การดูค่าลดรังสีอินฟาเรดในฟิล์มกรองแสงให้ได้ฟิล์มลดความร้อนดีๆ แบบไม่โดนหลอก

จะเห็นได้ว่าตอนนี้ ในการเลือกฟิล์มกรองแสงจะได้ยินคำว่า ค่าลดรังสีอินฟาเรด  กันบ่อยครั้ง บางท่านคงสงสัยแล้วมันต่างจาก ค่าการลดความร้อนรวม อย่างไร  ในบทความนี้จะอธิบายให้ผู้อ่านเข้าใจ

นอกจากคำว่า "ค่าลดรังสีอินฟาเรด" หรืออาจจะได้เห็นคำว่า "ค่าลดความร้อนแสงแดด" หรือคำอื่นๆ ที่แล้วแต่ผู้ขายฟิล์มจะบรรญัติกันขึ้นมา ซึ่งโดยปรกติแล้ว ในต่างประเทศ จะมีค่าที่ใช้ดูประสิทธิภาพของฟิล์มอยู่ดังนี้

% Infrared Rejection ค่าการลดรังสีอินฟาเรด
% SC Shading Coefficient หรือ 
% SHGC Solar Heat Gain Coefficient 

 ในบทความนี้เราจะมาดูเฉพาะค่าการลดรังสีอินฟาเรดในแสงอาทิตย์กันว่า เลือกค่าอินฟาเรดอย่างไร ถึงจะได้ฟิล์มที่ใช้แล้วเย็นสบาย

เนื่องจากในแสงอาทิตย์ มีองค์ประกอบ คือ แสงยูวี แสงสว่าง และรังสีอินฟาเรด เป็นส่วนประกอบที่กลายเป็นความร้อน (ดูเพิ่มเติมได้จาก blog )     และมนุษย์แต่ละคนมีระดับการรับรู้ความรู้สึกร้อนหนาวแตกต่างกัน ดังนั้น การที่แต่ะละคนจะบอกว่าฟิล์มแต่ละรุ่นเย็นกว่าหรือร้อนกว่า  "เป็นความรู้สึกส่วนบุคคลที่มาจากระบบประสาทรับรู้ความรู้สึกร้อนหรือเย็นที่ผิวหนังของร่างกายที่ส่งไปยังสมองของเรา" ต่างจากการวัดค่าอุณหภูมิโดยใช้เครื่องมือวิทยาศาสตร์

และเนื่องจาก"รังสีอินฟาเรดในแสงอาทิตย์" เป็นตัวกระตุ้นระบบประสาทรับรู้ความรู้สึกร้อนของมนุษย์ (ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก blog ) ผ่านโปรตีนชนิดหนึ่งใต้ผิวหนัง  ดังนั้น เมื่อฟิล์มเซรามิคอีโค่บลูสามารถตัดรังสีอินฟาเรดได้มากกว่า 90%  ระบบประสาทของมนุษย์จะส่งสัญญาณให้สมองแปรสัญญาณรับรู้ได้อย่างรวดเร็วว่าความร้อนจากแสงแดดที่ผ่านเข้ามาลดลงไปทันทีเมื่อติดฟิล์มเซรามิคอีโค่บลู
  

แล้วค่าการลดรังสีอินฟาเรด วัดกันอย่างไร ?

รังสีอินฟาเรดในแสงอาทิตย์มากันเป็นกลุ่มคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยจะเรียกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ที่มีความยาวคลื่น ในช่วง 780 - 2500 นาโนเมตร ว่าช่วงคลื่นรังสีอินฟเรดในแสงอาทิตย์ (บางแห่งจะเรียกว่ารังสีความร้อนในแสงอาทิตย์)

อาจจะเทียบกลุ่มคลื่นรังสีอินฟาเรดที่มีความยาวคลื่นที่ต่างกัน เป็นคล้ายๆกับคลื่นช่องสถานีวิทยุที่ความถี่ต่างๆกัน เช่น ช่อง 88.0 105.5 เมกะเฮิตร์ซ แต่เราก็เรียกเหมารวมคลื่นวิทยุทั้งหมดว่าคลื่นวิทยุนั่นเอง

