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1、第卷第期太阳能学报年月文章编号州地晰《创犯建筑物冬季太阳辐射得热分析杨昭,郁文红张甫仁天津大学热能研究所,天津、,摘要对冬季建筑物南壁面的太阳辐射强度南外窗和南外墙的内壁温进行了逐时计算并结合冬季太阳辐射的特点进行了逐时热负荷计算。结果表明在冬季供暖空调标准工况下,太阳辐射使南外墙内表面壁温全天整体小幅上升,并使南外墙的逐时热负荷较北外墙降低约在节能达标居住建筑的南向房间,中午时段内室内空气所吸收的南外窗太阳辐射得热量,已超过该房间的逐时热负荷供暖空调系统在冬季运行时有必要充分利。用这部分能量关翅词太阳辐射建筑节能
2、冬季供暖负荷中图分类号万文献标识码。,计算本文的分析在上述方面有所改进为建筑物引言供暖空调系统的冬季逐时负荷预测和运行节能调控,。太阳能是一种无污染的清洁能源特别是在我分析提供了分析依据国北方采暖,,,区的冬季气候干燥光照充足太阳,冬季建筑物南壁面太阳逐时辐射照高度角低光线相对于建筑物南墙的入射角小北度计算京地区月日冬至日中午时太阳高度角“,为建筑物南壁面得到的太阳辐照量比地文献〔针对夏季空调负荷计算给出了太阳平,。。面上还要大冬季利用太阳能的条件得天独厚逐时辐射照度的计算方法夏季的太阳总辐射照度,、、根据气象资料
3、统计北方采暖区南向垂直面上的冬为直射辐照度天空散射辐照度地面反射辐射照一、。季当年月次年月的太阳总辐照量为每平度大气长波辐射照度之和与夏季空调工况有所方米一,相当于一标准煤不同,冬季室内外温差较大,能够直接对室温产生。,。的发热量尽管太阳能具有间断性和不稳定性但影响的只有太阳直射辐射照度从冬季供暖空调室、、在冬季供暖空调系统运行时完全可以通过调控装置内温升的角度看天空散射辐射地面反射辐射大对这部分能量加,、,以利用这对建筑节能环境保护气长波辐射照度不应计入否则进入室内的冬季太。和提高室内环境的舒适性都具有积极作用阳
4、辐射得热量理论计算值偏大将导致进人房间实际,,以往的建筑节能研究仅局限于建筑热工未能热量不足因此建筑物冬季南壁面的太阳逐时辐射从供暖空调负荷计算的角度进行冬季供暖空调分照度计算公式应为,·析如二口“所给出的冬季太阳辐射照度结果中包括对冬巾、季室温影响甚小的太阳散射辐射照度透过玻璃窗式中太阳常数尸大气透明系数、、—。—的日射得热未能按照先由内墙楼板家具所吸收大气光学质量建筑物南壁面的太阳高度角,、—,再衰减延迟放给室内空气的实际得热过程计算因沪方位角和人射角的角度关系见图其角。。而造成结果偏大由于建筑物冬季墙体负荷计
5、算按度逐时计算方法见文献【〕稳态已满足工程计算的精度要求,因此现行工程设图为北京全年每月日中午时南壁面太计中也忽视,,了对冬季南向房间的太阳辐射得热逐时阳辐射照度计算结果从图可以看出整个冬季收稿日期切一,国家建设项甚金项目二期工程建设项目目期杨昭等建筑物冬季太阳辐射得热分析乙,︺侧摄卑菠沐日·月份图北京全年每月日中午时图建筑物南壁面的太阳辐射的角度关系南壁面太阳辐射照度计算结果乞砂山。表为北京月日南壁面太阳辐射照的南向垂直面的所接受的太阳辐照量最大月。日冬至,度逐时计算结果表中南壁面从上午点到日的太阳辐射强度有一个
6、小低谷该日的太,下午点的太阳直射辐射照度都在扩以阳高度角虽然全年最低有利于得热但高度角的、。降低同时也导致阳光穿过大气层的距离增长大气上一些建筑节能文献所给出的计算结果因为,透明度修正部分增大,因而导致太阳辐射照度略有包括太阳散射辐射照度所给出的北京地区该,。日时的太阳辐射照度计算值偏大约为降低月日也是全年太阳日照时间最短的一。天,该日的建筑物太。左右阳辐射得热分析具有典型性表北京地区月日南壁面太阳辐射照度计算结果。’,,时间巧直射辐照度·一肠等效空气温升℃太阳高度角太阳方位角一一一一太阳人射角,一℃,一℃,一℃,
7、一℃,建筑物南外墙的太阳辐射得热计算,,一℃均一℃计算怀南外墙室外计建筑物冬季外墙的太阳辐射得热效果可用室算温度按室外空气综合温度即为上述室外逐时气温,‘‘外空气综合温度表达式计算即公式与表的等效空气温升之和平均二一℃,。一。图为采用有限差分法的冬季南北外注本文的后续分析计算均采用上述计算条件,一,一墙内壁温和热负荷计算结果其计算条件如下从图可以看出号墙体内表面逐时壁温,,,墙体类型见表室内侧供暖计算温度取℃变化均很小即使是在南外墙有充足日照的条件下北外墙室外计算温度按室外逐时气温,。一也都不会超过室内供暖温度。其
8、℃随着墙体的保一℃,一℃,一℃,,,时刻分别为温性能增强衰减和延迟作用更加显著南北外墙,一℃,一℃,一℃,一℃,阳光照射面和非照射面的内壁温差值也越来越一,一,一,一,,以℃℃℃℃小即采用节能保温墙体后冬季太阳光辐照度对室一,一,一,一,。℃℃℃内温度的影响越来越小图中的计算结果也表明在一,一,一,一,,℃℃℃℃冬季设计工况下建筑物南外墙所吸收的太阳辐射太阳
