straling, warmtestraling

Straling is het transport van energie door lucht en andere gassen in de vorm van elektromagnetische trillingen (straling). Er zijn verschillende soorten straling zoals lichtstraling, röntgenstraling en infraroodstraling. Warmteoverdracht vindt voornamelijk plaats via infraroodstraling. (Bij hoge temperaturen ook door zichtbaar licht, denk aan gloeiend ijzer bij de smidse.)

Elk materiaal geeft warmtestraling af. Koudere voorwerpen stralen minder warmte uit dan warmere. De mate waarin warmtestraling plaatsvindt, wordt niet alleen bepaald door de temperatuur van het oppervlak, maar ook door het materiaal zelf. Dit laatste wordt uitgedrukt in een emissiecoëfficiënt. De meeste bouwmaterialen, zoals bijvoorbeeld baksteen, beton en hout, hebben een hoge emissiecoëfficiënt (ca. 0,9) en stralen dus relatief gemakkelijk warmte uit. Anders gezegd: dergelijke materialen verliezen relatief eenvoudig hun warmte als gevolg van warmteoverdracht door straling. Aluminium heeft juist een lage emissiecoëfficiënt (glimmend metaal ca. 0,1; geoxideerd ca. 0,4). Met de toepassing van aluminium(folie) kan de warmte-emissie via de bouwmaterialen dus sterk worden beperkt.

Een zwart lichaam is de ultieme bron voor warmtestraling, mede daarom waren kachels vroeger altijd zwart. 

	de warmtestroom is bij straling afhankelijk van: . gaseigenschappen (stralingsconstante σ) . temperatuurverschil (ΔT) . temperatuur (T) . emissiecoëfficiënten (e of ε) . oppervlakte (A)

een zeer eenvoudig voorbeeld van straling:

De hoeveelheid warmte die een bepaald oppervlak van een bepaald materiaal uitstraalt, wordt berekend met de Wet van Stefan-Boltzmann:

Q = ε * 56,7 * 10^-9 * T⁴     (= ε * σ * T⁴  = ε * Qz)

waarbij:
Q = de warmtestroomdichtheid van de afgegeven straling (W/m2)
ε = de emissiecoëfficiënt van het materiaaloppervlak
T = de absolute temperatuur (K)
σ = stralingsconstante of Boltzmann-constante (W/m2K4)
Qz = de warmtestraling van het "zwarte lichaam"

Ideaal gezien is de mate van absorptie van een object (de mate waarin het de warmte opneemt) gelijk aan de mate waarin het straling uitzendt. Voor specifieke voorwerpen die uit een samenstel van materialen bestaan, zoals pv-panelen (voor levering van elektriciteit) en zonnecollectoren (voor levering van warmte) is dit juist niet het geval: hier wordt ervoor gezorgd dat er veel straling het paneel of de collector in kan treden en weinig straling weer wordt uitgezonden.

Straling wordt ook gedefinieerd als een uitgebreid spectrum van deeltjes (fotonen) met wisselende golflengte en energie. Elektromagnetische straling kan op deze manier worden beschouwd als een stroom van fotonen, die een bepaald statistisch gedrag hebben waardoor ze een golfkarakter krijgen. Straling, en dus ook warmtestraling, bestaat uit elektromagnetische golven.

Met dank aan MG Meuwissen Gerritsen (aangehaalde tekst en afbeelding) en Marc Roos (HRO, Hogeschool Rotterdam).

Verg. met elkaar: convectie, geleiding, straling.
Zie eventueel infraroodpaneel, warmtegeleiding, warmtestroom en wellicht reflectie-absorptie-transmissie (van licht).

Eng. straling is radiation; warmtestraling is thermal radiation