太阳辐射范文10篇

太阳辐射范文篇1

置换通风系统从它最早在北欧的出现和使用，至今已有二十多年的，但由于它在保证室内空气品质方面的突出表现，近年来仍倍受巨人瞩目，1999年被列入“欧盟第五框架计划”支持的研究项目，项目主要负责人D.Blay是笔者博士导师，因而有幸参加了该项目的部分研究。在第一阶段研究过程中，我们对室内单一热源的情况进行了实验研究［1-3］和计算机住址研究［4］，得到了单一热源下置换通风系统的温度场和速度场，结果表明：(1)热源的存在不影响水平方向上的温度的均匀度；(2)除热源上方有较明显的上升气流外，整个速度场均匀、平稳，呈层流或低紊流状态；(3)维护结构的热损失对温跃层高度无明显影响，而外部环境温度则使室内温度垂直分布有所改变。继“单一热源”的研究之后，我们在第二阶段对“多热源”［5］的情况又进行了系统的研究，主要侧重于热源之间的相互影响和对置换通风系统温度场的影响，结果表明：(1)双热源的存在降低了单热源情况；(2)辅热源温度的变化并不影响温跃层的高低；辅热源气流流量的大小不影响温跃层的高度，而只是对上部区域的温度有影响。

本文是置换通风系统的系列研究的第三阶段内容，针对透过玻璃窗的太阳辐射对置换通风系统的影响的研究，在置换通风系统的应用中，由于玻璃窗的存在，难免会有太阳的直射辐射透过玻璃窗进入至室内来，照射在地板、家具或其它物品上，形成了局部的热表面区域，这些局部热表面对室内空气具有加热作用，形成自然对流，对室内置换通风平稳的流场进行了干扰。本文旨在提示透过玻璃窗的太阳辐射对置换通风系统的干扰程度，以便能有的放矢的改进、完善置换通风系统，充分发挥这一新型通风模式的优点，为设计者提供设计参数和设计依据，为置换通风系统开辟更好的应用前景。

2．实验装置

本实验是在第二阶段实验一双热源情况的基础上开展的，因此，测试室内已有一主一辅两个热源，为了模拟透过玻璃窗的太阳辐射照射在地板、家具或物品上形成的水平局部表面、倾斜的局部热表面和垂直局部热表面的情况，我们分别采用了电热和电散热器，用覆盖在地板上的电热膜模拟太阳在地板上形成的热表面，用倾斜放置的电散热器模拟太阳辐射在室内形成的倾斜热表面，用垂直放置的电热膜模拟太阳辐射形成的垂直热表面。

在正式实验之前，我们对增加电热膜后系统的稳定性进行了预测试。将4块0.5m×1.0m的电热膜铺在测试室地板的中央，形成的总的热量为240W。使冷风供入量为190m3/h，送风速度为0.03m/s，温度为21.2℃，热源暂关闭，测试室的外环境温度(即大厅内温度)控制在20.3℃。我们连续4天对测试室内垂直方向的温度进行测试，结果表明，增加了电热膜后，在上述的实验条件下，至少需要24小时系统才能达到稳定，此时测得热膜表面温度为36.4℃，测试室距地面1.5m处的壁温为22.6℃，测试室的排风温度为23.8℃。

3．实验结果及分析和讨论

太阳透过玻璃窗进入室内，照射至地板、家具或其它室内物品上，形成或水平的、或垂直的、或成一定角度的局部热表面，因此，我们的实验也分3种情况进行考虑，用电热膜分别模拟水平的局部热表面、垂直的局部热表面和与水平方向成10度角的局部热表面，下面分别介绍3个实验情况。

3.1实验1：热地板

在这部分实验中，为了到表演场灯光对地板形成的全面辐射情况，我们将整个地板都用电热膜进行了覆盖，共有6.5㎡，全部工作时，最大热量可达780W，主热源热风供入量为46m3/h，我们对3种不同的电热膜的热流量的情况进行了测试，实验条件被列在表1中，图1则为我们对垂直方向温度曲线的测试结果。

表1水平热表面的实验条件

实验1情况1情况2情况3

冷风送入速度(m/s)0.030.030.03

冷风送入量(m/s)195195195

冷风温度(℃)21.420.321.2

热气流送入速度(m/s)0.390.390.39

热气流送入量(m3/h)464646

热气流温度(℃)454545

环境空气温度(℃)20.520.121.0

电热膜表面温度(℃)34/29.4

距地面1.5m处壁温(℃)24.521.123.3

测试室排风温度(℃)31.424.628.4

电热膜热流量(W)7800400

从图1我们看到，在3种情况下，置换通风系统的热力分层现象或多或少总是存在的；将3种实验的结果进行比较发现，水平热表面热流量的大小测试室下部及上部区域温度的高低，也影响了温跃层的高度。热地板的存在，增加了室内的余热量，便利整个室内的平均温度变高，垂直温度梯度曲线右移。

图2为无量纲垂直方向温度曲线，随着电热量的增加，温跃层的高度有明显降低，所以，热地板对于置换通风系统来讲，是一个不利因素。对于现有大型体育和文艺表演性场馆，有数据表明，约有三分之一的照明灯的能量被地板吸收，相当地板被加热，如果是采用了置换通风系统的话(事实上，型体育和文艺表演性场馆的首选就是置换通风系统)，对置换通风的效果会有负面影响，但即使这样，热力分层现象仍然存在，垂直方向温度曲线表明，下部人活动区的温度仍然比上部区域低，置换通风系统仍然比混合式通风系统显得合理和经济。为了减小热地板带来的影响，应想方设法选用对长波辐射吸收较低的地板材料，使置换通风系统发挥了出它最大的优越性。

3.2实验2：倾斜局部热表面

我们将一个板式电散热器放置在测试室中央，并与地面成10度角，该散热器的尺寸为110cm×23cm，功率为1000W，冷风送入量仍然是195m3/h，热源被关闭，测试在改变电散热器的热流量的情况下室内的温度，具体的实验条件列在2表中。

表2倾斜热表面的实验条件实验1情况1情况2

冷风送入速度(m/s)0.030.03

冷风送入量(m/s)195195

冷风温度(℃)20.420.8

环境空气温度(℃)19.319.2

距地面1.5m处壁温(℃)22.921.7

测试室排风温度(℃)29.423.6

电热膜热流量(W)880220

图3垂直方向温度曲线

图4垂直方向无量纲温度曲线

图3表示的是测试室内垂直方向温度曲线，我们仍然能够看到热力分层现象，而且倾斜表面的热流量越大，上部区域的温度越高，垂直方向的温度梯度越大，温跃层越明显。事实上，这个局部热表面也就是置换通风系统中的一个室内局部热源，正是它形成的羽卷流，携周围的空气，将热量直接带到上部区域，而使得下部基本不受影响，体现出置换通风系统的优越性。

图4是该情况下的无量纲垂直方向温度曲线，这次我们看到，倾斜表面的热流量的大小不对温跃层的高度产生明显影响。这一结果与我们的第一阶段采用送入热气流来模拟上升气流的实验结果相符［1］，即在冷风供入量不变的条件下，热气流的温度不影响温跃层的高度，与经典的羽卷流的理论有相悖之处［5，6］，但经典的羽卷流理论是在均匀的温度场情况下，而且也没有考虑由底部不断送入的冷空气，这说明，在置换通风系统中不能简单套用经典羽卷流的研究成果，对于置换通风系统中热源上方的上升气流的模型，还有待于进一步的分析和研究。

3.3实验3：垂直局部热表面

在此部分实验中，我们将4块大小为304mm×497mm的电热膜垂直放置，并围成一个长方体，安置在测试室的中央，这样就形成了4个不同朝向的垂直热表面。每块电热膜的最大功率可达1000W，即热流强度为6Kw/㎡，具体的实验条件列在表3中。

表3水平热表面的实验条件实验1情况1情况2情况3

冷风送入速度(m/s)0.030.030.03

冷风送入量(m/s)198199199

冷风温度(℃)20.020.720.9

环境空气温度(℃)19.720.619.5

电热膜热流量(W)74.195.8110.8

距地面1.5m处壁温(℃)21.322.622.5

测试室排风温度(℃)25.428.429.9

电热膜热流量(W)4807801000

图5和图6分别是测试室内平均垂直温度曲线和无量纲垂直温度曲线，实验结果表明，电热膜的功率越大，测试室上部区域的越高，但下部区域的温度无明显不同，而且，图5中3种实验情况下的无量纲温度曲线几乎重合，说明垂直热表面的热流量的大小不影响温跃层的高度，这里我们得到了与实验二相同的结论。

图5垂直方向温度曲线

图6垂直方向无量纲温度曲线

太阳辐射范文篇2

关键词：气象参数太阳辐射统计

0前言

当前，采用计算机模拟的方法对建筑物的全年能耗进行分析越来越普遍，这种方法既可以在设计阶段，对新建建筑的能耗进行预测，从而指导建筑物能源系统的设计，使之符合国家相关的节能标准。同时，也可以用于已建建筑，对建筑物的能耗进行评价和预测，并为对其进行节能改造的可能性及其效果进行预估。目前，常用于建筑物全年能耗模拟的计算机软件有DOE-2（包括VisualDOE）、EnergyPlus、eQUEST和DeST等。

由于空调系统在整个建筑物的全年能耗中占有相当大的比例，因此，在对建筑物的全年能耗进行计算机模拟的时候，不可避免地要计算空调系统的全年能耗，而空调系统的能耗，与当地的气象条件，特别是温度、湿度和太阳辐射强度紧密相关。通常，在设计阶段进行建筑物能耗预测时，一般采用典型气象年数据；而在对已建建筑进行全年能耗分析的时候，由于已经可以取得建筑物运行的实际能耗数据，通常需要根据实际能耗数据和实际气象年逐时数据对计算机模型进行校准(calibration)，以保证模型具有足够的精度，然后再采用标准气象年数据进行计算，并根据计算结果进行评价和比较。这种建模→模型校准→计算及结果评价的方法也是IPMVP2002(InternationalPerformanceandMeasurementVerificationProtocol)中所推荐的方法。

