ガラスの熱解析モデリング:輻射に関する設定方法

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皆様、こんにちは。EThermoの周です。

車や建物には人間が囲まれた空間を作っているます。車は移動している空間で、建物は静止している空間という違いのだけです。内と外の明確な物理境界を形成しながら、内にいる人間と外にある環境を繋げることが大事なことです。

ガラスという素材は光を操ることができ、内と外を光を通して視覚的な一体感を持たせます。一方、光を通して外からエネルギーを伝搬させて、室内に熱負荷をかけるという副作用もあります。夏場では、エアコンをつけて積極的に冷やさないと、室内温度は簡単に50℃超えるので、人間にとってはとても不快適と感じてしまいます。

室内空間の設計時には、ガラスによる熱負荷を評価する必要があります。本文ではTAIThermによるガラスのモデリング方法についてご紹介したいと思っております。

ガラスの性質

光はガラスの表面に当たったら、下図で示すようにガラスに反射、透過、吸収されます。ガラスの性質によって、入射光に対して反射率、透過率、吸収率が変化します。

自然環境に存在してる光は連続的な波長スペクトルを持っています、単一波長の光は存在しません。太陽光を例とすれば、波長範囲は2nmから10mまで非常に広いです。その中、X線、可視光、紫外線、赤外線などが含まれています。そのうち、可視光は人間の目で光として感じれる波長範囲です、おおよそ380nm~780nmの間です。紫外線は可視光よりやや波長が短くて、200nm~380nmの間にいます。赤外線は可視光より波長が長くて780nm~1000μmにいます。

ガラスは波長成分によって、反射率、吸収率、透過率は変化しています。例えば、自動車のフロントガラスはUVカートしているので、紫外線に対して透過率は極めて低いです、視野を守るためには可視光に対して透過率はとても高いです、断熱機能持っているものであれば、赤外線に対して透過率は低いです。

ガラスモデリング

ガラスモデリングは上記述べたように、ガラス自身の性質及び光スペクトルの特性をできるだけ忠実に解析モデルで再現することといいます。

TAIThermでは強力的なガラス設定モジュールを搭載しております、ほとんどのガラスモデリングに満足できます。

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