Forskere: Derfor skal vores huse isoleres med pels

Strålingsvarme har langt større betydning for polardyrs evne til at holde varmen end tidligere antaget. Den viden kan bruges til nye typer af isolation til huse, mener belgiske forskere.

Hvorfor skal vi bruge 60 cm isolering for at holde varmen indendørs, når en isbjørn kan klare sig med fem?

Det satte Priscilla Simonis, der er ekspert i biophotonics ved universitetet i Namur, Belgien, sig for at undersøge sammen med kolleger fra Hassan I-universitetet i Marokko, skriver the Optical Society.

Normalt har det været grundtanken, at polaregnenes dyr, som isbjørn og pingviner, holder varmen og vinterens kulde ude, fordi små luftbobler i pels og fjer danner et isolerende lag. Dermed reducerer dyrene det varmetab, som opstår på grund af konvektionsvarme. Man har i mindre grad regnet med, at tabet via strålingsvarme i form af infrarød stråling var den store synder.

De enkelte hår i isbjørnens pels er med til at holde på varmen ved at sprede den elektromagnetiske stråling og dermed reducere varmetabet. Foto: Optics Express

Simple beregninger viser dog hurtigt, at hvis to legemer, et koldt og et varmt, bliver adskilt af luft, så vil hovedparten af varmetransporten ske som strålingsvarme.

Læs også: Nyt vindue kan sætte danmarksrekord i isolering

Derfor byggede Priscilla Simonis og hendes kolleger en computermodel, hvor to legemer, henholdsvis en varm krop og kold luft, blev adskilt af ‘strålingsskjolde’ eller ‘grå legemer’, som var halvtransparente, og som kunne modellere pels eller fjer.

Forskerne kunne se, at hvis strålingskjoldenes evne til at sprede infrarødt lys blev øget, altså flere hår i forskellig størrelse i en pels, så blev varmetabet mellem de to legemer også reduceret. Det får dem nu til at konkludere, at det må være de enkelte hår eller fjers evne til at sprede infrarødt lys, som er den primære årsag til, at dyrene kan holde varmen så godt.

En omvendt, men lignende effekt kan man se, når det gælder dromedarer. Her er formålet at holde varmen ude, og det er dyrets pels optimeret til. For en dromedars vedkommende er det dog ikke infrarød stråling, som skal begrænses, men bredspektret sollys.

Læs også: Efterisolering af hulmur med granulat ?

Hvis vores boliger skal isoleres bedre, så foreslår Priscilla Simonis, at vi udnytter den viden:

»Ideen er at øge interaktionen mellem strålingsvarme og ‘grå legemer’. Det kan for eksempel være tynde lag af metal eller en slags ‘pels’, som er optimeret til formålet,« siger den belgiske forsker.

Opdagelsen har endnu en fordel for især de dyr, der gerne vil camouflere sig om vinteren. Det viser sig nemlig, at spredningen af det infrarøde lys er med til at få pelsen til at se endnu mere hvid ud. Faktisk er isbjørnens pels helt blottet for pigment, men spredning af lyset får den til at se hvid ud.

Kommentarer (24)

Det er historien om "airflex" isolering om igen...

Hvor meget strålingsisolering kan hjælpe afhænger meget kraftigt af temperaturforskellen.

En isbjørn med kropstemperatur på 37°C og omgivelser der er 40-60 K koldere har masser af forskel i sortlegmestråling at isolere og det giver alt sammen god mening at strålingsisolere.

I Danmark eller Belgien med huse der er 20°C på indersiden og i gennemsnit 10°C på ydersiden er det ikke strålingen der flytter varmen.

  • 17
  • 1

Hmm... Jeg har bemærket at når isbjørne bliver våde, så er de pokkers gode til at ryste sig og få vandet ud af pelsen.
Sådan en knap laver vi da også bare lige til et alm. type-hus.
Evt. beboere bør nok forlade huset under proceduren.

  • 14
  • 3

For den der har prøvet et par bjørneskindsbukser som eskimoerne bruger på deres fangstture kan man konstatere at skindet er meget varmt selv i 30 - 40 gr. frost. Bemærkelsesværdigt nok stiger varmeeffekten når solen skinner på bukserne - og dette altså selvom temperaturen er ekstrem lav.