1基本计算方法

根据DOE-2程序的要求，计算空调负荷用的逐时气象参数有湿球温度、干球温度、大气压力、云量、雪、雨、风向、空气绝对含湿量、空气密度、空气焓值、水平面太阳总辐射量、法线方向太阳直射辐射量、云的类型与风速等14项。除了与太阳辐射有关的两项参数外，都可以由当地气象台站公布的逐时气象参数直接取得，或者通过一定的计算和量化取得。

与此不同的是，有关太阳辐射的两项参数的取得则比较困难。由于我国的气象台站均不公布逐时太阳辐射数据，因此有些学者采用半正弦模型进行插值，有些采用混合回归的方法，在一些要求不高的场合，则干脆直接采用典型气象年的数据。

笔者认为，由于大气层外水平面逐时太阳总辐射量只与当地的经度和纬度有关，而这可以通过天文学的有关公式精确计算得到，所以我们需要求取的，只是水平面逐时太阳总辐射量与大气层外水平面逐时太阳总辐射量之间的关系及其影响因子，以及法线方向太阳直射辐射量与水平面太阳总辐射量之间的关系及其影响因子。只要能够得到这些关系，我们就可以从大气层外水平面逐时太阳总辐射量，得到水平面逐时太阳辐射总量；然后再从水平面逐时太阳辐射总量，得到法线方向逐时太阳直射辐射量。而这些关系和及其影响因子，笔者认为，都可以从当地的典型气象年逐时数据中采用统计的方法取得。为了叙述方便，以下均以求取上海地区2004年逐时太阳辐射数据为例。

2数据分析、计算、拟合及应用

首先考虑水平面逐时太阳总辐射量与大气层外水平面逐时太阳总辐射量（以下简称为总辐射/天文辐射）之间的关系。

笔者首先假定，影响总辐射/天文辐射之间的关系的因子有三项：云量、太阳入射角和空气绝对含湿量。其中，云的多少直接对太阳辐射起了遮挡作用，因此云量多少对水平面太阳总辐射量的影响是不言而喻的；太阳入射角的大小将影响水平面太阳总辐射量，入射角越小，则太阳总辐射量越低；空气中的水蒸气将对太阳辐射起散射和吸收作用，水蒸气浓度越高（即绝对含湿量越高），则水平面太阳总辐射量就越低。当然，在考虑总辐射/天文辐射之间的关系时，还应当考虑大气污染对水平面太阳总辐射量的影响，可是由于笔者无法取得有关大气污染情况的数据，所以只能将这一因子忽略了。

基于这样的考虑，笔者利用“中国建筑用标准气象数据库”中上海典型气象年的逐时气象参数，以云量、太阳入射角和空气绝对含湿量作为影响因子，采用SPSS程序分析它们对总辐射/天文辐射之间关系的影响。结果发现，太阳入射角和空气绝对含湿量对总辐射/天文辐射的影响几乎为零，总辐射/天文辐射之间的关系仅与云量相关。

对于这个结果，笔者是这样认为的：云量作为主要影响因子是符合预期的；太阳入射角的影响几乎为零，只是说明这一因子的影响已经包含在大气层外水平面逐时太阳总辐射量的变动中了；而空气绝对含湿量的影响几乎为零，可能有两个原因，一是在上海地区，空气中水蒸气对太阳辐射的吸收和散射并不是很严重，二是空气绝对含湿量与云量之间多少有些关系，这个因子的部分影响已经包含在云量这个因子中了。

这样，在忽略大气污染对太阳辐射影响的前提下，求取总辐射/天文辐射之间的关系，就简化为求取在各个云量水平下，与不同云量相对应的总辐射/天文辐射比例系数。

由于2004年上海地区太阳位于地平线以上的时间为4385小时，对应与每个云量的总辐射/天文辐射数据基本上都有上百个之多，个别的甚至超过了一千个，数据分布范围也很广（见图1，其中红色部分为50%置信区间）。

这些数据的分布范围比较广的原因，笔者认为，在气象学中，云量是指云遮蔽天空视野的成数(0~10)，它并不反映太阳与云的相对位置。因此，由于太阳既可能被云遮挡，也可能不被云遮挡，所以同一云量所对应的水平面太阳辐射总量会有很大的差异，在云量较少的情况下尤为明显。

同时，如果笔者这个想法是正确的，那么，由于太阳与云的相对位置的随机性，在各个云量水平下，总辐射/天文辐射数据的分布应当服从正态分布。因此，在求取比例系数前，必须首先检查在各个云量水平下，总辐射/天文辐射的比例系数是否符合正态分布。

图1不同云量下总辐射/天文辐射数据的分布

同样采用SPSS程序，笔者对每个云量水平所对应的总辐射/天文辐射数据进行了正态分布检验，结果发现，所有的总辐射/天文辐射数据分布均很好地满足正态分布，这为下一步求取比例系数提供了基础。图2为检验结果之一。

图2当云量为6时总辐射/天文辐射的正态分布检验结果

上述方法也可应用于分析法线方向太阳直射辐射量与水平面太阳总辐射量（以下简称直接辐射/总辐射）之间的关系。同样，笔者发现直接辐射/总辐射之间的关系也只有云量这一个影响因子，所以问题就同样简化为求取在各个云量水平下，若干个与不同云量对应的直接辐射/总辐射比例系数。尽管2004年上海有太阳直接照射的时间仅3845小时，但是，各云量水平所对应的直接辐射/总辐射数据基本上也都有成百上千个，根据与前述相同的原因，同样需要进行正态分布检验。检验结果表明，在各个云量水平下，直接辐射/总辐射数据也都很好地服从正态分布。比例系数的具体分布情况见图3，正态分布检验结果之一见图4。

尽管在各个云量水平下，总辐射/天文辐射和直接辐射/总辐射的比例系数分布都满足正态分布，但是由于数据分布范围较广，其中还存在一些极端值，因此笔者认为，如果直接采用它们的算术平均值或中位值可能会带来较大的误差。因此，笔者采用了Hampel''''sredescendingM-estimator最大似然均值估计算法，这种算法在数据分布符合正态分布规律，但是分布范围较广，以及有少数极端值存在的情况下，可以得到比算术平均更加接近真值的平均值。表1中列出了根据典型气象年逐时数据，在各个云量水平下，采用Hampel''''sredescendingM-estimator最大似然均值估计算法得到的总辐射/天文辐射比例系数和直接辐射/总辐射比例系数。

表1不同云量下总辐射/天文辐射及直接辐射/总辐射比例系数的最大似然均值云量总辐射/天文辐射直接辐射/总辐射

0.201996.629582

1.225952.707603

2.279112.794809

3.286788.821102

4.273717.821468

5.276085.796764

6.238903.723629

7.199643.612589

8.146616.399326

9.089103.134332

10.028377.006261

从表中数据可以看出，(1)最多只有不到30%的太阳天文辐射能量到达地面；(2)当云量为2、3和4时，到达地面的太阳辐射能量最多；(3)当云量为3和4时，在到达地面的太阳辐射能量中，直接辐射所占的比例最大，超过了80%。

根据表1中的数据，可以得到两个拟合公式：

(1)

(2)

式中：k1---总辐射/天文辐射

k2---直接辐射/总辐射

cc---云量

公式(1)的R2值为0.9899，公式(2)的R2值为0.9873，拟合曲线见图5。

图5总辐射/天文辐射和直接辐射/总辐射拟合曲线

在得到上述拟合公式以后，就可以计算实际气象年的逐时太阳辐射数据了。具体步骤如下：

1)利用天文学公式计算出当地全年逐时太阳天文辐射值，并剔除那些辐射值为0（太阳位于地平线以下）的时段。

2)根据实际气象年的逐时天气状况，对云量值进行量化，并对变化剧烈的时段进行人工平滑处理，得到逐时云量值。

3)由1)和2)的结果，应用公式(1)或直接采用表1中的数据，计算得到当地实际气象年逐时水平面太阳总辐射量。

4)由3)的结果，应用公式(2)或直接采用表1中的数据，计算得到当地实际气象年逐时法线方向太阳直射辐射量。

由于计算全年数据时的数据量很大，因此在计算2004年上海逐时太阳辐射数据时，所有的计算均由一笔者自编的计算机程序完成。由此得到的太阳辐射数据已经作为2004年上海逐时气象参数的一部分，应用于上海某高层建筑计算机能耗模拟与分析项目。

3结论

1.根据影响因子分析的结果，在忽略大气污染影响的前提下，水平面太阳辐射总量与大气层外水平面太阳辐射总量之间的关系只与云量相关。同样，法线方向太阳直射辐射量与水平面太阳辐射总量的关系也只与云量相关。

2.尽管在各个不同的云量水平下，水平面太阳辐射总量与大气层外水平面太阳辐射总量的比例系数，以及法线方向太阳直射辐射量与水平面太阳辐射总量的比例系数，都分布在一个相当宽的范围内，但是这些数据都很好地服从正态分布。

3.上述两个与不同云量水平相对应的比例系数，可以采用Hampel''''sredescendingM-estimator最大似然均值估计算法计算得到，这种算法能得到比算术平均更加接近真值的平均值。这两个比例系数的最大似然均值与云量的对应关系，可以很好地分别用一个二次三项式来拟合。

4.结合采用天文学公式计算得到的当地大气层外水平面逐时太阳辐射总量数据，以及从当地实际气象年的逐时天气状况中得到的云量数据，应用上述两个比例系数，就可以得到实际气象年的逐时太阳辐射数据。

5.由于本计算方法的基础是当地的典型气象年逐时太阳辐射数据和当地实际气象年的逐时云量数据，因此本方法可以适用于任何地点和任何年份的逐时太阳辐射数据计算。

参考文献

1.郎四维.建筑能耗分析逐时气象资料的开发研究.暖通空调.2002年第4期.

2.张素宁田胜元.太阳辐射逐时模型的建立.太阳能学报.1997年第3期.

3.王炳忠.太阳辐射计算讲座第一讲太阳能中天文参数的计算.太阳能.1999年第2期.

