平均辐射温度

平均辐射温度被定义为一个假想的外壳所受之辐射能的等效均匀的温度，用以评估周遭环境由辐射热传递带给人体的能量。平均辐射温度还对热舒适性指数，如生理等效温度（PET）或预测的平均投票（PMV）有很大影响。 我们对身处于建筑物中的热舒适性感受，与该空间中的空气温度和表面温度十分相关。借由控制操作操作温度（多指空气温度）和平均辐射温度可以创造更舒适的空间。 另外也可以透过通过对建筑物内部的设计与使用辐射冷却和辐射加热装置来达成。

平均辐射温度是基于以下物理原理：两个物体之间的辐射能净交换等于它们的发射和吸收热量的能力（由Stefan-Boltzmann定律计算）乘上发射率与视界因子。

计算方式

由于人体损失或吸收的辐射热量是其裸露的部分与周围的物体交换的所有辐射通量的总和，因此平均辐射温度可以从测得的周围表面的温度及其相对于表面的位置来计算。

其中最最简单也最不准确的形式，它是周遭每个表面的温度以各个表面的面积加权平均所得的值，表示为式（1）：

（1）$MRT=T_{1}A_{1}+T_{2}A_{2}+...+T_{n}A_{n}$ 此处：

$MRT$ 是平均辐射温度；

$T_{n}$       是表面温度，以绝对温标为单位，以下标n为各个表面编号；

$A_{n}$  是各个表面的面积。

然而物体所接收到的热辐射除了与周围表面的温度、面积有关，同时与这些表面对于物体的视界因子有关。因此，有必要测量这些温度以及人与周围表面之间的视界因子。 大多数建筑材料的发射率ε高，因此可以假定房间内的所有物体表面都是黑体。根据Stefan-Boltzmann定律，平均辐射温度的四次方等于周围表面温度四次方的平均值，并分别乘以各个表面相对应的视界因子。表示为式（2）：

（2）$MRT^{4}=T_{1}^{4}F_{p-1}+T_{2}^{4}F_{p-2}+...+T_{n}^{4}F_{p-n}$ 此处：

$MRT$ 是平均辐射温度；

$T_{n}$       是表面温度，以绝对温标为单位，以下标n为各个表面编号；

$F_{p-n}$  是人与表面n之间的角度因子。

如果外壳表面之间存在相对较小的温差，则可以将方程简化为以下线性形式：

（3）$MRT=T_{1}F_{p-1}+T_{2}F_{p-2}+...+T_{n}F_{p-n}$

该线性公式趋向于给出较低的MRT值，但是在室温状态下，差异很小。

通常，难以计算视界因子，此外，随着表面数量的增加并且形状复杂，该方法变得复杂且耗时。当前尚无有效收集此数据的方法。因此，确定平均辐射温度的简便方法是使用特定温度计对其进行测量。

测量方式

可以使用黑球温度计估算MRT。黑球温度计由一个黑球组成，在其中心放置一个温度传感器，例如水银温度计或热电偶。球形罩理论上可以具有任何直径，但当球形罩的直径越小，空气温度和空气速度的影响越大，因此导致平均辐射温度的测量精度降低，且用于计算平均辐射温度的公式取决于球形罩的直径，因此直径为0.15米（5.9英寸）通常建议中指定与这些公式一起使用。

为了使地球仪的外表面吸收来自外壳壁的辐射，地球仪的表面应通过电化学涂层或更一般地通过一层磨砂黑来变暗涂料。 该温度计实际上测量的是黑球温度（globe temperature，GT），在对流和辐射的作用下，热效应趋于热平衡，而对流和辐射来自外壳中不同热源。由于这个原理，知道GT可以确定平均辐射温度MRT。 根据ISO 7726标准，最常用的方程式（强制对流）如下：

（4）$MRT=\left[\left(GT+273\right)^{4}+{\frac {1.1\cdot 10^{8}\cdot v_{a}^{0.6}}{\varepsilon \cdot D^{0.4}}}(GT-T_{a})\right]^{1/4}-273$

$MRT$是平均辐射温度（°C）；

$GT$     是地球温度（°C）；

$v_{a}$       是地球高度的风速（m / s）；

$\varepsilon$         是球体的发射率（无单位）；

$D$        是地球仪的直径（米）；

$T_{a}$       是气温（°C）;

对于标准黑球（D = 0.15 m， $\varepsilon$ = 0.95），可改写式（4）为：

（5）$MRT=\left[\left(GT+273\right)^{4}+2,5\cdot 10^{8}\cdot v_{a}^{0,6}(GT-T_{a})\right]^{1/4}-273$

测量值还是会受空气流动的影响，因为测量的黑球温度取决于对流和辐射热传。通过有效地增加温度计的尺寸，可降低对流热传的影响，并按比例增加辐射的影响。由于局部对流气流，黑球温度通常位于空气温度和平均辐射温度之间。空气越过地球温度计越快，GT越接近空气温度。

此外，由于平均辐射温度是相对于人体定义的，因此传感器的形状也是一个因素。地球温度计的球形形状可以合理地近似就座的人。对于站立的人来说，在辐射不均匀的环境中，地球会高估地板或天花板上的辐射，因此椭球传感器可以提供更好的近似值。

使用黑球温度计时，还需要采取其他一些预防措施，具体取决于测量条件。此外，有两种测量方法，例如双球辐射计和恒温空气传感器。

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