Det andet man bør bemærke er at indtagelse af isbjørnefedt giver den indre varme langt ud over hvad andre polardyrs fedt kan tilføre den spisende. Isbjørnefedtet må indeholde helt exceptionelle mængder kalorier og kan måske være isbjørnens varmelager til "trangstider". Derudover er isbjørnen ekspert i at økonomisere med resurserne således at minimal muskelaktivitet til det ønskede mål genererer tilstrækkelig varme.

Tænker den blege eskimo.

  • 9
  • 0

Meget enig.

Dog kan man sige at hvis det kan gøres billigt nok er det jo ikke udelukket at det kan betale sig.
Det bliver trods alt også -10 grader i DK (og stadig +20 indendørs).

Personligt vil jeg godt se et hus med pels på, dog helst ikke mit eget eller naboens. :-)

  • 4
  • 0

For en del år siden læste jeg, at isbjørnens pels også var indrettet til at lede solens stråler ind til kroppen og derved drage varmen ud af solen. Hvis den samtidig hindrer varmestrålingen den anden vej er det en art ensretter som en energirude.
Det kunne nu være rart at få den totale lambda værdi de får ud af sådan en isbjørnepels.

  • 7
  • 2

For en del år siden læste jeg, at isbjørnens pels også var indrettet til at lede solens stråler ind til kroppen og derved drage varmen ud af solen. Hvis den samtidig hindrer varmestrålingen den anden vej er det en art ensretter som en energirude.

Det yderste lag af isbjørnens isolering virker på præcis den måde.

Dette lag tillader synligt lyse at passere men gør det vanskeligt for infrarød stråling at komme nogen steder.

Da solen udsender mere synligt og infrarødt lys end isbjørne, virker det ret godt for isbjørnen.

Laget kan dog under visse omstændigheder isolere så godt at det bliver direkte skadeligt for isbjønen.

Det korrekte videnskabelige ord for dette lag af isbjørnens isolering er "atmosfæren".

  • 5
  • 0

stakkede tørv op omkring huset så det fik en ekstra ydermur der isolerede godt.
tørven skulle tørres før den kunne bruges så var det praktisk den var nær huset når den skule brændes, og så udskifte man den bare med noget nyt, endnu tidligere huse var grube huse de var gravet halvt ned i jorden så det faktisk kun var taget der ragede op derved undgik man endnu mere varme tab.

  • 3
  • 0

For det første er strålevarme altid i spil så at påstå det er ligegyldigt er helt forkert.

Strålevarme er naturligvis altid i spil, men effekten er ulineær med både absolutte temperaturer og temperaturforskellen.

Men vi slipper ikke for at isolere vores huse med et lag stillestående gas (eller vakuum) -- det er nødvendigt for at stoppe varmeledningen.

Hvis din isolering allerede er uigennemtrængelig for stråling, f.eks mineraluld, er opgaven med stråling derfor allerede løst.

Der hvor stråling betyder noget, er hvis du isolerer med noget stillestående gas der kan komme stråling igennem, f.eks en hvid pels, eller hvid skumplast med lav densitet.

Det har (nogle af?) producenterne af hvid skumplast allerede gennemskuet: De tilsætter finkornet kulstof ("carbon black") netop for at bryde strålingens vej igennem materialet.

Isbjørnen har tilsyneladende også gennemskuet det.

Men de belgiske forskere har tilsyneladende ikke gennemskuet forholdet imellem varmeledning og varmestrålings energitransport.

Hvis ikke det hæmmede dens bevælgelsesfrihed så meget, ville isbjørne helt sikkert have meget tykkere pels.

PS: Den perfekte isolering af huse er et vacuum-kammer hvor indersiderne er så tæt på perfekt reflekterende som vi kan gøre dem. I princippet behøver det ikke være mere end nogle få mm tykt. Vacuum'et afbryder varmeledningen, de reflekterende overflader afbryder varmestrålingen.

  • 4
  • 0

Jo, men ved trivielle temperaturforskelle er energitransporten i stråling forsvindende lille, så det betyder ikke noget.