太阳辐射范文篇3

关键词：辐射数据；质量控制方法；索伦

索伦国家基准气候站太阳辐射观测业务积累了27年观测数据，为了保证历史资料数据的准确性，便于开展应用服务，有必要对索伦太阳辐射数据进行分析及质量控制方法研究。为农业生产、太阳能开发利用和决策服务提供及时、准确的服务。

1研究资料和方法

本文利用索伦国家基准气候站1993年~2017年逐月辐照度资料，使用统计学分析方法对索伦太阳辐照度数据变化规律进行分析，并研究了辐照度质量控制方法。季节划分采用常规的划分标准：春季3~5月，夏季6~8月，秋季9~11月，冬季12月到次年2月。

2索伦太阳辐射数据分析

2.1索伦太阳辐照度年变化。2.1.1平均辐照度。近25年索伦平均太阳辐照度为1467W•m-2，结合1993年~2017年逐年平均太阳辐照度变化趋势图，把近25年索伦太阳平均辐照度数据划分为三个阶段：1993年~2004年太阳辐射度变化呈现缓慢减少的趋势；2004年~2011年则呈现出逐年增加的趋势；从2011年往后太阳辐射度逐年增加。2.1.2最大平均辐照度。结合1993年~2017年索伦平均太阳最大辐射度数据逐年变化趋势图，可以将最大平均辐照度划分为两个阶段：1993年~1999年索伦最大平均辐照度呈现出逐年增加的趋势；2000年~2011年呈现出快速下降的趋势；从2011年往后最大平均辐照度呈现出直线上升趋势。索伦最大平均辐照度的减少幅度要低于增加幅度，也就是说索伦最大平均辐照度总体呈现出逐年增加的趋势。2.2太阳辐照度季节变化。近25年索伦春、夏、秋、冬四季的太阳辐射度的平均值分别为1862.9W•m-2、2011.4W•m-2、1188.4W•m-2、805.4W•m-2，索伦春季和冬季太阳平均辐照度呈现出逐年增加的趋势，而夏季和秋季则呈现出逐年减少的趋势，四季太阳平均最大辐照度有一定的差异。近25年索伦春、夏、秋、冬四季的太阳最大辐射度的平均值分别为1141W•m-2、1289.2W•m-2、879.1W•m-2、586.6W•m-2，索伦春季和冬季太阳平均最大辐照度呈现出逐年增加的趋势，而夏季和秋季则呈现出逐年减少的趋势，四季太阳平均最大辐照度不尽相同。

3索伦太阳辐射数据质量控制方法

3.1缺测检查。在实际的观测工作中，若辐射传感器出现故障、防雷板和采集器连接线出现虚接等，会导致辐射观测输出值不是数值的情况，而是字符串“NAN”或“INF”或“INF”。为了对缺测情况进行检查，首先应判断在观测过程中是否有类似的上述字符串出现，若出现，则可以认为该时次的数据为缺测，无需进行其他检查。3.2太阳短波辐射观测资料订正。通过分析索伦国家基准气候站2010年的短波辐射观测数据发现，太阳总辐射和短波反射观测值在夜间均不为0，平均值分别为-1.169W•m-2和2.006W•m-2。其中太阳总辐射数据低于0的观测数据是夜间数据的88.4%；短波反射辐射大于0的数据则是夜间数据的98.9%，短波辐射传感器的“零点漂移”是产生测量误差的主要原因，应做好太阳总辐射和短波反射辐射观测数据的订正。3.3“物理上可能值”范围检查“物理上可能值”范围检查主要是查看观测中的最大误差和数据过程中的随机误差。一旦辐射观测值超过规定的合理范围，可以将其作为错误数据进行处理。3.4“极端观测值”范围检查。主要是检查观测数据是否在以前同期观测值的范围内，若辐射观测数据超过规定的界限范围，则可以认为是可疑数据，需要进一步检查，判断数据是否正确。3.5“与经验公式估算值比较”检查此项的检查较为严格，主要是检查测量误差较小的错误数据或可疑数据，该过程主要是基于常规气象参数观测值建立的经验公式预算方案。3.5.1地面太阳总辐射的估算方案。太阳直接辐射和天空散射辐射到达地面水平面上的总量称之为地面太阳总辐射，可以通过降水量、气温、日照时数等常规气象参数的观测值进行估算。3.5.2大气长波辐射和地面长波辐射的估算方案。黄妙芬等认为，Izomonetal模型中大气比辐射率表达式能反映大气真实情况，作为半湿润季风气候类型夏季大气发射率的计算公式是合理的，并对有云情况下的估算模型进行修正，得到各种天空状况下的参数化模型：（1）地面向上长波辐射包括地表发射的长波辐射和地表反射的部分环境辐射，即：（2）3.5.3估算方案的可行性论证。为了对错误或者可疑的太阳总辐射数据进行检查，可以发现3.5.1节中的计算方案是可行的。观测值与估算值之间的吻合程度相对较高，说明3.5.2节中的计算方案有较高的合理性水平。

4结语

总体来说，通过上述估算方法可以很好的判断原始观测资料中是否存在错误或可疑数据。

参考文献

[1]宋建洋,郑向东,程兴宏,等.临安与龙凤山辐射数据质量及初步结果比较[J].应用气象学报,2013,24(01):65-74.

太阳辐射范文篇4

通过一段时间内对某栋典型多层板楼建筑外微气候相关参数的监测，总结其规律如下：1）在太阳强辐射时间内，不同朝向的外墙外表面温度随高度分布的情况不同，西向外墙表面温度随高度变化幅度最大，其外表面垂直温度的最大温差一般可在2℃以上，标准偏差约在0.6℃以上；2）多数时间内（主要为下午2点左右至次日凌晨），西墙外表面温度以1层最高；3）建筑热外表面可产生诱导上升热气流。并在综合分析了了如太阳辐射、对流换热等影响因素不同作用效果的基础上给出了合理的解释。

关键词：微气候；建筑；太阳辐射；长波辐射；温度分布；辐照度

Abstract:

Inthisstudy,theexternalmicroclimateparametersofatypicalmultistoriedbuildingweremeasuredduringaperiodoftime.Timeresultscouldbeconcludedasfollows:1)Duringthesunshineperiod,theverticaldistributionofexternalsurfacetemperatureondifferentorientationsofbuildingsdiffersfromoneanother,andthemaxdiscrepancyofverticaltemperatureappearsontheexternalsurfaceofwestorientedwall,whosemaxdifferencesoftheverticaltemperatureareabove2℃andthestandarddeviationofthetemperatureisabove0.6℃;2)Mostofthetime(from2p.m.tothenextdawn),theexternalsurfacetemperatureofthelowestfloorwallfacedwestishigherthanothers;3)Therisingofinducedairflowonthebuilding''''sheatedexternalsurfacehasbeenexamined.Basedonthecombinedanalysisofdifferentaffectingfactorssuchassolarradiation,longwaveradiationandconvection,areasonableexplanationispresented.

Keywords:microclimate;buildings;solarradiation;long-waveradiation;temperaturedistribution;irradiance

0引言

伴随着空调的迅猛发展而引发的能源短缺、环境污染，以及病态建筑综合症等问题，使得在当今社会可持续发展和舒适健康日益成为建筑和空调系统设计的热点。基于解决上述问题，建立"绿色居住建筑体系"已经达成共识。目前各方面的学者都在积极探讨建筑的可持续发展之路。有学者提出"低能耗健康建筑"的概念[1]，意为充分利用自然能源的被动式供热空调建筑，它能提供人们生活和生产需要的建筑环境，保证人体的卫生和健康，同时具有节能建筑的特点。自然通风和小区绿化等就体现了这种思想。

在夏季炎热地区，自然通风是人们主要采用的住宅降温手段。建筑设计怎样来促进建筑物的自然通风和降低室温长期以来一直是研究讨论的话题，然而从目前的研究来看，多数考虑的是通风进入室内后的流动，而建筑外气流的形成、形式及对室内热环境的影响却很少涉及；尽管有学者在20世纪50年代就发现了太阳辐射下建筑热外表面的上升热气流对自然通风的诱导作用以当阳面与背阴面空气温差的可利用性，指出了在炎热干燥地区对无风燥热天气下通风的意义[2]，但却很少有人能从建筑热环境的角度出发，研究建筑外微气候如建筑外不同位置不同表面的温度分布，夜间长波辐射以及空气的气流形式等建筑周围热环境的特性，考虑其对小区热环境及室内热环境的影响并引入到实际的建筑设计中。

实际上，正是由于目前人们对人居热环境的动态特征的研究方兴未艾，许多研究分析结果尚处于试探性阶段，才使得人们尽管在不断深刻意识到人居热环境重要性的同时，却不知从何入手、真正与建筑设计相结合并付诸工程实践中。从这一点上讲，对建筑外各表面微气候的相关动态参数进行现场观测及基础理论分析，研究其规律并在此基础上探讨如何结合小区布局和建筑设计以改善人居环境，不失为一项有意义的工作。

1建筑外微气候的实验研究

微气候指的是在建筑物周围地面及屋面、墙面、窗台等特定地点的风、阳光、辐射、气温与湿度条件[3]。由于微气候形成因素复杂难以给出简单的数学描述，因而以实验研究作为工作的入手。为了解太阳辐射下建筑外热环境的规律，特选择了一座典型多层板楼进行现场测试。

1.1建筑描述

实验建筑（24#）为北京地区一南北朝向的5层宿舍楼，整体结构为长方体。建筑周围布局如图1所示。各层的层高约3m，东西外墙尺寸为12.6m×15.4m；每层楼层的东西朝向都分别有一阳台，无外窗；测点所对应的房间为4人一间的宿舍，宿舍内分别有一台电视和计算机，此外并无其它较大热源，室内负荷相对比较稳定。外墙材料为370mm厚的加气混凝土砌块，两面抹有厚度为20mm的浅灰色石灰砂浆，外墙表面粘有碎石。如图2所示。

图1建筑布局图2测点布置

Fig.1BuildingcomplexFig.2Measuringpointarrangement

1.2实验测量参数及仪表

1)温度

西墙各层表面上各布置了一个测点，共5个测点（第一周在东墙外表面同样地布置了测点并监测其温度随高度的变化）；室内相应布置了监测外墙内表面温度及空气温度的测点；此外还监测了室外的空气温度、路面及草坪温度等相关参数。室外温度的测量根据文献中的建议考虑了防止太阳辐射[4]。温度的测量采用RHLOG温度自记仪，每20min记录一次，共记录约20d。RHLOG温度自记仪由清华同方设计生产，仪器精度为±0.2℃，具体布置如图2所示。

