Strahlungswärme berechnen.
Geben Sie die Oberflächentemperatur des Ofens, die strahlende Fläche, das Oberflächenmaterial und die Raumtemperatur ein. Der Rechner wertet das Stefan-Boltzmann-Gesetz aus: Q = ε·σ·A·(Ts⁴ − Ta⁴) mit σ = 5,67×10⁻⁸ W/m²K⁴ und beiden Temperaturen in Kelvin. Die Leistung steigt mit der vierten Potenz der absoluten Temperatur: Eine 1,5-m²-Gusseisenoberfläche von 150 °C auf 250 °C anzuheben verdreifacht die Nettostrahlung von etwa 1.994 W auf etwa 5.455 W.
Die Emissivität gibt an, wie nah eine Oberfläche einem idealen Strahler kommt: Gusseisen 0,95, Speckstein 0,90, blanker Stahl 0,70. Das Material allein macht Hunderte von Watt aus — bei einer 250-°C-Oberfläche in einem 20-°C-Raum strahlt das 1,5-m²-Beispiel in Gusseisen rund 5.455 W ab, in Stahl nur etwa 4.020 W (26 % Unterschied bei identischer Geometrie und Temperatur).
Die Intensität bei einem Meter teilt die Leistung durch eine Halbkugel (Q ÷ 2π, im Beispiel etwa 868 W/m²), weil Öfen hauptsächlich nach vorne abstrahlen. Der Komfortabstand löst dann nach dem Radius auf, bei dem der Strahlungsfluss auf 10 × (43 °C − Raumtemperatur) W/m² fällt — dabei gilt 43 °C als Schwelle für dauerhaften Komfort. Für den Beispielofen in einem 20-°C-Raum sind das etwa 1,94 m.
Jedes Material hat eine Emissivität zwischen 0 und 1, die beschreibt, wie effizient es im Vergleich zu einem perfekten Schwarzkörper abstrahlt. Gusseisen bei 0,95 ist nahe am Ideal, Speckstein folgt bei 0,90, blanker Stahl bei 0,70 reflektiert mehr und strahlt weniger. In der Stefan-Boltzmann-Gleichung multipliziert die Emissivität alles andere, sodass dasselbe heiße Bauteil aus Gusseisen zu Stahl die Strahlungsleistung um etwa ein Viertel verringert.
Es ist der Radius, bei dem der modellierte Strahlungsfluss auf einen Schwellenwert von 10 W/m² pro Grad zwischen 43 °C und Ihrer Raumtemperatur fällt. In einem 20-°C-Raum beträgt dieser Schwellenwert 230 W/m². Da der Schwellenwert mit steigender Raumtemperatur sinkt, projiziert derselbe Ofen in einem bereits warmen Raum einen größeren Komfortradius: Bei 30 °C halbiert sich der zulässige Fluss auf 130 W/m² und der berechnete Abstand wächst um etwa ein Drittel.
Die Strahlung skaliert mit der vierten Potenz der absoluten Temperatur, sodass Gewinne sich schnell zusammensetzen. Die Beispieloberfläche von 150 °C (423 K) auf 250 °C (523 K) anzuheben erhöht den Ts⁴-Term um den Faktor 2,3 und hebt die Nettoleistung nach Abzug der Rückstrahlung von rund 1.994 W auf 5.455 W. Deshalb wirft ein überhitzter, glühender Ofen so viel mehr Wärme auf nahe Flächen als einer im normalen Betrieb.