环境辐射温度场计算

在封闭的室内环境中，当空调工作并使室内温度湿度分布情况达到稳定时，地板 上任一块立体空间的能量流动处于动态平衡状态，即单位时间内从该空间辐射出的能 量等于该空间接收的辐射能量。当人进入室内，并站在该空间的瞬间，人体感受到的 温度就是该空间的温度，因此，根据地板温度以及墙体温度求解目标空间温度，对空 调温度的调节具有重要的指导意义。，T2, X2当（假设1）只考虑三面墙体和地板的辐射对目标空间的作用时，根据能量守恒可 得式（1）E = E + E + E + E（1）T 123 floor式中，Et是该立体空间辐射出的能量，EE2、E3、Efloor分别为墙1、墙2、墙3以及 地板面对该处空间的辐射能量。OOTH = AW（假设2）将墙、地面看做有限尺寸的朗伯辐射体，当目标空间距离墙面或地面距 离为L时，墙面对空间的辐射照度为（2）式中，辐射照度H表示空间的单位面积在单位时间内接收到的能量，单位为W/cm2； W称为辐射功率密度，指单位面积的辐射源在单位时间内发出的能量，单位也是W/cm2； X代表墙的尺寸，其值等于墙半高和半宽的平均值；A为修正因子，其值与目标空间相 对于墙或地面辐射中心法线的偏离角度有关，A=1。（假设3）将式（2）代入式（1），得到单位时间内目标空间单位面积内的能量关系为W = AW 一土2一 + AW 一M一 + AW 一E2一 + AW（3）T 1 1 X 2 + L 22 2 X 2 + L 23 3 X 2 + L 24 floor112233当忽略比辐射率的影响时，目标空间、地板、墙面的辐射可近似为黑体辐射（假 设4）,辐射功率密度与其温度满足如下关系W * T4（4）对其微分可得，在T变化范围不大时AT = W + 4n T3AT00（5）由于黑体辐射的辐射功率密度只与物体的温度相关，在同一室内环境下，墙壁和地板的平均温度差相对较小（假设5），故各墙壁的辐射功率密度可表示为W = W1 floorW = W+ 4b T 3 (T - Tfloor 1+ 4b T 3 XTfloor-T2 floorW = W3 floorfloor 2+ 4b T 3Tfloorfloor 3 floor（6）目标空间的辐射功率密度为式中，Tt即是目标空间温度，) X 2T J 1floor X2 +L211X2_J_ +A_TT Tfloor1 1rA(1 X 2 +L211floor + % f Gt 一 f)即人体感受温度。将式(6)、式(7)代入式+A T-T ) X；+A T-T ) X；2 2 floor X 2 +L23 3 floor X 2 +L22233X 2X 2) |2+ A3+ A 1 I Rg3 x；+Ln（7）（3），得（8）2 X 2 +L 2224r乃floor在理想状态下，房间温度完全均匀分布时，各墙面、空间与地板不存在温差，式 （8）左右应为0，计算得到式（8）中，最后一项为0 （假设6），从而得到式（9） T = T + A（T T2 + A（T T）X22 + A T T ）X32 （9）T floor 11 floor X 2 + L 222 floor X 2 + L 233 floor X 2+L2112233即为立体空间温度的求解公式。对于系数A，目前学术上对单面墙辐射时，空间偏离辐射中心法线的情况有一个较 为精确的计算公式，但形式比较复杂。为了使公式更适用于室内多面墙的情况，建议 进行室内实验，通过数据拟合求出A的值。