2)辐照度

测量西向垂直面上的辐照度，以分析太阳辐射对建筑外墙外表面温度沿垂直方向上的分布的影响，采用DFY-2型天空辐射表进行测量，每20min记录一次。该天空辐射表经中国国家气象局标定，仪器的灵敏度为8.86μv/W·m2)，年稳定性为±2%。

3)环境风速及上升气流速度

采用热线风速仪测量外墙表面的贴附上升气流风速并与环境风速进行比较。上升气流的测点为五层离外墙约5cm处；环境风速测点离建筑外墙表面约1.5m。每隔20min人工读一次数。热线风速仪的测量范围为0.05～30m/s，误差为测量值的±5%。

2.测试结果综述

2.1外墙表面温度规律

温度记录结果表明，一段时间内建筑外墙外表面温度沿垂直方向存在变化，并且由于朝向的不同其温差的大小及波动幅度也不同。如图3所示（如无特别的说明，文中所提到的温差均指外墙表面垂直方向的最大温差，即以表面温度的最大值减去最小值而得）。

图3不同朝向外墙表面垂直方向温差的变化

Fig.3Comparisonbetweentemperaturedifferencesof

theverticalsurfaceatdifferentorientation

如图3所示，东墙外表面垂直方向的温差一般都比较小，除了在早上由于阳光照射到东外墙各层的时间不同而导致温差较大（约在2℃以上）外，此后其温差则基本保持在1℃以下；而西墙外表面垂直方向的温差在很长时间内都在1.5～2℃以上，只在夜间才可能低于1℃。

一段时间内西墙外表面垂直温度变化的标准偏差值如图4所示。从图中可看出，在中午至傍晚一段时间内，西墙外表面温度的稳定波动较大，约在0.6℃以上，有时则在1℃以上，而在其余时段内侧较小。太阳辐射的影响可见一端。

图4西墙外表面垂直温度变化的标准偏差

Fig.4Standarddeviationoftheverticaltemperature

variationsalongtheexternalsurfaceofawestorientedwall

如图5所示，在太阳辐射下西墙的外表面温度沿垂直方向呈现出一定规律：即约从下午14：00开始，1层外表面温度均普遍高于其它各层。这种情况一般可延迟到第二天凌晨5：00左右；而在其余时间内，多数情况下3、4层温度略高，而2层温度略低。另外，在不同时段内西墙外表面随高度变化的趋势不同：在中午到晚上20：00-21：00之间，尽管依然是1层表面温度最高，但受无规律外扰的影响，外表面温度随高度的分布曲线还是扭曲变化得很厉害。

图5西墙外表面温度沿垂直方向的分布

Fig.5Verticaltemperaturedistributionof

theexternalsurfaceofawestorientedwall

图6所示为一段时间内西外墙各层外表面温度之间的温差变化情况，分别以各层的温度减去1层温度而得。由图可知，一天绝大多数时间内各层之间的温差都在1.7℃以上；在下午16：00-17：00后，各层的温降趋势则明显不同；图中数据也表明多数时间内西墙1层外表面的温度最高。另外，在不同天气状况下外墙表面温度的平均温差在不同时段也不相同（以西墙为例说明），如表1所示。从表中可以看到，只要不是阴雨天气，12：00-20：00之间的外墙平均温差总是较大，在1.6℃以上；而凌晨以后的温差较小，一般在1℃以下；在太阳辐射较强时外墙表面各层之间的平均温差可保持在3℃以上。

图6西墙各层与1层外表面温度的比较

Fig.6Temperaturedifferencesofexternalsurface

between1stfloorandothersofawestorientedwall

表1不同气候情况下西墙外表面温度的平均温差

Table1Meansurfacetemperaturedifferencesofwestwallatdifferentclimateconditions

0:00～12:00

dT/℃12:00～20:00

dT/℃20:00～24:00

dT/℃最高墙温

/℃环境风速

/m·s-1日最大辐照度

/S·m-2气候情况

0.66

0.91

0.84

2.05

1.07

0.91

0.63

0.61

0.52

2.11

1.64

3.20

1.55

1.71

1.58

2.24

0.63

1.32

1.16

1.95

0.72

1.20

0.98

1.51

30.13

38.76

38.54

50.85

38.90

0.85

41.05

46.06

＜1

＜1

1

＞2

＞2

426.4

546.8

652.4

374.6

514.6

阴有阵雨

晴转阴

多云间阴

晴

阴雨

晴

多云

晴

2.2建筑周围各表面温度比较

图7比较了草坪、路面、外墙内外表面的平均温度以及室外空气平均温度随时间变化的情况。图中表明在下午太阳辐射较强时，外墙外表面和周围空气的温差较大，一般在8℃左右，最大可达到13℃以上。在8:00～14:00之间，路面温度一直高于外墙外表面温度在下午14：00～15：00以后，外墙外表面温度开始高于地面温度；绝大多数时间内草坪温度始终最低；室内气温和外墙内表面温度都相对比较平稳（波动幅度均在2℃左右）。

图7建筑周围各种温度比较

Fig.7Thetemperaturesonthesurfacesofbuildingenvelope

图8所示为不同楼层的室内空气温度、西墙内表面温度以及外表面温度的标准偏差的比较。如图可知，从下午至夜间凌晨以前，由于室内自然通持续进行，并受室内不确定热扰的影响，西墙各层的室内空气温度的波动相对内表面温度要明显，但总的不如外表面温度波动大。而在凌晨以后，则有可能出现室内空气温度的波动幅度大于围护结构外表面温度变化的情况。西外墙内表面温度的标准偏差在0.3℃左右，室内空气温度的标准偏差在0.6℃以下（图中dTin-air，dTin-w，dTout-w分别指室内空气温度、西墙内表面及外表面温度的标准偏差值）。

图8室内空气温度、西墙内表面温度及外表面温度的标准偏差的比较

Fig.8Thestandarddeviationoftheindoorair,theinternal

surfaceandexternalsurfacetemperatureofwestorientedwall

2.3对建筑热外表面贴附上升气流的观测

在太阳辐射下，由于自然对流的作用建筑热外表面会诱导产生贴附上升气流，在环境风速较小时可能对室内通风及热环境产生重要影响。本次实地监测过程中，选择环境风速较小（基本都在1m/s以下）的情况下，测量了靠近外墙的贴附气流的速度并与环境风速进行了比较，如表2所示。其中环境的主导风向为南北向，离建筑外墙外表面约1.5m；贴附气流方向为从下至上，测点离外墙约5cm。从表2中可以看到，贴附气流的速度略大于室外风速，这可能是因为实测风速为贴附气流风速和环境风速叠加以后的值。另外，环境风速紊动变化较大，其离散度（以标准偏差除以平均值）为45%左右，而贴附气流风速则相对稳定得多（离散度为25%）。

表2贴附气流速度的测量结果

Table2Measuredresultsoftheinducedairflowontheexternalsurfaceofbuildings

时间13:0013:2013:4014:0014:2014:4015:40

室外环境风速／m.s-1

贴附气流速度／m.s-1

0.80

0.90

0.30

0.70

0.40

0.60

0.20

0.50

0.50

0.90

0.60

1.90

0.70

0.90

时间

16:0016:2016:4017:0017:20平均值标准偏差

室外环境风速／m.s-1

贴附气流速度／m.s-1

0.50

0.60

0.40

0.50

0.80

0.90

1.00

1.10

0.60

0.60

0.50

0.80

0.23

0.22

3结果分析

根据建筑外墙表面的热平衡方程[5]：qs+qR+qB+qg=q0+qca+qra(其中qs--围护结构外表面所吸收的太阳辐射热量：qR--围护结构外表面所吸收的地面反射辐射热量；qB--围护结构所吸收的地面总辐射；q0--围护结构外表面向壁体内侧传热量；qca--围护结构外表面向周围空气进行的对流换热量；qra--围护结构外表面向周围环境进行的热辐射量)。考虑不同热交换量（太阳辐射得热，对流换热，长波辐射和热传导等）的大小，对于在不同时间及气候条件下建筑西墙外表面温度分布所体现出来的规律可从以下几个主要影响因素分析。

3.1太阳辐射不同的影响

外墙各层接受到的太阳总辐射强度不同将直接导致外墙各层温度不同，东墙外表面温度在早上温差较大就主要是这一原因所至。

但对西墙而言，除了傍晚太阳西落之时，多数时间下各层所获得的太阳总辐射强度差别不大（从图5中可知，由于17：00～19：00之间太阳仅直射到第5层外墙，因此其温降明显慢于其余各层。比较不同太阳辐射强度下西外墙的最大温差，如图9所示，很难说明最大温差与辐照度之间有特别直接的关系。其中主要原因还是在于环境空气和外墙的换热不仅仅由外墙所接收的太阳总辐射强度决定。

图9西墙辐照度和外表面最大温差的比较

Fig.9Thetimevariationofsolarradiationandthe

correspondingsurfacetemperatureonwastorientedwall

3.2长波辐射不同的影响

西墙各层与建筑前混凝土路面的辐射角系数相差较大，而尤以1层和混凝土路面的角系数最大。这样当路面温度高于外墙温度时，各层外墙所吸收的路面热辐射热量也就不同，1层吸收热量较多因而使得1层温度略高；结果导致在9：00～14：00，尽管高层的温度相对较高，却是2层的温度最低，因为1层从路面获得了额外的长波辐射热量。而当路面温度低于西墙温度时，如果没有太阳辐射的作用，则是1层外墙辐射冷却较快，这就是为什么1层的天空可见度较2、3各层低，其温度下降幅度却大于2、3层的原因。但是1层外墙外表面温度在如此长的时间内始终高于其它各层，原因并非仅受路面长波辐射影响。从图7中可知，路面温度在下午14：00（最迟可延迟到下午16：00左右）就和外墙平均温度相差不多，此后则一致低于外墙平均温度；因此如果考虑路面与外墙之间的长波辐射，不可能导致1层外表面温度在此后的时间内始终高于其它各层。分析可知，在这一时段内主要是对流换热及其它因素起作用。

