Rettungsdecke/-folie - beide Seiten phys. gleich?

Wissenschaft Physik
#6

Hi,

Wie ich schon vermutet hatte, steht bei wikipedia, dass es
keinen Unterschied zwischen Vorder- und Rückseite gibt. Aus
„psychologischen“ Gründen sei es jedoch ratsam, die goldene
Seite nach außen zu legen.

(http://de.wikipedia.org/wiki/Rettungsdecke)

genau das ist das Problem, der wikipedia-Artikel stammt in Teilen - insbesondere _diesem_ Teil) aus meiner Feder und ich diskutiere grad mit jemandem, der meint, es gebe einen signifikanten Unterschied. Deshalb ist in diesem Artikel ja auch der „Qeulle fehlt“-Baustein zu sehen.

Gruß,

Malte

#7

Hallo.

Gibt es physikalische Argumente dafür, dass sich diese beiden
Seiten in Sachen „Reflexion der Wärmestrahlung“
unterschiedlich verhalten?

Dazu müsste man wissen, aus welchem Material die Beschichtung besteht. Ich könnte mir vorstellen, dass die sibler Seite aus einem Metall und die goldene Seite aus einem Halbleitermaterial besteht. In diesem Fall würde Wärmestrahlung an der silber Seite totalreflektiert, könnte aber die goldene Schicht größtenteils durchdringen. Man hätte also eine Art Strahlungsventil: Die Wärmestrahlung kann die Folie nur von der Gold- zur Silberseite durchdringen, nicht umgekehrt.

Falls ja, sind diese Argumente stark genug, um bspw. für den
Körperwärmeerhalt die eine Seite signifikant geeigneter zu
machen als die andere?

Probiers doch mal aus. Du brauchst dazu nur Wärmeflasche und Thermometer.

Gruß
Oliver

#8

und im sommer…
Hoi bassi!

Auf jeden Fall. Da hat sich schon einer was dabei gedacht.
Die Seite absorbiert gehört nach ausen. Nimmt also Wärme aus
der Umgebung auf.

und deshalb hat man uns im 1. Hilfe-Kurs (mit praktischen Übungen im Umgang mit der Folie) darauf hingewiesen, dass die Folie im Sommer (natürlich nur dann, wenn es auch sehr warm ist!) zum Schutz vor zu grosser Hitze ANDERSRUM (wenn ich nur jetzt noch wüsste, welche Seite wozu und weswegen…) angelegt werden sollte.

hmmmm… Silber die wärmereflektierende Schicht??? ich bin nicht sicher, würde mein Wissen aber gerne wieder auffrischen!

nochwas… da wir während der Übungen auch schonmal in die Folie verpackt wurden… es wurde doch recht schnell recht warm in der Verpackung! Dagegen hat es die gute alte Wolldecke recht schwer.

lieben Gruss
Ulli

#9

Hallo,

Eine Folie, die Wärmestrahlung in die eine Richtung durch
lässt, jedoch nicht in die andere, widerspricht dem 2.
Hauptsatz der Thermodynamik, oder irre ich mich da?

Das ist mir auf Anhieb nicht so einsichtig. Kannst du das etwas ausführlicher begründen?

Wenn man mal ein Gewächshaus (Oben Glas, unten Steinboden) mit einer ähnlichen Konstruktion vergleicht, deren Boden aber aus einem perfektem Spiegel besteht, kann ich mir gut vorstellen, dass sich das Gewächshaus stärker aufwärmt.

Der 2. HS der TD. verbietet eine Wand, die dafür sorgt, dass eine Hälfte eines Raums wärmer als die andere wird, wenn sie vorher die gleiche Temperatur hatten. Das ist aber nicht der Fall: man will ja Temperaturunterschiede erhalten. Kannst du deine Aussage etwas untermauern?

Ich sehe da ein kleines Problem, weil die Thermodynamik v.a. Gleichgewichtszustände untersucht, hier aber keiner vorliegt.

