Solar Absorption Index (SAI) as a Parameter to Assess the Coolness of Fabrics Exposed to Sunlight

• Autorzy: Scipioni Marco , Silva Edmir , Farahi Faramarz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.2383

Warianty tytułu

PL

Wskaźnik absorpcji energii słonecznej (SAI) jako parametr oceny chłodzenia tkanin wystawionych na działanie światła słonecznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Any textiles intended for outdoor usage, particularly in a hot climate with intense sunlight, must be designed and engineered to provide cooling comfort to the wearer. In the case of apparel, clothing creates a microclimate that helps the body maintain its regular thermoregulatory and physiological activities while offering protection against outdoor exposure to UV rays. It is well known that fabrics that absorb significant amounts of solar radiation become inherently hot and feel uncomfortable. This article presents a review of the fundamental radiation interaction mechanisms of fabrics and discusses the key role that fabric structure plays in fabric radiation absorption to determine how cool or hot a fabric will become when exposed to sunlight. A new parameter called the Solar Absorption Index (SAI) is introduced and can be used to characterise the level of coolness (or hotness) of a fabric exposed to solar radiation. The SAI is calculated directly from the fabric’s temperature, ultimately the main factor in determining fabric ability to stay cool. The discussion presented in this article focuses solely on the interaction between solar radiation and fabrics without considering the effects of convection, conduction or any interdependency with the moisture level in the environment.

PL

Wszelkie tekstylia przeznaczone do użytku na zewnątrz, szczególnie w gorącym klimacie z intensywnym nasłonecznieniem, muszą być zaprojektowane i wykonane tak, aby zapewnić użytkownikowi komfort chłodzenia. Odzież stwarza mikroklimat, który pomaga ciału w utrzymaniu regularnych czynności termoregulacyjnych i fizjologicznych, jednocześnie chroniąc przed działaniem promieni UV na zewnątrz. Powszechnie wiadomo, że tkaniny, które pochłaniają znaczne ilości promieniowania słonecznego, z natury stają się gorące i powodują dyskomfort. W artykule przedstawiono przegląd podstawowych mechanizmów interakcji promieniowania w tkaninach i omówiono kluczową rolę, jaką struktura tkaniny odgrywa w pochłanianiu promieniowania przez tkaninę, aby określić, jak chłodny lub gorący stanie się tkanina wystawiona na działanie promieni słonecznych. Wprowadzono nowy parametr zwany wskaźnikiem absorpcji energii słonecznej (SAI), który można wykorzystać do scharakteryzowania poziomu chłodu (lub gorąca) tkaniny wystawionej na działanie promieniowania słonecznego. Wartość SAI jest obliczana bezpośrednio na podstawie temperatury tkaniny, co jest głównym czynnikiem określającym zdolność tkaniny do utrzymania chłodu. Dyskusja przedstawiona w artykule skupiła się wyłącznie na interakcji pomiędzy promieniowaniem słonecznym a tkaninami bez uwzględnienia skutków konwekcji, przewodzenia czy jakiejkolwiek współzależności z poziomem wilgoci w środowisku.

Słowa kluczowe

EN

textiles; clothing; coolness; sunlight; fabric structure

PL

tekstylia; odzież; chłód; światło słoneczne; struktura tkaniny

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 28, no. 5 (143)
• Strony: 44--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz, rys., tab.

Twórcy

autor

Scipioni Marco

• Queens University of Charlotte and Lumia Group LLC, 1900 Selwyn Ave, Charlotte, NC 28207, USA

autor

Silva Edmir

• UNIFI Manufacturing Inc., Disruptive Technologies, Greensboro, NC 27410, USA

autor

Farahi Faramarz

• University of North Carolina at Charlotte, Department of Physics and Optical Science, Charlotte, NC 28223, USA

Bibliografia

• 1. Feng XX, Zhang LL, Chen JY, Zhang JC. New Insights Into Solar UV-Protective Properties of Natural Dye. Journal of Cleaner Production 2007; 15 (2), 366-372.
• 2. Coser E, Moritz V F, Krenzinger A, Ferreir C A. Development of Paints with Infrared Radiation Reflective Properties. Polímeros 2015; 25(3), 305-310.
• 3. Food and Drug Administration (FDA) Tips to Stay Safe in the Sun: From Sunscreen to Sunglasses, https://www.fda.gov/forconsumers/consumerupdates/ucm049090.htm
• 4. World Health Organization (WHO) The known health effects of UV, https://www.who.int/uv/faq/uvhealtfac/en/
• 5. Wallace J M, Hobbs PV. Atmospheric science: An introductory survey. Amsterdam: Elsevier Academic Press 2006.
• 6. Hapke B. Theory of Reflectance and Emittance Spectroscopy. Cambridge University Press 2012.
• 7. Jian Lv, Zhang T, Zhang P, Zhao Y, Li S. Review Application of Nanostructured Black Silicon. Nanoscale Research Letters 2018; 13:110.
• 8. Rees W H, Ogden L W. Some Observations Upon the Effect of Colour on the Absorption and Emission of Radiation by a Textile Fabric. Journal of Textile Institute Transactions 2008; 112-120.
• 9. Carr WW, Sarma DS, Johnson MR, Do BT, Williamson VA, Perkins WA. Infrared Absorption Studies of Fabrics. Textile Research Journal 1997; 67 (10): 725-738.
• 10. Greenler HF, O’Neil F. Radiant-Energy Reflectance of Men’s-Wear Colors. Textile Research Journal 1947; 17 (2): 63-68.
• 11. Michael V, Klaus-Peter M. Infrared Thermal Imaging: Fundamentals. Research and Applications Wiley-VCH 2017.
• 12. Ashwini K B, Vinod CM. Infrared Reflective Inorganic Pigments. Recent Patents on Chemical Engineering 2008; 1: 67-79, Bentham Science Publishers Ltd.
• 13. Ryan M. Introduction to IR-reflective pigments. Paint & Coatings Industry 2005; 170-176.
• 14. Libbra A, Tarozzi L, Muscio A, Corticelli M A. Spectral Response Data For Development of Cool Coloured Tile Coverings. Optics & Laser Technology 2011; 43(2): 394-400.
• 15. Detrie T, B. F. Swiler D. Infrared Reflecting Complex Inorganic Colored Pigments (chapter 24). High Performance Pigments, Wiley 2009.
• 16. Muscio A. The Solar Reflectance Index as a Tool to Forecast the Heat Released to the Urban Environment: Potentiality and Assessment Issues. Climate 2018; 6 (1), 12.