外墙外表面温度在凌晨以后所体现出来的底层温度略高，而高层温度略低的原因则是各层的天空可见度不同的结果。高层的天空可见度好，与天空之间的长波辐射作用大于低层，因此降温较快。结合天空长波辐射和地面长波辐射在不同时间内的作用效果，可解释为何凌晨以后是中间层外表面的温度相对较高。

3.3对流换热效果不同的效果

在街道楼群附近，由于受到太阳直接照射的时间和部位不同，局地气温亦有明显。这种差异以在近地面1～2m的高度内尤为突出[6]。原因在于西墙前的混凝土路面长期受太阳直接照射，并且没有耗于蒸发的热量，而混凝土材料又特别地善于吸收贮存日射热量，因此在太阳照射的时间内，贴近地面的空气温度往往比高层空气温度增长更快，结果可使上下层空气温差达1℃以上。这样由于底层外墙周围空气温度相对较高，外墙散热不如上层有利，结果会使下层外墙外表面的温度相对略高。

另外，当环境风速较大时，即为混合对流时，由于建筑上下层风速不同，在外墙与空气温差较大（即西墙各层太阳辐射较强的时段内，二者温差在10℃以上）时，将直接导致外墙和周围大气的对流换热效果不同，结果底层温度高于高层；环境风速越大，高层与低层（1、2层）之间的温差则越大。若是无风自然对流时，1层处于层流区，其对流换热也弱于上层。结果也可导致1层温度在较长的一段时间（这段时间同样也是外墙和空气之间温差较大，对流换热较强的时间）内高于其它各层。晚上由于外墙和室外大气的温差较小，对流换热的效果已经变弱，这时起主导作用的是长波辐射。值得指出的是，在第二、三点上东墙情况与西墙不同。由于周围建筑和树木的遮蔽作用（参见图1），东墙前的地面长期处于背阴地区，地表与各楼层温度相当，两者之间的长波辐射较小；同时背阴处的空气温度较低，对流换热效果不明显，因此各楼层外壁面之间的温差较小。

由于围护结构内表面温差的变化幅度在0.5℃以下，因此可不考虑内外表面热传导的影响。结合以上分析可知，尽管太阳辐射和宏观气候是影响建筑外微气候的重要因素，但由于建筑结构、尺寸及布局之屏蔽作用等因素的影响，使得建筑外不同表面附近的气候情况趋于复杂（如西墙外表面温度分布曲线并非单调增减）。简言之，辐射和对流是影响外墙表面温度分布的直接原因：即在白天外墙外表面温度和空气温度相差较大时对流换热起主要作用；晚上则是长波辐射起主要作用。因此，建筑周围各表面（包括外墙、屋顶及地面等）的材料对太阳辐射和长波辐射的吸收率对局地微气候的影响也就相对重要。另外，影响外墙表面的温度分布的这些因素并非独立作用的，它们之间也相互耦合影响，使得在不同时段内外墙表面的温度分布更趋于复杂。

尽管上述分析针对一栋具体的低层的建筑而进行，但是以下两点结论可推广到一般的中低层板楼建筑中：

1)在夏季太阳辐射下，建筑不同朝向的外墙表面温度随高度变化有所差别，而尤其以西朝向外墙的表面温度差别较大。

2)多数时间内（主要为下午14：00左右到次日凌晨），西朝向底层楼层的外表面温度将持续地高于其它楼层温度。

3)对于其它朝向外墙，如果其周围建筑布局情况以及接受太阳辐射的情况和西墙相似，可得到类似结果。

4结论

影响建筑外微气候的因素众多，除了宏观的气象条件如太阳辐射、气温、风速外，还有建筑结构形式、尺寸，小区布局、绿化以及各表面材料性能等。本文只是初步探讨了在夏季太阳辐射较强及环境风速相对较小的情况下建筑外微气候的变化，并总结出规律如下。

不同朝向的外墙表面温度随高度分布的情况不同，西向外墙表面温度随高度变化幅度最大，其平均温差可高于2℃，标准偏差约在0.6℃以上；在12：00～24：00内西外墙各层表面温度之间的差别一般在1.5℃以上，最大时可达3℃；而其余时段内各层之间的温差较小，基本在1℃以下。

在阳光直射到西墙以后的大多数时间内（主要为下午14：00左右到次日凌晨），1层外表面温度高于其它各层，这种情况一般可延迟到第二天凌晨4：00～5：00左右；而在其余时间内，多数情况中间楼层（3、4层）温度略高。

太阳辐射下建筑热外表面会产生诱导贴附上升气流，其风速变化较环境风速相对稳定。

在测试的基础上讨论了太阳辐射、长波辐射及对流换热对形成外墙表面温度分布的影响，指出导致外墙表面温度存在差异的主要原因是长波辐射和对流换热，并且由于不同时段内这几个影响因素的作用效果不同，使得外墙表面的温度分布趋于复杂。

后续工作将接着对建筑小区内不同位置的表面温度、空气温度湿度、辐射以及风速等参数继续进行系统的长期监测，在此基础上建立数学物理模型并结合CFD模拟结果进行分析比较，以便更深入地了解建筑环境参数和小区热环境之间的相互关系。

[参考文献]

[1]洪天真.江亿.低能耗健康建筑与可持续发展[J].暖通空调，1996，（3）：30.

[2]赵荣义.太阳辐射对建筑物自然通风的影响[A].南方建筑降温论文集[C].北京：中国建筑工业出版社，1959.23-25.

[3]马克斯·莫里斯.建筑物·气候·能量[M].北京：中国建筑工业出版社，1990.158.

[4]SonneJK,VieireRK,RuddAF.Limitingsolarradiationeffectsonoutdoorairtemperaturemeasurement[J].ASHRAETransactions,1993,99:23-27.

太阳辐射范文篇5

1.1屋顶的自然采光

太阳光是安全的、洁净的可再生能源，建筑若充分利用白天的自然光进行采光可以非常有效的达到建筑节能的目的。建筑充足良好的采光不仅可以给人们的生活提供舒适的环境，而且对的人心理积极向上的发展也起到很大的作用。屋顶，作为建筑五大立面之一，在采光方面有以下优点：一是因立面门窗的采光高度较低容易造成眩光，而从屋顶漫射进来的自然光就不会发生这种现象；二是当建筑屋顶的采光面积与立面门、窗的采光面积相同时，屋顶提供的照度是立面所提供的5-10倍；三是对于大进深建筑的中心功能区域或四周围合的中庭，当立面采光无法满足要求时，可以利用屋顶采光来弥补其不足。屋顶采光的方式有：矩形天窗、锯齿形天窗、平天窗。现代的新技术还有采光顶。

1.2屋顶的自然通风

建筑通风是指将新鲜的空气导入人们活动的空间，以提供呼吸的新鲜空气，调节室内的湿度，减少室内的污染物等。通风屋顶还可以阻隔热量进入室内，利用屋顶设置的空气夹层的外层抵挡太阳辐射，热量经过两次传递到达内表面，减少传入室内的热量，同时利用风压与热压形成的自然通风带走夹层中的热量，降低室外热环境对建筑室内热环境的影响。

2屋顶隔热与冷却

在夏季，屋顶的太阳辐射很强烈。热通过辐射、对流和传导的形式进行传导，所谓隔热就是阻止由辐射对流和传导产生的传递。从这个意义上讲，降低屋顶外表面的太阳辐射吸收率和减少辐射率，也属于隔热。空气对流：屋面散热量的大小与其表面对流强度有直接的关系，材料的光滑和凸凹程度的大小也会影响屋面的冷却效果。太阳能辐射：物体表面散热量的大小与其表面温度的4次方成正比，与物体表面的辐射率也有较大的关系。对于长波长来说，与表面颜色无关，粗糙面的辐射率大，接近于1，二铝箔那样的光滑面则很小。对于太阳辐射（短波长）来说，白色的无光泽涂料容易反射太阳辐射，但是长波长则完全吸收。所以如何增加对太阳辐射的反射、减少对太阳辐射的吸收，对建筑节能也有影响。蒸发潜热：水从液态变成气态的水蒸气时，吸收四周的热量达到散热的目的。在不改变屋顶结构的前提下，可以利用屋顶洒水、屋顶蓄水以及在屋顶种植绿色植被来降低屋顶表面的温度，进而改善室内环境温度。屋顶洒水是在太阳光照射最为强烈的时候对屋顶进行洒水可以达到降低温度的效果，而且这种间歇式的降温方式是比较快速、有效的。流水的屋面颜色宜为白色，既能反射阳光，又不妨碍辐射冷却。屋顶蓄水是指在建筑屋顶设置水箱或水池。这样的设施可以收集雨水也可以人工蓄水，利用水（水的比热容比较大）蒸发吸收热量可以降低环境的温度，达到降温的效果。水在白天吸收太阳辐射热，夜晚是放出白天吸收的热量，调节周围热环境，提供舒适的生活温度和湿度。屋顶绿化是在建筑物顶部及其他一些特殊空间，设置具有观赏性的绿色景观节点。利用植物本身的蒸腾作用和土壤中水分蒸发带走热量，降低环境温度，使室内变得凉爽。在屋顶上种植绿色植被不仅可以增加建筑本身的美观性，而且树叶也可以遮挡太阳辐射。屋顶的材料采用保水性高的材料也可以达到调节环境温度的目的。

3屋顶建筑节能的集热与保温

3.1屋顶的坡度与集热

到达屋顶的太阳辐射量与太阳入射角、屋顶坡度都有极大的关系。所以，屋面在采用集热管集热时，必须注意集热管的安装角度。朝南时受热量会很大，然而在东西两面也能够有相当量的受热，所以东西两面也有利用的价值。当受热面朝东或朝西是需要调整其角度。最简单的集热的方法就是将屋顶朝南面的表面用深色的材料，由此来吸收部分热量。还可在屋顶安装太阳能集热管、太阳能集热板等。用朝南的大开口部位的直接获热得到的热，得到了有效的利用，而且通过设置附属温室还可以减少开口部位的热损失，通过直接获得热的方式进行蓄热。

3.2屋顶的保温

保温有两种方式：一是在提供集中供暖的前提下，改善屋顶结构形式，减少屋顶、墙体等热量的损失来达到保温要求；二是通过在建筑空间中添加供热设备使室内温度达到舒适的要求。保温不只是通过隔热来实现，也不是只依靠供热来保持温度，而要这两种方式相互结合、补充才能保持舒适的热环境。减少建筑屋顶热量损失最主要的方法是增加屋顶的总传热系数。