Ich bin auch grade am grübeln, ob man sich da aus der Thermodynamik was basteln kann…

Grüße,
Moritz

#10

Hallo,

„physikalische Argumente“ habe ich nicht, aber folgende Gebrauchsanweisungen gefunden:

***
Gebrauchsanweisung: Decke zur vollen Breite öffnen und Patienten mit der Decke zudecken. Decke evtl. mit Klebestreifen fixieren. Kälteschutz: Silberseite zum Körper Körperwärme wird reflektiert, Unterkühlung dadurch verhindert. Hitzeschutz: Goldseite zum Körper Starke Sonnenstrahlen werden reflektiert.
***
http://shop.strato.de/epages/Store.sf/?ObjectPath=/S…

Außerdem gebe ich zu bedenken (wegen der schon gemutmaßten Reflexions- und Transmissionswerten von Gold und Silber), daß es sich ja um nur um eine gold- und silberfarbene Schicht handelt. Wird hier wirklich Gold und Silber aufgedampft?? Großes Fragezeichen!

Für die silberfarbene Schicht würde ich Aluminium vermuten; für die goldfarbene ?

Gerhard

#11

Hallo Oliver,

Gibt es physikalische Argumente dafür, dass sich diese beiden
Seiten in Sachen „Reflexion der Wärmestrahlung“
unterschiedlich verhalten?

Dazu müsste man wissen, aus welchem Material die Beschichtung
besteht. Ich könnte mir vorstellen, dass die sibler Seite aus
einem Metall und die goldene Seite aus einem
Halbleitermaterial besteht. In diesem Fall würde
Wärmestrahlung an der silber Seite totalreflektiert, könnte
aber die goldene Schicht größtenteils durchdringen. Man hätte
also eine Art Strahlungsventil: Die Wärmestrahlung kann die
Folie nur von der Gold- zur Silberseite durchdringen, nicht
umgekehrt.

Dann würde ich mir eine Kiste bauen und sie mit dieser Folie in zwei Hälften trennen. Zur Vermeidung von Wärmeleitung mache ich das Ganze noch Luftleer. Da die Folie die Wärmestrahlung nur in eine Richtung durchläßt, wird sich die Seite der Kiste, auf der sich die total reflektierende Seite der Folie befindet aufheizen (zusätzlich zu der total reflektierten eigenen Wärmestrahlung kommt ja noch die Strahlung der anderen Seite hinzu), während sich die andere Seite der Kiste abkühlt (Die Wärmestrahlung entfleucht durch die Folie, ohne diese aufzuheizen und von drüben kommt garnix). Dann schließe ich noch eine beliebige Wärmekraftmaschine an das kalte und das warme Ende der Kiste an und fertig ist mein Perpetuum Mobile.

Falls ja, sind diese Argumente stark genug, um bspw. für den
Körperwärmeerhalt die eine Seite signifikant geeigneter zu
machen als die andere?

Eine total reflektierende silberne Schicht schützt bei Sonneneinstrahlung vor Aufheizung und nachts bei Kälte vor strahlungsbedingtem Wärmeverlust. Die goldene Schicht absorbiert im IR-Bereich. Dann würde sie sich bei Sonneneinstrahlung und geringer Umgebungstemperatur, z.B. im Hochgebirge, zusätzlich aufheizen und Wärme spenden.