วัตถุอื่นๆบนโลก หรือสิ่งมีชีวิตก็มีการปล่อยรังสีอินฟาเรดเช่นกัน วัตถุใดๆก็ตามที่มีความร้อน (ในแง่วิทยาศาสตร์จะบอกว่าร้อนกว่า ศุนย์องศาสัมบูรณ์ หรือ -273 เคลวิน) จะแผ่รังสีอินฟาเรดทั้งนั้น แต่ความยาวคลื่นอินฟาเรดส่วนใหญ่จะมากกว่า 2500 นาโนเมตร

ค่าการลดรังสีอินฟาเรดที่แจ้งกันในฟิล์มต่างๆเป็นค่าลดรังสีอินฟาเรดที่ความยาวคลื่นไหน? 

ค่าการลดรังสีอินฟาเรดที่ระบุโดยทั่วๆไปจะหมายถึงการวัดค่าการลดรังสีอินฟาเรดสูงสุดที่ความยาวคลื่นใดคลื่นหนึ่งเท่านั้น เช่น

ลดรังสีอินฟาเรด 90% ที่ความยาวคลื่น 900 นาโนเมตร
ลดรังสีอินฟาเรด 92% ที่ความยาวคลื่น 1200 นาโนเมตร
ลดรังสีอินฟาเรด 95% ที่ความยาวคลื่น 1400 นาโนเมตร

แต่ส่วนใหญ่จะเป็นช่วง 900 และ 1400 นาโนเมตร เพราะเป็นช่วงที่แสดงให้เห็นถึงภาพโดยรวมของลักษณะรังสีอินฟาเรดอื่นๆ

ทำไมถึงระบุไม่กี่ค่า?

การที่ระบุค่าการลดรังสีความร้อนอินฟาเรดเพียงไม่กี่ค่าอาจมีสาเหตุมาจากเพราะไม่มีเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากพอ เนื่องจากราคาของอุปกรณ์ที่สูงมาก  ผู้จำหน่ายส่วนใหญ่จะใช้มิเตอร์แบบพกพาซึ่งสามารถวัดค่า การลดรังสีอินฟาเรดได้เพียงค่าที่ความยาวคลื่นเดียว 900 หรือ 1400 นาโนเมตร และจะระบุค่าที่ลดมากที่สุด
 
หรือเพื่อความสะดวกในการอ้างอิง เนื่องจากอินฟาเรดมีมากมายหลายช่วงความยาวคลื่น การระบุค่า ณ บริเวณความยาวคลื่นที่มีความสำคัญจะช่วยลดความยุ่งยากได้
 
โดยทั่วไปการวัดค่าควรระบุค่าการวัดรังสีอินฟาเรดอย่างน้อย  2 ตำแหน่งคือ 900 และ 1400 นาโนเมตร เนื่องจาก 

ฟิล์มที่มีแนวโน้มลดความร้อนได้ดีควรมีค่าการลดรังสีอินฟาเรดที่ความที่ความยาวคลื่น 900 นาโนเมตรน้อยกว่าค่าการลดรังสีอินฟาเรดที่ความยาวคลื่น 1400 นาโนเมตร

เพราะสารบางชนิดสามารถลดลดรังสีอินฟาเรดที่ความยาวคลื่น 900 นาโนเมตรได้ดี แต่ลดรังสีอินฟาเรดที่ความยาวคลื่น 1400 นาโนเมตรได้ไม่ดี ยกตัวอย่างเช่น สารอาจลดรังสีอินฟาเรด ที่ความยาวคลื่น 900 นาโนเมตรได้ 90 % แต่ลดรังสีอินฟาเรดที่ความยาวคลื่น 1400 นาโนเมตรได้ 80% และจะลดได้น้อยลงเรื่อยๆเมื่อความยาวคลื่นเพิ่มมากขึ้น (เช่น กระจกโลวอี หรือกระจกเขียวตัดแสง )