4太阳能的收集利用

太阳辐射范文篇6

根据北京地区实际的住宅建筑方案，针对当地冬、夏季不同的室外气象条件，采用建筑热环境模拟软件DeST，计算分析了房间耗热量和耗热量指标随住宅护结构保温状况的变化。通过分析比较，初步确定满足冬、夏季住宅节能要求的护结构保温性能。

关键词：住宅建筑护结构耗热量指标耗冷量指标

1前言

在节能住宅的设计中，围护结构的保温状况是影响住宅冬、夏季能耗指标的重要因素。我国现行的《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》从降低冬季采暖能耗的角度，详细规定了北方各采暖地区住宅围护结构构件传热系数的上限值[1]，但这些限值主要是根据冬季的室外气象参数确定的，并没有考虑当地夏季室外气象条件的变化特点。而对于某些采暖地区（如北京），其室外气象条件的特点是冬季寒冷和夏季炎热。此外，作为影响住宅热状况的另一个重要外扰，太阳辐射对各个朝向的作用又是有所差别的。因此，为了以最少的投入获得最好的保温效果，应同时考虑室外气象条件变化的动态性和方向性对住宅围护结构保温性能的不同要求，合理地确定住宅外墙及屋面的保温性能。

住宅节能的主要目的是在满足人体热舒适的基础上，尽可能地降低机械系统的使用能耗。因此，本文以北京地区实际的住宅建筑作为研究对象，采用建筑热环境模拟分析软件DeST，分析住宅建筑外墙和屋面保温性能的变化对房间冬季耗热量指标和夏季（6、7、8月）耗冷量指标的影响，并初步确定同时满足冬、夏季住宅节能要求的护结构的保温性能。

2研究方法及工具

采用计算模拟分析的方法。相比于实验研究，这种方法可以方便有效地研究不同住宅建筑方案在各种内扰和外扰作用下的室内热状况特性（室温和负荷）。

模拟分析的工具是清华大学空调教研组经过20年时间研究开发的DeST软件。该软件对建筑热过程模拟的可靠性已通过傅里叶变换方法，在不同建筑物结构和不同室内外热扰状况下得到了验证。因此，在建筑描述、室外气象条件、室内热扰量及室温设定值定的情况下，可通过DeST模拟分析。住宅耗热量指标和耗冷量指标的全年逐时变化情况。

3研究对象

3.1建筑形式

研究对象为普通的5层居民住宅楼，其标准层的平面布局见图1所示。

为了简化问题，选取取底层、中间层（3层）和顶层的中间段及东、西端头的南、北向房间，分析它们的耗热量和耗冷量指标的变化。这些房间的功能均为卧室，房间的朝向分别为南向、北向、东南向、东北向、西南向和西北向。

图1研究对象的标准层平面

3.2围护结构

围护结构材料的选择应保证它们的传热系数不超过新节能标准中所规定的相应限值。各部分围护结构构件的具体构造及其传热系数见表1所列。

表1围护结构构件及其传热系数（W/(m2·K)）

构件具体构造传热系数

外墙

内墙

屋顶

楼板

楼地

外门

外窗

加气砼300mm。

砼隔墙140mm，内、外各抹20mm的石灰砂浆

加气砼保温屋面，防水珍珠岩保温100mm，钢肋砼150mm，内、外抹灰分别为15mm和20mm

钢肋砼150mm，上下抹灰均匀为20mm。

砼保温楼地，碎石40mm，聚苯保温150mm，内抹灰20mm。

单层阳台木制外门

单层塑钢外窗，尺寸120mm×1500mm，5mm平板玻璃。

0.96

1.14

0.54

0.70

0.29

6.31

4.70

3.3室内热扰量

住宅卧式内热源（照明灯具、家用电器及人体）的平均散热状况见表2所列。这是通过对100户住宅内热源散热状况的调查数据统计整理得出。

表2住宅卧室内热源的逐时散热状况

内热源人员总数或功率运行模式

人员2人0：00～8：00：100%，8：00～12：00及15：00～19：00：18%，13：00～14：00：60%，20：00：25%，21：00：40%，22：00：50%，23：00：60%。

照明灯具45W0：00：20%，1：00～18：00：3%，19：00：20%，20：00：30%，21：00：40%，22：00～23：00：50%。

家用电器110W0：00：20%，1：00～18：00：3%，19：00：55%，20：00～22：00：80%，23：00：40%。

3.4室外气象的条件

全年逐时的外温和太阳辐射值可通过气象数据随机生成软件Medpha得出，它们能够代表北京地区室外气象条件历年变化的平均状况。另一方面，为了更真实地反映住宅热过程的实际变化，在模拟计算中还考虑了南向阳台底板对太阳直射遮挡所导致的南外墙和南外窗所实际接受太阳辐射的变化，以及冬季由于门窗缝隙的渗透所导致室内外0.5次的通风换气和夏季的夜间通风。

3.5室温的设定值

冬季的室温设定值为16℃，夏季为28℃。

4冬季耗热量分析

冬季室外气象条件的特点是外温总是低于室温，从而使得室内热量向室外散失，而太阳辐射对降低房间冬季耗热量又总是有利的因素。因此，失热与得热这两者对住宅冬季能耗的影响是相反的。首先，图2表示出对于本文的研究对象，在不改变围护结构保温性能的基本状况下，不同楼层、不同朝向房间的耗热量指标。

图2基本状况下的房间耗热量指标

不同朝向房间的耗热量指标相差较大。其中南向房间的耗热量指标最低，并已达到节能标准所规定的要求，北向房间稍偏高，而东北、西北、东南及西南房间则明显增加。这是由于南向房间所接受的太阳辐射热较大而外墙面积又较小；而对于东北、西北、东南及西南向房间，外墙表面积的加大同时，导致了房间所接受太阳辐射热和室内向室外散热的增加，而太阳辐射热增加的幅度要小于室内室外散热的增加幅度，因此，房间的冬季耗热量指标增加。而不同楼层房间相比较，底层、中间层和顶层对应房间的耗热量指标则相差较小，这说明通过屋面向室外散失的热量与所接受的太阳辐射热基本相等。因此，住宅房间冬季耗热量指标的大小主要与房间护结构的朝向及其面积大小有关。

为了进一步分析住宅护士结构不同朝向及不同面积大小的保温效果，图3表示出各个朝向外墙及屋面单独保温（30mm厚的聚苯板）后，对应于各自的基本状况，顶层各房间耗热量指标的相对变化幅度。其中正号表示耗热量指标减少，负号表示耗热量指标增加。

图3不同朝向结构的保温效果比较

各个房间相比较，南向房间耗热量指标降低的幅度均比对应的北向房间低。因此，南向外墙单独保温的效果不如北外墙的好。而同一房间的不同外墙相比较，东、西向及北向外墙单独保温后房间耗热量指标降低的幅度基本相符，这说明这三个朝向外墙单独保温的效果基本一致。并且这些双朝向房间的所有外墙保温后，其耗热量指标降低的幅度接近30%，要好于北外墙的单独保温效果。而对于屋面保温，顶层房间的耗热量指标反而增加。分析图2和图3可看出，外墙保温效果与房间耗热量指标的变化趋势相同，即房间的耗热量指标越大，外墙保温后的效果越明显。而对于屋面，由于太阳辐射对室内热状况的影响较大，增加其保温性能反而会增加房间的耗热量。因此，住宅建筑屋面的保温性能存在一个临界值。

根据上述的分析，住宅建筑护结构保温性能的确定，也应根据其朝向及面积小大采用不均匀分布的原则。对于本文的研究对象。由于东、西向及北向外墙的保温效果基本一致而且比南向外墙及屋面的保温效果好；另一方面，东北、西北、东南及西南向房间的耗热量指标要高于北向房间的耗热量指标，而南向房间的则已满足节能标准的要求。因此，除北墙外，应着重加强东、西外墙的保温，而对南墙和屋面不采取保温措施。表3具体列出了均匀和不均匀保温方案的保温状况及保温材料的总消耗量。表4列出了在两种不同的保温方案下，顶层各房间的耗热量指标以及各房间对应于南向房间的相对耗热量指标。

表3均匀和不均匀方案的围护结构保温材料（聚苯板）的厚度(mm)及总消耗量(m3)

东向保温材料西向保温材料南向保温材料北向保温材料总消耗量

均匀保温方案

不均匀保温方案

30

80

30

80

30

30

20

74.5

43.4

表4均匀和不均匀方案下顶层房间的耗热量指标（w/m2）及相对耗热量（%）

保温方案房间朝向总和

南向北向东南西南东北西北

耗热量指标

(w/m2)均匀13.915.420.520.421.522.2114

不均匀15.915.519.719.619.819.6110

相对耗热量指标

（%）均匀1.01.11.51.51.51.6

不均匀1.00.97

5夏季耗冷量分析

北京夏季室外气象条件的特点是白天的外温高于室温，太阳辐射强烈，从而导致热量由室外向室内传递；而夜间外温则基本处在较舒适的温度范围内。鉴于室外气象条件的特点，住户一般白天拉窗帘，夜间开窗通风，因此，在模拟分析住宅夏季热状况时，应考虑夜间通风，本文设定夜间通风的换气次数为4次。类似于耗热量指标的分析，图4给出在基本状况下，研究对象不同楼层、不同朝向房间的耗冷量指标。图5表示出各个朝向外墙及屋面单独保温(30mm厚的聚苯板)后，对应于各自的基本状况，顶层各房间耗冷量指标的相对变化幅度。

图4基本状况下的房间耗冷量指标图5不同朝向护结构的保温效果

很明显，顶层房间的耗冷量指标要远大于中间层和底层的房间，而不同朝向的耗冷量指标的差异则很小，但房间耗冷量指标随朝向的变化趋势与耗热量指标相似。南向房间的耗冷量指标最小，东北、西北、东南及西南向房间的耗冷量指标则较大，北向房间的介于其中。由于太阳辐射对住宅夏季热状况是非常不利的因素，而南外墙由于南向阳台底板对太阳直射的遮挡作用，使得其接受的太阳辐射热最少；东、西向外墙的夏季太阳辐射得热最高，北向介于其中。因此，护结构接受太阳辐射热的增加相应会提高对其保温性能的要求，故满足冬、夏季住宅节能所要求的外墙保温性能相同。这与图5所示的结果基本一致。不同房间相比较，东外墙和西外墙的保温效果最明显。而同一房间相比较，各房间均是屋面保温后，耗冷量指标降低的幅度要远远大于其它外墙，这是由于屋面所接受的太阳辐射热构成了顶层房间夏季得热的主要部分。因此，与冬季状况不同的是为了满足夏季的住宅节能，应加大顶层房间屋面的保温热阻值。

