Prof. Dr.-Ing. habil. Bernd Glück

Strahlungsheizung Strahlungsheizung - Theorie und Praxis

Prof. Dr. Bernd Glück - Strahlungsheizung

Das Buch
Strahlungsheizung - Theorie und Praxis
Berlin: VEB Verlag für Bauwesen 1981 und
Karlsruhe: Verlag C. F. Müller 1982, ISBN 3-7157-5
ist vergriffen und wird nicht mehr aufgelegt.

Anmerkungen zum Buch:

Große Teile des Buches sind durch spätere Arbeiten des Autors ersetzt worden. Diese wurden nötig, da teilweise neuere Erkenntnisse vorlagen und weil die zunehmende Verfügbarkeit der Rechentechnik die Entwicklung komplexer Simulationsmodelle zuließ.

1. Beispiel: Heute kann man den Strahlungsaustausch in Räumen nach der Bruttomethode berechnen, die Anordnung der Strahlungsheizflächen relativ einfach variieren, die thermische Behaglichkeit (operative Raumtemperatur und Strahlungstemperatur-Asymmetrie) mit verschiedenen Modellen simulieren und den systembezogenen Heizwärmebedarf ermitteln. Somit sind Systemveränderungen verhältnismäßig leicht auf ihre wärmephysiologische und/oder energetische Wirkung hin überprüfbar.
Für die genannten Simulationsrechnungen ist das Raummodell entwickelt worden.
Seine Anwendung auf Systeme der Strahlungsheizung wurde beispielsweise in der Zeitschriftenveröffentlichung Nr. 188 demonstriert.

2. Beispiel: Die Leistungsermittlung für thermisch aktive Raumumfassungen wie Fußbodenheizungen, Kühlböden, Heizdecken, Kühldecken, Heizwände, Kühlwände, Strahlplatten usw. kann mit Simulationsmodellen, die in LowEx anwendungsreif verfügbar sind, erfolgen. Hierbei werden auch neue Baustoffe, wie beispielsweise PCMs, eingeschlossen.
Die Grundlagen der Wärmeübertragung, die auch die Wärmeabgaben verschiedenster Heizflächen einschließen, sind in Waermeuebertragung downloadbar.

In den vorgenannten Ausarbeitungen wird sich an zahlreichen Stellen auf Grundlagenarbeiten (Ableitungen und Literaturstellen) im Buch 'Strahlungsheizung' bezogen. Um diese Quellen leicht zugängig zu machen, sind nachfolgende Abschnitte eingescannt worden.

2. Wärmeabgabe von Massivplatten mit eingelegten Rohren

- Eindimensionale Wärmeleitung in gerader und in gekrümmter Richtung sowie radiale Wärmeleitung in Kreisringen
- Zweidimensionale Wärmeleitung in parallel berandeten Platten (Verfahren von FAXÉN)

3. Wärmeabgabe von Lamellenelementen und Strahlplatten

- Eindimensionale Wärmeleitung im Rohranschluss (Rippenfuß) bei form- und kraftschlüssiger Verbindung
- Zweidimensionale Wärmeleitung im Rohranschluss bei stoffschlüssiger Verbindung (Verfahren von WINDISCH)
- Temperaturverteilung in homogenen und in heterogenen Lamellen sowie in den Kombinationen der Konstruktionselemente

4. Wärmeabgabe von Infrarotstrahlern

- Wirkung von Reflektoren und Ermittlung der Strahlungsverteilungen
- Ermittlung der Gesamtstrahlungsenergie
- Praktische Verteilungskurven und mögliche Näherungen für Infrarotstrahler mit flachen Reflektoren

5. Einstrahlzahlen

Grafische, analytische und numerische Ermittlung von Einstrahlzahlen
Für die numerische Lösung sind die Programmablaufpläne (Flussbilder) angegeben. Als Oberflächen dienen Flächen zweiter Ordnung und Ebenen sowie Kugel- und Zylinderflächen. Die Berandung dieser Flächen wird durch beliebig im Raum liegende Ebenen gebildet, wodurch der Umfang der Eingaben relativ groß ist. Zwischen den im Strahlungsaustausch befindlichen Flächen können sich schattenerzeugende Körper befinden.

Zur numerischen Berechnung von Einstrahlzahlen wird jedoch das im Downloadbereich beigefügte neue Programm empfohlen!

Weitere Alternativen:
- In Waermeuebertragung ist das Berechnungsmodell vereinfacht worden, da man sich auf Ebenen, Kugel- und Zylinderflächen sowie auf Begrenzungen parallel zu den Koordinatenebenen beschränkte.
- In Raummodell existiert ein lauffähiges Rechenprogramm zur Ermittlung der Einstrahlzahlen für umschlossene Räume, in denen sich zusätzlich weitere Oberflächen befinden können. Es erfolgt die Berechnung der Einstrahlzahlen zwischen allen Flächen und von Flächenelementen und/oder Kugelelementen, die auf einer definierten Prüfrasterebene angeordnet sind, auf die Umfassungen sowie auf die Zusatzflächen (z. B. Heizkörper) im Rauminneren. Die Besonderheit bei diesem Simulationsmodell besteht darin, dass alle Flächen als Dreiecke dargestellt werden. Dadurch reduzieren sich die Eingaben beträchtlich, da ein Dreieck durch die Vorgabe von drei Punkten im Raum in Lage und Größe definiert ist.

Anhang

Auszugsweise Wiedergabe der Zylinderfunktionen, die im Abschnitt 2 benötigt werden.

Literatur und Sachwörterverzeichnis

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Download (kostenfrei)

Den gescannten Inhalt der vorgestellten Abschnitte des Buches erhalten Sie im PDF-Format:
Strahlungsheizung (10,9 MB)

Textergänzung und Beweisführung:
Einstrahlzahl_Kugel (1,4 MB)

Weiterhin ist verfügbar das Rechenprogramm:

Berechnung_Einstrahlzahlen zur numerischen Ermittlung von Einstrahlzahlen zwischen schwarzen, grauen und realgrauen Strahlern.

Es ersetzt den im Buch angegebenen Algorithmus zur Selbstprogrammierung!

Zum Test des neuen Programms sind zahlreiche Beipiele mit detaillierter Beschreibung in der Bedienanleitung beigefügt.Die Strahler können die Form von Flächenelementen, Rechtecken, Dreiecken, Kreisflächen, Kugeln oder Zylindern haben. Ihre Anordnung im dreidimensionalen Raum ist beliebig. Zwischen Strahler und Empfänger können strahlungsundurchlässige Oberflächen (Schattenkörper) angeordnet werden. Für diese sind modellierbar: Rechtecke, Dreiecke, Kreisflächen, Kugeln und elliptische Zylinder. Die theortischen Grundlagen des Algorithmus sind in der Bedienanleitung zusammengestellt. Zum Test des Programms sind Beispiele mit detaillierter Beschreibung in der Bedienanleitung beigefügt.

Das Rechenprogramm und die Testbeispiele finden Sie als zip-Datei im Download "Einstrahlzahlen".
Einstrahlzahlen (1,7 MB)

Hinweise zur Programminstallation und Bedienanleitung:
Bedienanleitung_Einstrahlzahlen (3,3 MB)