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--- grundlagen:strahlungsaustausch [2023/09/08 18:54] – wfeist
+++ grundlagen:strahlungsaustausch [2023/09/08 20:48] (aktuell) – wfeist
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 ${\displaystyle       h_{rad}=\varepsilon_n \sigma (T_1^2 + T_2^2)(T_1 + T_2) \approx \varepsilon_n 5,6 }$ W/(m²K) \\
-angegeben werden. Dabei haben wir den Netto-Emissionsfaktor durch $\varepsilon_n=\frac{1}{1/\varepsilon_1 + 1/\varepsilon_2 -1}$ abgekürzt. 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 $\varepsilon_n=\frac{1}{1/\varepsilon_1 + 1/\varepsilon_2 -1}$ abgekürzt. 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. \\
 **Der Wärmeaustausch im Raum findet somit zu einem sehr großen Teil über die Wärmestrahlung statt und gar nicht, wie in der naiven Vorstellung, über die Luft.** \\
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 |<WRAP box 8cm>**Die Praxis**: Das Haus in der Mitte ist NICHT unbeheizt, es ist komfortabel warm. Aber durch die sehr gut wärmegedämmten Außenbauteile verliert es kaum Wärme, dadurch gleicht sich die Außenoberflächentemperatur der Umgebung an und nur wenig Wärmestrahlung wird emittiert. New York's '1st passivehouse' erscheint im Infrarotbild "cool". Es handelt sich um eine Renovierung, diese Ergebnisse sind daher auch bei Bestands-Gebäuden erreichbar. </WRAP>|{{ :grundlagen:nw_york_ph_ir.png?500|}}|
-|<WRAP box 8cm>**Was bedeutet das nun für die Temperaturen in Aufenthaltsräumen?** Für einen Raum in Passivhaus-Qualität((der keinen zusätzlichen Einflüssen wie Sonneneinstrahlung oder inneren Wärmequellen ausgesetzt ist)),heißt es zunächst, dass die Temperaturen im annähernd eingestellten Gleichgewicht kaum Unterschiede an verschiedenen Orten aufweisen. Eben weil der Strahlungsaustausch zwischen den Umfassungsflächen so groß, andererseits aber der Wärmeverlust durch Außenbauteile so gering ist, kann es nicht zu nennenswerten Unterschieden der strak miteinander durch Strahlung gekoppelten Oberflächentemperaturen kommen.
+**Was bedeutet das nun für die Temperaturen in Aufenthaltsräumen?** Für einen Raum in Passivhaus-Qualität((der keinen zusätzlichen Einflüssen wie Sonneneinstrahlung oder inneren Wärmequellen ausgesetzt ist)),heißt es zunächst, dass die Temperaturen im annähernd eingestellten Gleichgewicht kaum Unterschiede an verschiedenen Orten aufweisen. Eben weil der Strahlungsaustausch zwischen den Umfassungsflächen so groß, andererseits aber der Wärmeverlust durch Außenbauteile so gering ist, kann es nicht zu nennenswerten Unterschieden der stark miteinander durch Strahlung gekoppelten Oberflächentemperaturen kommen.
-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 auße. 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.
+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. Zumindest bei stationären Bedingungen ist das der Fall - und die liegen im normalen Winterbetrieb eines Passivhauses mit guter Näherung vor((Natürlich sind künstlich veränderte Zustände mit hohem Energieeinsatz erzwingbar: Es könnte z.B. eine Wandoberfläche aktiv gekühlt werden, mit im Putz eingebetteten Kühlschlagen und die Luft im Raum im Gegenzug mit einem Konvektor aktiv auf z.B. 22°C geheizt. Dass sind technisch realisierbare interne Wärmekreise, wobei dann die aktive Kühlung gegen die aktive Heizung läuft. Aus Behaglichkeitsgesichtspunkten ist das völlig unsinnig - und ein Beispiel für aktiv erzwungene Inneffizienz.)).
 **Was ist das überhaupt, die Raumtemperatur?** Auch die meisten Thermometer erfassen zu einem großen Anteil die Strahlungstemperatur der Umfassungsflächen und anderen Gegenstände. Nur ein Anteil des Messwerts ist auf die konvektive Kopplung an die Raumluft bestimmt. Es ergibt sich so ein gewichteter Mittelwert aus beiden Größen, die genauen Anteile hängen von der Bauart des Thermometers ab. Für übliche, an der Wand montierte Raumtemperatursensoren in Gehäusen sind ¾ (Strahlung) zu ¼ (konvektiv) eine realistische Größenordnung.
-Für Passivhäuser und EnerPHit Sanierungen ist das wiederum eher ein 'akademisches Problem', da sich bei diesen Luft- und Strahlungstemperaturen sich ohnehin kaum unterscheiden.</WRAP>||
+Für Passivhäuser und EnerPHit Sanierungen ist das wiederum eher ein 'akademisches Problem', da sich bei diesen Luft- und Strahlungstemperaturen sich ohnehin kaum unterscheiden.\\ \\ \\