图5还表明外墙保温后，部分房间的耗冷量指标反而有所增加。这是由于围护结构保温性能的增加不利于夜间室内向室外散发热量。因此，应加大室内、外的夜间通风换气，以充分利用室外的低温环境降低室温而达到减少能耗的目的。图6表示在相同的保温状况下，分别对应于不同的夜间通风条件，顶层各房间夏季耗冷量指标相对于基本状况的变化幅度。

图6不同夜间通风状况下的保温比较图7顶层房间耗热和耗冷指随屋面保温性能的变化

图6表明：加大夜间通风后，各个房间的耗冷量指标降低幅度都得到明显增加。故为了满足住宅的夏季节能要求，除增强护结构，尤其屋面的保温性能外，应着重加大室内、外的夜间通风换气。

但在上一节的分析中得出：住宅屋面的保温性能存在一个临界值，超过这个临界值，房间的耗热量指标反而会加大。因此，冬夏季不同的室外气象条件对屋面保温性能的要求是相互矛盾的。图7表示同在外墙不均匀保温的条件下，顶层南向房间的耗热量指标及耗冷量指标，随屋面保温性能的变化趋势。

从图7可看出，住宅房间耗冷量指标随屋面传热系数线性变化增加的趋势十分明显，而房间耗热量指标虽然随屋面传热系数的加大而降低，但降低的幅度非常小。因此，屋面保温性能对住宅夏季耗冷量指标的影响要比对冬季耗热量指标的影响大，故屋面的保温性能应主要根据夏季的室外气象条件决定。

太阳辐射范文篇7

黄河频繁的季节性断流始于20世纪70年代初，有关资料显示，自20世纪70年代以来，黄河入海年径流量逐渐变小：20世纪60年代为575亿立方米，70年代为313亿立方米，80年代为284亿立方米，90年代中期为187亿立方米。在短短的几十年里，黄河入海径流总量锐减了一多半。与此同时，黄河下游多次断流。特别是进入90年代之后，断流现象更为严重。

黄河利津断流情况统计

年份

断流天数

1991

16

1992

83

1993

60

1994

74

1995

122

1996

136

1997

226

1998

142

1999

42

这种情况在2000年得到了改变，2000年没有断流。反而，到2003年9月，黄河中上游连连降雨，水势上涨，河南兰考段蔡集控导工程28号坝被撕裂，出现决堤现象，造成重大财产经济损失。但是，黄河断流这一影响重大而广泛的现象依然值得我们分析探究。

二、黄河断流成因浅析

1．黄河断流的自然原因

黄河流域近年来降水量减少是黄河断流的最主要的自然原因，而降水又直接受气侯变化的影响。综合各种情况来看，致使黄河断流的自然原因主要有以下几种：

①太阳辐射的改变太阳辐射是地球气候的能源，所以太阳辐射输出量的改变势必导致地球气候的变化。根据观测，20世纪70年代开始，太阳辐射量在不断增强，地球气温不断升高，蒸发加强，使我国黄河流域乃至华北、西北地区更加干旱。

②太阳黑子根据观测分析发现，亚洲东南部的季风气候与太阳黑子的11年周期有一定的相关性。一般情况下，在太阳黑子极值年附近，我国地面大气环流中的季风成分大于行星风成分。20世纪90年代中期，处于太阳黑子两个极值年之间，所以，我国的季风势力较往年减弱，尤其表现在黄土高原和华北地区，使季风降水雨带多徘徊于长江中下游地区，造成我国华北干旱显著（如1997年黄河断流最严重）。

③间冰期根据考古分析，地球上的气候冷暖干湿相互交替，变化的周期长短不一。在大冰期之间是比较温暖的大间冰期。在第四纪大冰期中，又分为几个亚冰期和亚间冰期，而当今世界处在第四纪的亚间冰期，气温逐年上升，降水量逐年下降，尤其在黄河流域，出现干旱气候。黄河河南花园口以上流域1990年～1995年间平均降水量减少12％。

④大气透明度的变化地表气候受太阳辐射的影响。太阳辐射除受太阳本身变化影响外，到达地球的部分也受大气透明度的影响。火山活动对大气透明度的影响最大，火山爆发喷出的灰尘能强烈地反射和散射太阳辐射，而对地面发出的长波辐射却没有显著影响。据计算，火山尘埃散射太阳辐射的能力比散射地面长波辐射大30倍，尘埃反射太阳辐射的作用比大气分子强得多。根据实测结果，火山活动较多的年份，相应地到达地面的太阳辐射也较少。1912年以后至20世纪90年代，北半球火山活动相对较少，大气混浊程度减少，可以吸收更多的太阳辐射。因此气温增高，形成一个温暖期，蒸发加强，气候变得干燥。

⑤流域状况黄河流域大部分属于干旱、半干旱的大陆性气候区。多年平均降水量476毫米，降水年内分配不均，大约60％的降水量集中在6月～9月。径流的补给主要靠降水，因此年内分配不均匀，且年际变化大，天然河川径流量658亿立方米，实测年径流量431亿立方米。干流最大年径流量与最小年径流量的比值为2～3。降水量本来就不充沛，水资源不足，进入温暖期后蒸发加强，降水减少，旱情加重，水资源供求关系更加吃紧。最终导致黄河断流现象出现。

⑥下游补给黄河下游流经华北平原，河床宽坦，水流缓慢，泥沙大量淤积，成为世界上著名的地上河，使该段黄河不仅得不到两岸地下含水层的水源补给，反而要用河水下渗补给地下含水层，越是干旱越是下渗严重。

⑦上中游补给黄河径流主要来自于上中游以降水补给为主的地表径流与地下径流，流域内降水量的下降直接减少了径流的水源补给量。

2．黄河断流的人为原因

人类对水资源的不合理利用和对环境的破坏也是黄河断流的主要原因之一。

①森林覆盖率低，水土流失严重历史上植被状况的恶化对黄河断流影响很大，在黄土高原，原有的茂密森林在唐代、宋代之后遭到人为的毁灭性破坏，直到今天，黄河流域的森林覆盖率仍然远低于全国平均水平，其生态破坏的趋势远未能得到根本性的遏制，甚至于有所发展。水土流失量惊人，使得土地蓄水、保水性能很差。生态环境的恶化、森林的消失是造成黄河洪灾与断流并存的历史原因。

②人口、经济迅速发展，耗水量剧增20世纪50年代以来，黄河流域人口猛增，人类生产与生活规模无节制扩大，耗水量呈现急剧上升态势。50年代时，黄河下游灌区灌溉140万公顷农田，90年代灌溉面积上升到500万公顷，工业生产用水也数十倍地增长。在50年代初期，黄河供水地区年均耗水量122亿立方米，90年代初达到300亿立方米，而同时年均降水量反而有所下降。与50年代相比，90年代黄河下游非汛期来水减少24．5亿立方米，同期耗水量反而增加81．5亿立方米，水资源供需矛盾尖锐，黄河水资源供远小于求，断流在所难免。

③水资源管理不协调在枯水年份或者枯水季节，黄河沿岸各地只从自身利益考虑，纷纷引水、蓄水、争水、抢水，水资源管理混乱，水量分配不合理，水荒矛盾更加突出。加重了下游水资源匮乏的程度。

④水费偏低，农业灌溉方式原始，水资源浪费惊人黄河流经了我国北方重要的农业产区，农业灌溉用水即占全河流用水总量的90％以上，而引黄渠每立方米水费仅为3．6厘钱，远远低于供水的生产成本，如此低廉的水价自然难以唤起人们的节约用水意识。目前，黄河流域共有水浇地500万公顷，农业灌溉仍然主要采用大畦漫灌、串灌等原始灌溉方式，一些灌区每公顷地年均毛用水量竟然高达60立方米，粗放经营的农业生产方式使黄河水资源的有效利用率不及40％，水资源浪费程度令人触目惊心。

⑤水体污染严重，水体质量不佳随着人口的剧增、经济的发展，黄河流域水污染程度逐年加重，水体质量的明显下降既影响了人体的健康，也降低了黄河水资源的开发利用率，“水荒”矛盾更加尖锐。

⑥温室效应二氧化碳等温室气体产生的温室效应，加速了气温的升高，蒸发量增大，降水减少，干旱加剧。

⑦海洋沙漠化目前每年大约有18亿吨的石油通过海上运往消费地。由于运输不当或油轮失事等原因，每年约有180万吨石油流入海洋。另外，还有工业过程中产生的废油排入海洋。有人估计，每年倾注到海洋中的石油量达200万吨～1500万吨，其中一部分形成油膜浮在海面上，抑制海水的蒸发。使参与水汽输送的水量减少。同时又减少了海面的潜热的转化，使海洋减小了调节气候的作用，产生“海洋沙漠化效应”。尤其在20世纪70年代以来，在我国近海越来越显著，直接影响我国的气候、降水，使我国降水量有所减少。

⑧人为热释放随着工业、交通运输业的发展，世界能量的消耗迅速增长。仅2000年全世界消耗的能量就相当于燃烧了380亿吨煤所放出的能量，在一定程度上增强了大气的干燥度，使陆地降水量减少。

⑨沿海城市气候的截流由于城市的热岛效应造成市区与郊区之间的温度差，因而形成局部的热力环流，其在大范围气压梯度小时，表现比较明显。在白天市区中心有强烈的上升气流。这样，市区因凝结核特别多，又有上升气流，所以，降水量比郊区多，一般可增加5％～10％。近年来，我国东部城市化进程特别快，城市发展规模大，数量多，众多的城市群对进入大陆空气中的水分有明显的“截流”作用，使之在当地产生降水，减少了进入内陆（如黄河中上游地区）的水量，使黄河主要补给区降水减少。

