grundlagen:strahlungsaustausch
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${ \displaystyle \dot{q}_{rad}= \frac{\sigma}{\frac{1}{\varepsilon_1}+\frac{1}{\varepsilon_2}-1} \left( T_1^4 - T_2^4 \right) ~},$ \\ | ${ \displaystyle \dot{q}_{rad}= \frac{\sigma}{\frac{1}{\varepsilon_1}+\frac{1}{\varepsilon_2}-1} \left( T_1^4 - T_2^4 \right) ~},$ \\ | ||
- | Damit lässt sich (weitgehend exakt) der netto-Wärmestrom durch Strahlung zwischen zwei Fensterscheiben aber auch in guter Näherung der Netto-Strahlungsaustausch zwischen Fußboden und Decke((z.B. wichtig für eine Fußbodenheizung)) bestimmen. Das hier jeweils die Potent | + | Damit lässt sich (weitgehend exakt) der netto-Wärmestrom durch Strahlung zwischen zwei Fensterscheiben aber auch in guter Näherung der Netto-Strahlungsaustausch zwischen Fußboden und Decke((z.B. wichtig für eine Fußbodenheizung)) bestimmen. Das hier jeweils die Potenz |
$T_1^4 - T_2^4 = (T_1^2 + T_2^2) (T_1^2 - T_2^2)= (T_1^2 + T_2^2) (T_1 + T_2)(T_1 - T_2)$\\ | $T_1^4 - T_2^4 = (T_1^2 + T_2^2) (T_1^2 - T_2^2)= (T_1^2 + T_2^2) (T_1 + T_2)(T_1 - T_2)$\\ | ||
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${\displaystyle \dot{q}_{rad}=\frac{\sigma (T_1^2 + T_2^2)(T_1 + T_2)}{\frac{1}{\varepsilon_1}+\frac{1}{\varepsilon_2}-1} \left( \vartheta_1 - \vartheta_2 \right) ~,}$ \\ | ${\displaystyle \dot{q}_{rad}=\frac{\sigma (T_1^2 + T_2^2)(T_1 + T_2)}{\frac{1}{\varepsilon_1}+\frac{1}{\varepsilon_2}-1} \left( \vartheta_1 - \vartheta_2 \right) ~,}$ \\ | ||
- | und mit dem "Strahlunsgaustausch-Wärmeübergang" | + | und mit dem "Strahlungsaustausch-Wärmeübergang" |
${\displaystyle | ${\displaystyle | ||
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${\displaystyle \dot{q}_{rad}= h_{rad} (\vartheta_1 - \vartheta_2) } $ \\ | ${\displaystyle \dot{q}_{rad}= h_{rad} (\vartheta_1 - \vartheta_2) } $ \\ | ||
- | Damit können wir den Strahlungswärmeaustausch in guter Näherung wie einen Wärmeübergang schreiben, der allerdings von einer Oberfläche zur anderen | + | Damit können wir den Strahlungswärmeaustausch in guter Näherung wie einen Wärmeübergang schreiben, der allerdings von einer Oberfläche zur anderen |
- | ${\displaystyle | + | ${\displaystyle |
- | angegeben werden. Die Strahlungswärmeübergänge bei raumüblichen Emissionsgraden von um 93% liegen damit so in etwa zwischen 4,8 und 5.4 W/(m²K) und sind damit DEUTLICH höher als die konvektiven Wärmeübergänge. \\ | + | angegeben werden. Dabei haben wir den Netto-Emissionsfaktor durch $\varepsilon_n=\frac{1}{1/ |
- | **Der Wärmeaustausch im Raum findet somit zu einem sehr großen Teil über die Wärmstrahlung | + | **Der Wärmeaustausch im Raum findet somit zu einem sehr großen Teil über die Wärmestrahlung |
- | \\ \\ | + | |
+ | Das hat weitreichende praktische Konsequenzen: | ||
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+ | \\ | ||
+ | |<WRAP box 8cm>// | ||
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+ | |<WRAP box 8cm> | ||
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+ | **Was bedeutet das nun für die Temperaturen in Aufenthaltsräumen? | ||
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+ | Beispiel: Eine Außenwand mit U-Wert 0,12 W/(m²K) überträgt bei einem Temperaturunterschied von 20 K einen Wärmestrom von 2,4 W/m² nach außen. Selbst im Winter ist also der Wärmeverlust nach außen nur halb so groß, wie es allein der Strahlungswärmeaustausch im Inneren des Raumes bei 1K Temperaturdifferenz ist. Die Oberflächentemperatur der Außenwand kann also nur eine maximal 0,5K geringere Temperatur als die übrigen Raum-Umfassungsflächen aufweisen. | ||
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+ | **Was ist das überhaupt, die Raumtemperatur? | ||
+ | Für Passivhäuser und EnerPHit Sanierungen ist das wiederum eher ein ' | ||
- | |<WRAP box 8cm>Die Praxis: Das Haus in der Mitte ist NICHT unbeheizt, es ist komfortabel warm. Aber durch die sehr gut wärmegedämmten Außenbauteile es verliert es kaum Wärme, dadurch gleicht sich die Au0ßenoberflächentemperatur der Umgebung an und nur wenig Wärmestrahlung wird emittiert. New York's '1st passivehouse' | ||
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grundlagen/strahlungsaustausch.txt · Zuletzt geändert: 2024/04/29 21:44 von wfeist