平均放射温度 – 日本語百科事典辞書

Mean_radiant_temperature
平均放射温度( MRT ) は、人体からの放射熱伝達が実際の不均一なエンクロージャ内の放射熱伝達と等しい、架空のエンクロージャの均一温度として定義されます。
MRT は、2 つの物体間の放射エネルギーの正味交換が、それらの温度差に放射率(熱を放出および吸収する能力) を掛けた積にほぼ比例するため、有用な概念です。MRT は、身体を取り囲むすべての物体の単純な面積加重平均温度です。これは、オブジェクトの温度差が絶対温度と比較して小さい限り意味があり、関連する温度範囲でステファン・ボルツマンの法則を線形化できます。
MRT は、生理学的等価温度(PET) や予測平均投票(PMV)などの熱生理学的快適指数にも強い影響を与えます。
建物内の熱的快適性に関して私たちが経験し感じるものは、平均放射温度で表される、その空間の気温と表面温度の両方の影響に関連しています。MRT はエンクロージャーのパフォーマンスによって制御されます。
建物内の熱的快適性のより機能的な尺度である動作温度は、気温、平均放射温度、および風速から計算されます。使用温度と平均放射温度のバランスを保つことで、より快適な空間をつくることができます。これは、建物、インテリアの効果的な設計、および高温輻射冷却と低温輻射暖房の使用によって行われます。

計算
平均放射温度を推定するにはさまざまな方法があり、その定義を適用して方程式を使用して計算するか、特定の温度計またはセンサーで測定します。
人体が失う、または受け取る放射熱の量は、露出した部分と周囲の熱源との間で交換されるすべての放射束の代数的合計であるため、MRT は、周囲の壁および表面の測定温度と、周囲に対するそれらの位置から計算できます。人。したがって、これらの温度と、人と周囲の表面との間の角度係数を測定する必要がほとんどの建材は高い放射率 ε を持っているため、部屋のすべての表面は黒色であると想定できます。角度係数の合計は 1 であるため、MRT の 4 乗は、それぞれの角度係数で重み付けされた周囲の表面温度の平均値の 4 乗に等しくなります。
次の式が使用されます:
MR T4 T1 4 ふ p
−1 T2 4 ふ p
−2 . . . + T n 4 ふ p− n
{ MRT^{4}=T_{1}^{4}F_{p-1}+T_{2}^{4}F_{p-2}+…+T_{n}^{4} }F_{pn}}
$MRT^{4}=T_{1}^{4}F_{{p-1}}+T_{2}^{4}F_{{p-2}}+...+T_{n}^{4}F_{{p-n}}""$
どこ：M R T
{ MRT}

は平均放射温度です。
T n { T_{n}}

ケルビン単位の表面 “”n”” の温度です。
ふp − n
{ F_{pn}}

は、人と表面の間の角度係数「n」です。
筐体の表面間に比較的小さな温度差が存在する場合、方程式は次の線形形式に簡略化できます。
MR T = T 1 ふ p
−1 T 2 ふ p
−2 . . . + T n ふ p − n { MRT=T_{1}F_{p-1}+T_{2}F_{p-2}+…+T_{n}F_{pn}}

この線形式は MRT の値を低くする傾向がありますが、多くの場合、その差はわずかです。
一般に、角度係数を決定することは難しく、通常は人の位置と向きに依存します。さらに、この方法は、面の数が増えて複雑な形状になると、複雑で時間がかかります。現在、このデータを効果的に収集する方法はありません。このため、MRT を決定する簡単な方法は、特定の温度計で測定することです。

計測
MRT は、黒球温度計を使用して推定できます。黒球温度計は、水銀温度計のバルブ、熱電対、抵抗プローブなどの温度センサーが中央に配置された黒球で構成されています。地球は理論的には任意の直径を持つことができますが、平均放射温度の計算に使用される式は地球の直径に依存するため、直径は 0.15メートル(5.9 インチ) です。) または 150 mm が一般的に推奨されます。球体の直径が小さいほど、気温と風速の影響が大きくなり、平均放射温度の測定精度が低下します。グローブの外面が筐体の壁からの放射を吸収するように、グローブの表面は、電気化学コーティングまたはより一般的にはマットブラックの層によって暗くする必要がペイント。この温度計は実際に球体温度 (GT) を測定し、エンクロージャ内のさまざまな熱源からの対流と放射の影響下で熱平衡に向かう傾向がこの原理のおかげで、GT を知ることで平均放射温度 MRT を決定することができます。 ISO 7726 規格によると、最も頻繁に使用される式 (強制対流) は次のとおりです。
MR T =
[ ( GT + 273.15
)4 1.1 ⋅10 8 v a 0.6 ε ⋅ D 0.4( GT −
Ta) ] 1
/4 273.15 { MRT=left[left(GT+273.15right)^{4}+{frac {1.1cdot 10^{8}cdot v_{a}^{0.6}}{varepsilon cdot D^{0.4}}}(GT-T_{a})右]^{1/4}-273.15}

どこ：M R T
{ MRT}

は平均放射温度 (°C) です。G T
{ GT}

     地球の温度 (°C) です。
v a { v_{a}}

       地球のレベルでの空気速度 (m/s); ε { varepsilon }

         地球の放射率 (次元なし)。 D { D}

        地球の直径 (m);
T a { T_{a}}

       は気温 (°C) です。
標準グローブ（D=150mm、 ε { varepsilon }
= 0.95):
MR T =
[ ( GT + 273.15
)4 2.5 ⋅0 8 a 0 ， 6 G T −
Ta) ] 1
/4 273.15 { MRT=left[left(GT+273.15right)^{4}+2.5cdot 10^{8}cdot v_{a}^{0，6}(GT-T_{a}) 右]^{1/4}-273.15}

測定された GT は対流と放射伝達の両方に依存するため、測定値は空気の動きの影響を受けます。温度計のバルブのサイズを効果的に大きくすることにより、対流伝達係数が減少し、放射の影響が比例して増加します。局所的な対流気流のため、GT は通常、気温と MRT の間に位置します。地球温度計の上を空気が速く移動するほど、GT は気温に近づきます。
また、MRT は人体に対して定義されるため、センサーの形状も影響します。地球温度計の球形は、座っている人の合理的な近似値を示します。立っている人の場合、放射が不均一な環境にある地球は、床や天井からの放射を過大評価するため、楕円体センサーの方がより適切な近似値が得られます。
黒球温度計を使用する場合、測定条件によっては、他にも注意すべき点がいくつかさらに、2球放射計や恒温センサーなど、さまざまな測定方法が

こちらもご覧ください
熱的快適性
暖房、換気、および空調
アシュラエ
HVACの用語集

参考文献
^ g h “”ISO 7726. 熱環境の人間工学 – 物理量を測定するための機器” . ジュネーブ、スイス: 国際標準化機構。1998 年 11 月。2021年現在。
^ ファンガー， PO (1970). 熱的快適性: 環境工学における分析と応用。ニューヨーク：マグロウヒル。
^ レイノルズ、マイク（2020 年 2 月 8 日). 「人が快適に暮らせる家づくり」 . エコホーム。
^ マツァラキス、アンドレアス. 都市構造物内の平均放射温度の推定と計算。
^ Mclntyre および Griffiths、DA および ID (1972 年)。放射環境と対流環境に対する被験者の反応。
^ 2009 ASHRAE Handbook Fundamentals、ASHRAE， Inc.、ジョージア州アトランタ。

外部リンク
http://ergo.human.cornell.edu/DEA3500allnotes.html
カリフォルニア大学バークレー校のCBEが開発した無料のオンライン熱快適性および平均放射温度計算ツール”