Jeg vil tro at en foton i gennemsnit når en eller to cm i mineraluld, før den ramler ind i et atom. I 20cm vægisolering er det en temperaturforskel i størrelsesordenen 1K.

Det er kun når temperaturforskellen bliver stor man skal tænke på det, som hvis f.eks fotonerne kan nå hele vejen igennem, eller ved meget store absolutte temperaturforskelle.

Her er en interessant beretning hvor det virkelig batter: http://periodictable.com/Stories/077.x3/

  • 1
  • 0

En overset varmetransport i fx Rockwool og Glasuld er konvektion, fordi luften kan cirkulere. Andre typer isolationsmaterialer tillader ikke cirkulation og det betyder så også at man undgå at skulle have tætte membraner.

En af mine kammerater forhandler træfiber uld som isolering og har bygget et simpelt kammer, der meget overbevisende viser varmetabet pga. konvektion.

Jeg forventer at man ved mere omhyggelig analyse af isbjørne skind også vil finde ud af at der er minimeret konvektion.

  • 1
  • 0

Enig, men som du selv har slået på tromme for, så er det i forhold til den journalistiske vinkling rent sludder at se på det som betydningsfuldt for isolering om der helt optimal diffusering af IR eller bare ligeså god som der allerede er i de fleste isoleringsmaterialer.

Konvektionen i Rockwool og glasuld er derimod en kostbar tabsfaktor som iøvrigt også medfører kostbare risici og koster, dyrt da der udover isolering også skal membraner til.

  • 1
  • 0

Det er kun når temperaturforskellen bliver stor man skal tænke på det, som hvis f.eks fotonerne kan nå hele vejen igennem, eller ved meget store absolutte temperaturforskelle.


Strålingen begynder også at betyder noget når den absolutte temperatur bliver høj. Af og til ser man isoleringsevne målt som funktion af temperaturen, og der ser man at isoleringsevnen falder med temperaturen. Dette fald skyldes ene og alene at strålingen begynder at få betydning.
I almindelig rockwool ved normale temperaturer bidrager strålingen med mindre end 1/10, men ved isolering af ovne og lignende får det betydning.

  • 1
  • 1

Re: Suk, "airflex om igen"...

Strålingen begynder også at betyder noget når den absolutte temperatur bliver høj

Du er langt bagefter - Se det link jeg bragte ovenfor :-)

Forkert - PHK!

Det er - som Svend Ferdinandsen anfører - den absolutte temperatur og ikke temperaturforskellen der har indflydelse på emission af strålingsenergi, når man vel at mærke befinder sig i omgivelser der returnerer et minimalt energiniveau retur (f.eks. om man står og "stråler" i et snelandskab der er -0 eller -30C koldt)

  • 1
  • 0

Det er - som Svend Ferdinandsen anfører - den absolutte temperatur og ikke temperaturforskellen der har indflydelse på emission af strålingsenergi

Ja, men hvis du har to flader overfor hinanden på samme temperatur, så sker der, helt uanset hvilken temperatur det er, ikke nogen netto energitransport ved stråling (eller for den sags skyld på nogen anden vis.)

Det er rigtigt at der er forskel på transporten mellem to flader på f.eks 80 og 100 grader og to andre flader på -40 og -20 grader.

Men det er først og fremmest selve temperaturforskellen der batter, specielt ved temperaturer relevante for pattedyrs komfort, som alle ligger ca. 300 K over det absolutte nulpunkt.

  • 2
  • 0

Som et gammelt ordsprog siger: "Erfaren mand er god at gæste."
Jeg takker meget for dette spændende indblik i kvindelig anatomi

Nu excellerer I andre jo udi isbjørne, men dér har jeg ikke så meget erfaring. Jeg forstår bare ikke jeg fik nitten pil nedad for mit indlæg, for jeg skriver ikke bare ud af den blå luft!

Til gengæld kan jeg ikke forklare hvorfor russiske og skandinaviske kvinder er ultra slanke og næsten ingen kropsbehåring har; de lever jo i kolde omgivelser hvor masser af sul og en kraftig pels burde være en fordel??!

  • 0
  • 1