Wärmequelle durch Solarabsorption

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hiwi
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Wärmequelle durch Solarabsorption

Post by hiwi »

Hallo,

ich habe einen Wandaufbau mit Glasfassade und einer opaken Fläche dahinter. An der opaken Fläche werden etwa 40% der Solarstrahlung absorbiert.
Wenn ich die Solarstrahlung und den Wärmefluss an der Innenoberfläche exportiere, so gibt es für die Solarstrahlung zum Teil negative Werte(in den Nachtstunden).
Wird durch diesen Effekt die Abstrahlung in den Nachthimmel dargestellt oder wie kommt es zu diesen negativen Werten? Wenn ja, findet eine Auskühlung durch Abstrahlen auch dann statt, wenn die Oberfläche hinter einer Verglasung liegt?

Vielen Dank für die Hilfe!
Thomas
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Re: Wärmequelle durch Solarabsorption

Post by Thomas »

hiwi wrote:ich habe einen Wandaufbau mit Glasfassade und einer opaken Fläche dahinter. An der opaken Fläche werden etwa 40% der Solarstrahlung absorbiert.
Wenn ich die Solarstrahlung und den Wärmefluss an der Innenoberfläche exportiere, so gibt es für die Solarstrahlung zum Teil negative Werte(in den Nachtstunden).
Wird durch diesen Effekt die Abstrahlung in den Nachthimmel dargestellt oder wie kommt es zu diesen negativen Werten?
Hallo hiwi,

negative "Sonnen"strahlungswerte an der Oberfläche ergeben sich, wenn
(a) bei der Rechnung die explizite Strahlungsbilanz ausgeschaltet ist, WUFI also im voreingestellten "vereinfachten" Strahlungsmodus arbeitet und
(b) eine Wetterdatei im Testreferenzjahr-Format *.TRY verwendet wird.

In diesem Fall versucht WUFI den nächtlichen Strahlungsverlust abzuschätzen und in Rechnung zu stellen. Diese Abschätzung erfolgt allerdings nur sehr pauschal und unter stark vereinfachenden Annahmen. Die nächtliche Unterkühlung wird auf diese Weise zwar "im Prinzip" berücksichtigt, es sind aber nicht unbedingt quantitativ zuverlässige Oberflächentemperaturen zu erwarten. Wollen Sie die Oberflächentemperaturen bei nächtlicher Unterkühlung quantitativ berechnen, so müssen Sie auf die "Explizite Strahlungsbilanz" umschalten (im Dialog "Oberflächenübergangskoeffizienten").

Falls Sie weder eine quantitativ berechnete Unterkühlung (eine wirklich zuverlässige Berechnung setzt z.B. auch Kenntnis der terrestrischen Wärmeeinstrahlung, also Kenntnis der Ausdehnung und Temperatur terrestrischer Gegenstände wie anderer Gebäude, Vegetation u.ä. im Gesichtsfeld der Wand voraus), noch eine pauschal geschätzte Unterkühlung benötigen, können Sie WUFI auch im voreingestellten Modus belassen und die nächtliche Abstrahlung unterdrücken, indem Sie die langwellige Strahlungsemissionszahl der Oberfläche auf Null setzen.

Eine nähere Erläuterung zum langwelligen Strahlungsaustausch finden Sie in der Online-Hilfe im Hilfethema "Referenz | Klimadaten | Langwelliger Strahlungsaustausch".
Wenn ja, findet eine Auskühlung durch Abstrahlen auch dann statt, wenn die Oberfläche hinter einer Verglasung liegt?
Die Bauteiloberfläche ist in diesem Fall die Oberfläche der Verglasung, und diese kühlt in der Rechnung nachts durch Strahlungsverlust ab. Das ist auch realistisch, da Glas ja für Wärmestrahlung (genauer: thermische Infrarotstrahlung) undurchlässig ist und die Maueroberfläche selbst daher nicht mit der Umgebung sondern nur mit der Glasscheibe im Strahlungsaustausch steht.

Komplizierter wäre es, wenn statt des Glases eine dünne, für Wärmestrahlung teildurchlässige Kunststoffscheibe vor der Wand sitzen würde. Das liesse sich mit WUFI nicht mehr oder eventuell nur durch Verwendung effektiver Übergangskoeffizienten erfassen.

Gruß,
Th. Schmidt
hiwi
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Vielen Dank für die Antwort!
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