Jörg

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Wärmestrahlung
#12

Hallo zusammen,

die Sache mit den verschiedenen „Farben“ der Seiten ist nichts weiter als ein Gerücht was sich die Vermarktung der Hersteller ausgedacht hat. Die Decken bestehen einfach aus einem Aluminium Polymer und sind somit nach der Herstellung direkt Silber. Genutzt wurden diese Decken ursprünglich dort, wo man oft Decken braucht, allerdings keinen Platz hat, richtige Wolldecken mitzuführen und das war z.B. bei der Bergrettung. Nun überlegt mal was passiert, wenn ich jemanden auf einem Gletscher in eine silberne Decke einpacke: Man sieht denjenigen kaum. Also dachte man sich, dass es eine tolle idee wäre, eine richtige Signalfarbe zu nehmen die man einfach auf die Decke aufdampfen kann. Hier war nun Gold die Farbe der wahl, weil sich diese fast immer vom Rest der Natur abhebt, egal wo man sich befindet. Und warum ist nur eine Seite gold? Weils nur die Hälfte kostet…
Hätte man wirklich Wert darauf gelegt, einen Unterschied hinsichtlich der Transmissionsgrade der beiden Seiten zu bewirken wäre es sicherlich dazu gekommen, dass die Decken einfach eine schwarze und eine silberne Seite haben.
Ich war selbst in einer Projektgruppe, die die Temperaturunterschiede in Abhängigkeit der Seite der Rettungsdecke messen wollte. Die Unterschiede sind auch nach einem längerem Zeitraum nicht feststellbar.

Also einfach Gold nach aussen, dann findet ihr die Verletzten auch im Schnee wieder…

Gruß
Steffen

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#13

(Die
Wärmestrahlung entfleucht durch die Folie, ohne diese
aufzuheizen…)

Davon war nicht die Rede.

#14

Hallo Steffen,

die Sache mit den verschiedenen „Farben“ der Seiten ist nichts
weiter als ein Gerücht was sich die Vermarktung der Hersteller
ausgedacht hat.

das kann ich mir noch vorstellen.

Die Decken bestehen einfach aus einem
Aluminium Polymer und sind somit nach der Herstellung direkt
Silber.

Das klingt wiederum (tschuldige) nach Chemiehalbwisse, bzw. einer Aneinanderreihung von Begriffen, die nicht so recht verstanden bzw. missverstanden wurden.
Was bitte ist ein Aluminiumpolymer?

Und warum ist nur eine Seite gold?
Weils nur die Hälfte kostet…

Ich vermute mal, daß es sich um Mikrogrammengen pro Decke handelt. Die Bedanmpfung an sich dürfte da der weitaus teurere Akt sein.

Also einfach Gold nach aussen, dann findet ihr die Verletzten
auch im Schnee wieder…

Wenn nur um die Sichtbarkeit geht, sollte fluoreszierendes Rot oder Grün weitaus besser sichtbar sein als Gold.
Das ist nämlich ‚heller‘ als eine gleich angestrahlte weiße Fläche.

So richtig überzeugt bin ich nicht.

Gandalf

#15

Hallo!

Hallo,

Eine Folie, die Wärmestrahlung in die eine Richtung durch
lässt, jedoch nicht in die andere, widerspricht dem 2.
Hauptsatz der Thermodynamik, oder irre ich mich da?

Das ist mir auf Anhieb nicht so einsichtig. Kannst du das
etwas ausführlicher begründen?

Das hat Jörg Rehmann bereits gemacht. Gleicher Thread, einige Zeilen weiter oben.

Wenn man mal ein Gewächshaus (Oben Glas, unten Steinboden) mit
einer ähnlichen Konstruktion vergleicht, deren Boden aber aus
einem perfektem Spiegel besteht, kann ich mir gut vorstellen,
dass sich das Gewächshaus stärker aufwärmt.

Und was hat das mit der Rettungsfolie zu tun?

Michael

#16

Also is doch eigentlich ganz einfach:

Die goldene Seite absorbiert im sichtbaren Bereich des Spektrums
(violett … blau) deshalb die gelbe (Komplementär-) Farbe

  • Würde die goldene Seite nicht im sichtbaren Bereich absorbieren
    wär die Seite silbrig.
    Die absorbierte Energie verschwindet natürlich nicht einfach sondern
    wird in Wärme konvertiert.
    Daher:
    *goldene Seite nach aussen -> Decke wärmt sich bei Sonneneinstrahlung auf.
    *silbrige Seite nach aussen -> Decke wärmt sich bei Sonneneinstrahlung
    nicht (soo stark) auf.

