长波辐射的计算理论及在节能设计中应用
2012-04-10黄东
黄东
摘要:本文从长波辐射换热的理论着手进行分析,给出了改变辐射热的措施,提出建筑在进行节能设计时考虑下垫面反射辐射和夜空冷辐射的重要性,并对长波辐射在建筑节能中的一些应用进行了探讨。
关键词:长波辐射;节能
Abstract: this paper in heat longwave radiation theory to analysis, gives the change of radiant heat measures, put forward building on energy saving design considerations when the underlying surface reflection radiation and the night sky cold radiation, and the importance of building energy longwave radiation in some of the application are discussed.
Keywords: longwave radiation; Energy saving
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
0 引言
建筑作为自然界的一部分,必然会受到种种因素的干扰。就热辐射而言,建筑外表面就受到太阳辐射和下垫面以及天空的辐射,此外在建筑内部也存在着热辐射。本文从辐射换热的理论着手,对影响辐射换热的因素进行分析,并给出了一些改变换热量的措施,还探讨了长波辐射计算理论在建筑节能设计中的应用。
1 长波辐射理论
在建筑热工中,把波长大于3微米的辐射线成为长波辐射。[1]地表面的实际平均温度约为300K,对流层大气的平均温度约为250K。在这样的温度条件下,地面和大气的辐射能主要集中在3~120微米的波长范围内,均为肉眼所不能看见的红外辐射。一般围护结构表面温度约在300K左右,其辐射能主要集中在4~70微米的波长范围,也属于长波辐射。
1.1 长波辐射能量
一般建筑材料都可以看成灰体。根据斯蒂芬-波尔兹曼定律,灰体的全辐射能力为:
(1)
式中,ε为物体表面材料的黑度,T为物体表面绝对温度,Cb为黑体辐射系数,其值为5.67 W/(㎡•K4),σb为黑体辐射常数,其值为5.67×10-8W/(㎡•K4)。
在工程辐射换热计算中,只要参与辐射换热的各物体温差不过分悬殊,可以把物体表面当做漫射灰表面。对于任一特定的波长,漫灰表面的发射率等于该表面的吸收比[2],也即材料表面对外来辐射的吸收系数与其自身的发射率或者黑度在数值上是相等的。……
