet in het algemeen te zeggen. Het hangt af van de verhouding tussen de weerstanden in het hele bouwdeel, van de ruimtegeometrie en van het gebruik. Een percentage zonder de bijbehorende wandopbouw is daarom geen uitspraak.
Wat dat betekent voor een technisch blad
Drie vragen die u bij elke opgave van een emissiegraad zou moeten stellen:
- Voor welk golflengtegebied geldt de waarde? Langgolvig (warmtestraling bij kamertemperatuur) of solair (kortgolvig)? Beide zijn ε-waarden, maar ze beschrijven verschillende processen en hebben verschillende grootteordes.
- Volgens welke methode is gemeten? Voor de langgolvige emissiegraad is meting volgens EN 15976 respectievelijk met een emissiometer volgens ASTM C1371 gebruikelijk. Een waarde zonder methode is niet controleerbaar.
- Tegenover welk vlak en op welke afstand? Zonder de inbouwsituatie is de stralingsuitwisseling niet te berekenen — en zonder luchtspouw bestaat ze mogelijk helemaal niet.
En de U-waarde?
Voor eisen volgens de Gebäudeenergiegesetz (GEG, de Duitse wet energieprestatie gebouwen) en voor subsidieprogramma’s telt niet de emissiegraad, maar de rekenwaarde van de warmtegeleidingscoëfficiënt volgens DIN 4108-4, een algemene bouwtechnische toelating, een Europese Technische Beoordeling of een geharmoniseerde productnorm. Een lage ε-waarde vervangt dat bewijs niet, hoe aannemelijk de fysica erachter ook is.
Wie in een klantgesprek met de emissiegraad argumenteert, argumenteert dus met een reëel fysisch effect — maar niet met een grootheid waarmee een subsidieaanvraag te onderbouwen is.
Bronnen
- Wet van Stefan-Boltzmann en stralingswet van Kirchhoff — grondslagen van warmteoverdracht
- DIN EN ISO 6946 — warmteweerstand en warmtedoorgangscoëfficiënt, warmteovergangsweerstanden
- DIN 4108-2 — minimumeisen aan de warmte-isolatie, randvoorwaarden van het bewijs
- DIN 4108-4 — rekenwaarden voor warmte- en vochtwering
- DIN EN 15976 — bepaling van de emissiegraad; ASTM C1371 — emissiometermethode
- Gebäudeenergiegesetz (GEG) evenals de BEG-EM-FAQ over de erkenning van U-waardebewijzen
Dit artikel beschrijft algemene natuurkundige verbanden. Het bevat geen uitspraak over de werking van een concreet product. Wat aan afzonderlijke objecten is gemeten, staat met de bijbehorende randvoorwaarden op de pagina Referenties en metingen.