Gruss
Holger

#17

Hallo Jörg,

Dann würde ich mir eine Kiste bauen und sie mit dieser Folie
in zwei Hälften trennen. Zur Vermeidung von Wärmeleitung mache
ich das Ganze noch Luftleer.

Und WAS willst du nun aufheizen, dein Vacuum ???

MfG Peter(TOO)

#18

Hallo Steffen,

Genutzt wurden diese Decken ursprünglich dort, wo man
oft Decken braucht, allerdings keinen Platz hat, richtige
Wolldecken mitzuführen und das war z.B. bei der Bergrettung.

Ursprüngtlich wurde diese Folie für die Raumfahrt entwickelt um Sateliten usw. damit thermisch zu isolieren, erst danacht wurde sie als Rettungsdecke vermarktet.

MfG Peter(TOO)

#19

Hallo!

Daher:
*goldene Seite nach aussen -> Decke wärmt sich bei
Sonneneinstrahlung auf.
*silbrige Seite nach aussen -> Decke wärmt sich bei
Sonneneinstrahlung
nicht (soo stark) auf.

Wie bereits schon gesagt wurde: Wenn das der gewünschte Effekt wäre, dann wäre es klüger gewesen, die Folie schwarz zu machen. Das hat man aber nicht gemacht, weil man weiß, dass jede Oberfläche die gut absorbiert, auch gut abstrahlt. Deswegen wählte man stattdessen eine spiegelnde Oberfläche (hohe Albedo).

Michael

#20

Hallo!

Da diese Frage offensichtlich die Gemüter erhitzt, schlage ich vor, das Problem einfach experimentell zu lösen: Zwei 1l-Kolben werden mit 1 l Wasser einer definierten Temperatur befüllt und möglichst dicht verschlossen. Sie sind in Rettungsfolie eingewickelt, einmal mit der Goldseite nach innen, einmal nach außen. Anschließend werden sie an einem Ort aufgestellt, wo sie dieselbe Sonneneinstrahlung erfahren. Nun misst man die Temperatur in regelmäßigen Zeitabständen.

Michael

#21

Hallo!

Ich habe soeben experimentell die beiden Seiten der Rettungsfolie getestet. Ich verwendete drei Waschflaschen. Eine davon blieb „nackt“, die beiden anderen wickelte ich in 40 cm * 25 cm Rettungsfolie ein (einmal gold außen, einmal silber außen), befüllte sie mit heißem Wasser (jeweils 260 ml) und verschloss sie mit einem Lochstopfen, durch den ich den Temperaturfühler eines Digitalthermometers einführte. Am Anfang betrug die Temperatur des Wassers in den Waschflaschen jeweils 75°C. (In der „silbernen“ Waschflasche waren es allerdings 76°C) Dann zeichnete ich die Temperatur über einen Zeitraum von 90 min auf. Jetzt (am Ende der Messreihe) beträgt die Temperatur in beiden verpackten Flaschen jeweils 50°C, in der „nackten“ Flasche 35,5°C. Die Zimmertemperatur betrug 20°C.

Ich wertete die Messreihe mit Excel aus und ließ mir eine „exponentielle Trendlinie“ berechnen, wobei ich 20°C als Asymptote vorgab. Als Zeitkonstanten für die Abkühlung erhielt ich:

nackt: -0,0139 min^-1
silber nach außen: -0,0070 min^-1
gold nach außen: -0,0067 min^-1

Die Differenz zwischen der silbernen und goldenen Seite beträgt damit weniger als 5%, was im Bereich der Messungenauigkeit liegt.

Damit halte ich die These für bestätigt, dass es für die Wärmebilanz egal ist, welche Seite außen liegt. Darauf deutet auch der Hinweis auf der Verpackung der Folie hin: „Im Schnee empfiehlt sich, die goldfarbene Seite nach außen zu legen.“

Im Schnee … also ist es ansonsten egal. Und im Schnee ist sicherlich die Sichtbarkeit der Hauptgrund.