 
สำหรับฟิล์มเซรามิค อีโค่บลู ถูกทดสอบโดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า spectrophotometer แบบอุตสหากรรม ซึ่งเป็นเครื่องมือมาตรฐานที่ใช้กันในการวัดประสิทธิภาพของกระจกประหยัดพลังงาน อาคาร เครืองมือนี้สามารถวัดค่าได้ทุกๆ 0.5 นาโนเมตร เช่น 900, 900.5 901, ...., 2500 นาโนเมตรและนำค่าต่างๆมาดูเป็นกราฟ เรียกว่า กราฟแสดงช่วงคลื่นรังสีแสงอาทิตย์ (Solar Spectral Graph) 

 


 

 
หากมีโอกาสได้ดูกราฟที่ได้จะมีลักษณะคล้ายระฆังคว่ำ  ยอดระฆังจะสูงหรือต่ำก็ขึ้นกับว่าฟิล์มมีความเข้มน้อยหรือมาก และกราฟส่วนปลายระฆังไม่กระดกขึ้นมากเกิน 20% 

 

แล้วฟิล์มเย็นๆต้องมีค่าการลดรังสีอินฟาเรดสักเท่าไหร่ ?

ฟิล์มกรองแสงที่ติดแล้วรู้สึกเย็นได้อย่างรวดเร็วควรมีค่าการลดรังสีอินฟาเรดดังนี้
ลดรังสีอินฟาเรด 85-90% ที่ความยาวคลื่น 900 นาโนเมตร หรือลดรังสีอินฟาเรด 90-95% ที่ความยาวคลื่น 1400 นาโนเมตร

นั่นคือเฟตุผลว่าทำไมฟิล์มเซรามิคอีโค่บลู จึงเป็นฟิล์มที่ให้ความรู้สึกเย็นเมื่อติดเพราะฟิล์มเซรามิคอีโค่บลูมีค่า

ลดรังสีอินฟาเรด 90% ที่ความยาวคลื่น 900 นาโนเมตร
ลดรังสีอินฟาเรดมากกว่า 95% ที่ความยาวคลื่น 1400 นาโนเมตร

ดังนั้นหากต้องการฟิล์มเย็นๆ ควรดูค่าการวัดรังสีอินฟาเรดอย่างน้อย 2 ค่าหรือดูกราฟแสดงช่วงคลื่นรังสีดวงอาทิตย์ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าได้ฟิล์มที่สามารถลดรังสีอินฟาเรดในแสงอาทิตย์ได้จริง

 
ค่าการลดรังสีอินฟาเรด ต่างจากค่าการลดความร้อนจากแสงแดดโดยรวมอย่างไร ?

 
ต้องอย่าสับสนระหว่างค่า ค่าการลดรังสีอินฟาเรด ต่างจากค่าการลดความร้อนจากแสงแดดโดยรวม  เพราะอย่างแรกเป็นการวัดค่าที่ส่งผลต่อความรู้สึกร้อน โดยคิดจากรังสีอินฟาเรดอย่างเดียว

แต่ค่าหลังจะรวมผลกระทบจากแสงสว่างที่สามารถเปลี่ยนแปลงเป็นรังสีอินฟาเรดได้ในภายหลัง หลังจากที่โดนดูดซับโดยวัตถุภายในอาคารไว้ด้วย และค่านี้เป็นค่าในเชิงตัวเลขที่ใช้ในการคำนวณวัดการประหยัดพลังงานจริงของฟิล์ม

หมายความว่า ฟิล์มที่ตัดรังสีอินฟาเรดได้มากกว่า มีแนวโน้มให้"ความรู้สีกเย็น” ได้ดีกว่า ฟิล์มที่ตัดรังสีอินฟาเรดได้น้อยกว่า

แต่ฟิล์มที่ตัดรังสีอินฟาเรดได้มากกว่าไม่จำเป็นจะลดความร้อนรวมจากแสงแดดได้มากกว่า
ในบทความอื่นๆผูเขียนจะได้กล่าวถึง ค่าการลดความร้อน อื่นๆที่ควรพิจารณากัน ซึ่งจะกล่าวรวมไปกับเรื่อง กระจกประหยัดพลังงาน