Stefan-Boltzmann Straling (q rad)
Beschrijving
Bereken de thermische stralingsflux en het totale uitgestraalde vermogen van een oppervlak met de wet van Stefan-Boltzmann. Kies het materiaal op basis van emissiviteit en voer de oppervlaktetemperatuur in.
Invoer velden
Resultaten
De wet van Stefan-Boltzmann beschrijft hoeveel thermische straling een oppervlak uitzendt: q = ε × σ × T⁴, waarbij ε de emissiviteit is, σ de Stefan-Boltzmann constante (5,67 × 10⁻⁸ W/m²·K⁴) en T de absolute temperatuur in Kelvin. Het cruciale inzicht is de vierde macht van de temperatuur: een oppervlak van 60°C straalt meer dan twee keer zoveel warmte uit als een oppervlak van 20°C. Bij 200°C is de stralingsflux al tien keer zo groot.
De emissiviteit (ε) bepaalt hoeveel van de theoretisch maximale straling een materiaal daadwerkelijk uitzendt. Een perfect zwart lichaam heeft ε = 1,0. Glimmend metaal en folie hebben een lage emissiviteit (ε ≈ 0,05) en stralen daardoor weinig warmte uit, maar reflecteren die van anderen juist sterk terug. Bouwmaterialen zoals beton, baksteen, verf en hout hebben een hoge emissiviteit (ε ≈ 0,90 tot 0,95).
Formulas:
-
final_emissivity = if(emiss_category == 0, emiss_manual, emiss_category)
-
temp_kelvin = temp_celsius + 273.15
-
q_radiation = round(final_emissivity * 0.0000000567 * temp_kelvin * temp_kelvin * temp_kelvin * temp_kelvin, 1)
De thermische stralingsflux per m² oppervlak: q = ε × σ × T⁴. De zonneconstante buiten de atmosfeer bedraagt ca. 1.361 W/m² ter referentie. -
q_totaal = round(q_radiation * oppervlakte, 1)
Het totale uitgestraalde vermogen van het opgegeven oppervlak: P = q × A. -
interpretatie = if(q_radiation >= 850, 'Hoge stralingsflux. Typisch voor oppervlakken boven 50°C, zoals verwarmingsleidingen of industriële objecten. De warmteafgifte via straling is dominant.', if(q_radiation >= 550, 'Matige tot verhoogde stralingsflux. Typisch voor oppervlakken boven 35°C, zoals een verwarmde vloer of een dak in de zon. Vergelijkbaar met ca. 55 tot 85% van de zonneconstante.', 'Lage tot matige stralingsflux. Typisch voor oppervlakken bij normale binnentemperaturen (15°C tot 30°C). Een lage emissiviteit, zoals folie of glimmend metaal, verlaagt deze waarde sterk.'))
De stralingsflux neemt toe met de vierde macht van de temperatuur. Een oppervlak van 100°C straalt ca. 3,5 keer zoveel uit als een oppervlak van 20°C.
Berekening informatie
Meer over bouwfysica warmte
Ontdek meer tools gerelateerd aan bouwfysica warmte