Michael

#22

Hi,

herzlichen Dank dafür, dass Du Dir die Mühe gemacht hast.

Gruß,

Malte

#23

Wie hast Du die Flaschen denn beleuchtet?
Sonne ?

Hallo!

Ich habe soeben experimentell die beiden Seiten der
Rettungsfolie getestet. Ich verwendete drei Waschflaschen.
Eine davon blieb „nackt“, die beiden anderen wickelte ich in
40 cm * 25 cm Rettungsfolie ein (einmal gold außen, einmal
silber außen), befüllte sie mit heißem Wasser (jeweils 260 ml)
und verschloss sie mit einem Lochstopfen, durch den ich den
Temperaturfühler eines Digitalthermometers einführte. Am
Anfang betrug die Temperatur des Wassers in den Waschflaschen
jeweils 75°C. (In der „silbernen“ Waschflasche waren es
allerdings 76°C) Dann zeichnete ich die Temperatur über einen
Zeitraum von 90 min auf. Jetzt (am Ende der Messreihe) beträgt
die Temperatur in beiden verpackten Flaschen jeweils 50°C, in
der „nackten“ Flasche 35,5°C. Die Zimmertemperatur betrug
20°C.

…

#24

Beleuchtung
Hallo!

Wie hast Du die Flaschen denn beleuchtet?
Sonne ?

Es war heute ein sehr trüber Tag. Daher kann man sagen, dass ich sie überhaupt nicht beleuchtet habe.

Ich habe aber sehr lange vorher über diese Frage nachgedacht und diverse Strahler bzw. Glühlampen in Betracht gezogen. Ich habe dann beschlossen, keine Beleuchtung einzusetzen, aus folgenden Gründen:

Natürlich ist klar, dass die goldene Seite ein geringeres Reflexionsvermögen hat, als die silberne Seite. Sie wird sich daher im Sonnenlicht auch stärker erwärmen als die silberne Seite. Da aber einerseits das Reflexionsvermögen beider Seiten ziemlich nahe bei 1 sein wird und eine Rettungsfolie im realen Einsatz in direktem Kontakt mit kalter Luft steht, gehe ich davon aus, dass die Erwärmung der Folie aufgrund von Sonnenlichtabsorption nicht wesentlich zum Nutzen der Rettungsdecke beiträgt. Wie ich bereits an anderer Stelle gesagt habe, sollte man sie zu diesem Zweck besser schwarz halten.

Wenn man aber der Ansicht ist, dass der Effekt doch einen signifikanten Beitrag liefert, dann muss man sich sehr genaue Gedanken über die Versuchsanordnung machen.

Und seien wir mal ehrlich: Kann ein Wanderer, der im Hochgebirge einen Kreislaufzusammenbruch hat und von einem Wettersturz überrascht wird, mit intensiver Sonneneinstrahlung rechnen?

Michael

#25

Hallo,

Dann würde ich mir eine Kiste bauen und sie mit dieser Folie
in zwei Hälften trennen.

[ppm2-Widerspruch]

Dein Gedankenexperiment hakt: du gehst davon aus, dass beide Kammern vorher die gleiche Temperatur haben. Es ist mir klar, dass ich dann ohne Energieaufwand keine Wärme transportieren kann.

Hier geht es aber darum, z.B. einen Körper hoher Temperatur möglichst lange warm zu halten.
Der Übergang zwischen den beiden Problemen ist mir noch nicht klar.

Zusätzlich möchte ich zu bedenken geben, dass man das Abkühlungsverhalten durchaus über die Oberflächengestaltung des Körpers beeinflussen kann. D.h. wenn er möglichst schnell abkühlen soll, macht man die Oberfläche „schwarz“. Allerdings erfolgt in dem Körper der Wärmetransport durch Wärmeleitung, nicht durch Strahlung.

Grüße,
Moritz