三、黄河断流的影响

1．黄河断流对沿岸自然生态环境的危害

黄河断流能够引起河道萎缩，原来输入海洋的大量泥沙只能在沿岸地区沉积，由此抬高河床，不利于汛期洪水下泄，容易诱发更大的洪涝灾害。干涸河道中泥沙的骤然增多使河道潜在地有演变成一条巨大沙带的可能，久而久之，昔日黄河故道风沙弥漫的悲剧就可能会重现，沿岸土地缺乏水源保护，土地沙化、荒漠化的可能性增大。黄河季节性断流后，黄河三角洲地区缺乏足够的泥沙沉积与水量输入，地下水位下降，海水入浸，土壤盐碱化速度加快，生物种群多样化的优势将丧失殆尽。总之，黄河断流使黄河下游地区的自然生态环境趋向恶化，生态平衡失调，土壤肥力下降，不利于人类的生存和发展。

2．黄河断流对沿岸人类活动的影响

因黄河断流，黄河下游地区1972年～1996年累计造成工农业损失约268亿元，每年平均损失14亿元以上，受旱农田累计500万公顷，减少粮食100亿吨，黄河断流严重地扰乱了沿岸人民的生活，山东境内10余万居民长期供水不足。黄河季节性断流使其下游地区水源减少，而排入黄河的工业污水与生活废水却逐年增多，黄河的自净能力减弱，地下水水质恶化，威胁着人们的健康状况。黄河的季节性断流极大地制约了华北地区社会、经济的健康发展。

四、黄河断流的对策探讨

1．植林种草，绿化大地，改善局部气候植林种草，扩大植被覆盖率，发展生态经济，资源开发与水土保持相结合，涵养水源，保持水土，防止水土流失，改善局部气候，减少洪水危害，增加土壤肥力，增加地下径流。

2．控制人口数量，提高人口素质黄河流域应重视对人口增长的有效控制，同时促使公民自觉地保护环境与水资源，合理用水，节约用水。

3．统一规划、协调开发黄河水资源统一管理、统筹编制黄河水资源利用与调度方案，兼顾各地情况，充分发挥大型水利工程枢纽作用，拦蓄洪水调节径流。

4．加收水资源使用费，促进节约用水实施水资源有偿使用制度，依法征收水资源使用费，适当提高水价，以刺激人们的水消费观念，唤醒节水意识，避免或减少水资源的浪费。

5．调整流域内的农业结构，减少用水量在流域内大力培育推广耐旱作物，使灌溉用水量减少。

6．科学种田，实施节水灌溉新技术管灌、喷灌、滴灌、渗灌是国际上一致公认的节水灌溉新技术，节水灌溉每公顷农田用水量仅为传统灌溉用水的1／5。黄河流域耕地面积宽广，传统灌溉方式普遍，节水灌溉新技术有着广阔的市场，其节水潜力相当可观。这不仅要在黄河中下游推广,更应在黄河用水大户的宁夏平原和河套平原推广。

7．加强污水的净化处理工作，提高水资源的重复利用率提高水资源的重复利用率是工业节水的重要手段，努力搞好污染水体的净化处理工作，尽可能地提高工业用水的重复利用率，节约用水。

8．南水北调，跨流域调水南水北调，引长江水进入黄河是解决黄河流域水资源紧张状况的重要措施。9.更新工业和交通设备设计出吸热存热新器械，使交通和工业中释放出的热能被再利用。减少人为热释放，降低陆地上空气的干燥度。

太阳辐射范文篇8

1.1玻璃选用

对于建筑物外窗及玻璃幕墙来说，由于玻璃的面积占据立面的绝大部分，可以参与热交换的面积较大，因此玻璃是窗、幕墙节能的关键。

近年来，随着科学技术的不断发展，出现了以下有利于节能的新型玻璃。

1.1.1阳光辐射控制玻璃

这类技术通过改变玻璃的光学特性来实现对太阳能辐射的选择性屏蔽从而达到环保节能效果。

a.光谱选择透过性玻璃

该种技术实际上是Low-E玻璃、热反射玻璃等技术的延伸。简单的讲，它就是通过在玻璃表面覆盖一层或几层特殊材料涂层，使得玻璃对不同波长的太阳辐射或者热辐射具有不同的透过率。采用该技术可以使得太阳辐射中的可见光成分最大量的通过，同时阻挡具有较高热量的紫外线或者红外线成分，从而最大限度的利用自然光照亮室内，又把辐射的热能阻挡在室外(或者室内)，于是从采光和制冷(或者采暖)两方面同时起到了节能效果。也可以使用它相反的特性，阻挡可见光，透过热量，从而适用于高纬度地区以消除进入室内的眩光，同时充分利用太阳辐射热来加热室内空气。

b.透过率可调玻璃

该种玻璃随环境改变自身的透过特性,可以实现对太阳辐射能量的有效控制，从而满足节能要求。根据玻璃特性改变的机理不同，这种可调玻璃又可分为热致变色玻璃、光致变色玻璃和电致变色玻璃。热致变色就是玻璃随着温度升高而透过率降低，光致变色就是破璃随光强增大而透过率降低，电致变色则是当有电流通过的时候玻璃透过率降低，以上过程都是可逆的。这其中，光致变色玻璃和电致变色玻璃尤为引起幕墙行业人士的关注，尤其是电致变色玻璃由于可以人为控制其改变的过程和程度，己经在幕墙工程上得到实验性的应用。目前，光致变色玻璃的可见光透过率可以在75%-25%的范围内变化，太阳辐射能透过率的变动范围是53%-23%，而电致变色玻璃可以在5分钟内实现可见光透过率67%-10%，太阳辐射能透过率66%-10%的变化。

1.1.2隔热玻璃

近年来，在中空玻璃技术的基础上，一些新型的隔热玻璃不断出现，主要有：

a.惰性气体隔热玻璃

通过在中空玻璃的空腔内无人惰性气体，可以得到更高隔热性能的玻璃。目前国外已经出现了充氯气的4mm-8mm-4mm-8mm-4mm三层中空玻璃，结合Low-E技术，它的传热系数可以达到0.7W/(m2·K)。

b.气凝胶隔热玻璃

气凝胶是一种多孔性的硅酸盐凝胶,95%(体积比)为空气。由于它内部的气泡十分细小(小于20mm)，所以具有良好的隔热性能，同时又不会阻挡、折射光线(颗粒远小于可见光波长)，具有均匀透光的外观。把这种气凝胶注入中空玻璃的空腔，可以得到传热系数小于0.7W/m2.K的隔热玻璃组件。该种气凝胶物质长时间使用后的沉降现象是目前限制它大范围商业应用的主要因素。

c.真空隔热玻璃

通过把中空玻璃空腔里的空气抽走，消除掉空腔内部的对流和传导传热，可以获得更好的隔热效果。这种玻璃的空腔很窄，一般为0.5-2.0mm，两层玻璃之间用一些均匀分布的支柱分开。通过附加Low-E涂层改善辐射特性，真空隔热玻璃的传热系数己达到0.5/m2·K。这种隔热玻璃相对于其他的隔热玻璃而言，具有厚度大、重量轻的优点，但生产工艺较为复杂，中间小立柱的存在也影响了它的外观，在一定程度上限制了它在幕墙、门窗七的应用。

1.2铝合金型材选用

不同材料的窗框对外窗(含玻璃幕墙、采光顶)的传热系数影响较大，不容忽视，塑料窗框、木窗框等因材料本身的传热系数较小，对外窗的传热系数影响不大，铝合金窗框，钢窗框等材料本身的导热系数很大，形成的热桥对外窗的传热系数影响较大，必须采用断桥处理。

铝合金断桥处理做法有很多种，材料也不同，如聚酷胶(PA)断热条，聚氨酷(PU)等，对保温性能要求高的外窗(含玻璃幕墙、采光顶)应选择断桥效果好的铝型材。

2幕墙节能体系的选用

2.1双层幕墙技术

以节能环保为目的，近年来幕墙行业在开发新型幕墙结构方面进行了很多有益探索，取得了一些成果。这其中双层幕墙技术尤其引人注意。其节能原理是，循环幕墙由双层玻幕或一层玻幕及一层普通开窗墙体组成，内外两层均上下设置通风口，夏季时打开外层上下通风口，在阳光的照射下，中间空气层温度升高而自然上浮，形成自下而上的空气流，由于烟囱效应带走通道的热量，降低内层表面温度。冬季时，关闭外层通风口，打开内层通风口，夹层中的空气在阳光的照射下温度升高，形成一个小温室有效提高内层玻璃及空气温度，气体自然上浮，与室内形成微量气体循环，提高室内温度，减少热负荷的需求。这种双层玻璃幕墙与传统的单层玻璃幕墙相比，采暖时可以节约能据42%-52%，制冷时可以节约能源38%-60%。

2.2节能百页技术

节能百页是对传统百叶遮阳的综合改进。由于太阳直射对建筑的冷热负荷有直接影响，冬季的阳光进入室内，夏季遮阳能有效地控制负荷总值。但传统建筑中的百叶或挂于室内，难以高效控制己人室内的热量；或悬于室外，不能形成循环通风道，或多或少地对建筑节能有一定的负面影响。中挂百叶是幕墙改革的一个较好方案，这种百叶幕墙解决了适时调节百叶的角度，以最佳状态达到节能的目的。

3幕墙节能新技术

太阳能作为一种随处可见的能源，它的潜在利用价值可以说是无限的。据研究，地球上每平方米的土地上每年获得的太阳光能平均为1000kW时。如何有效的把太阳能无污染的转化成可利用的能源，成为近几十年来世界范围内科技工作者努力研究的重要课题。前面所提到的双层幕墙正是合理利用太阳能的一种尝试。目前幕墙领域成功利用太阳能的技术是太阳光变向照明技术和光电幕墙技术。

3.1太阳光变向照明技术

它取代了传统的遮阳机构，利用幕墙上的光线反射装置把室外的日光反射到室内的天花板上，再由天花板反射到工作或者生活区域，为人们提供照明。这样的光照条件比传统的以“光柱”形式进入室内的太阳光更为柔和、均匀，消除了由直接入射的强烈阳光在电脑或者电视屏幕上造成的眩光，并改善了日光在整个房间甚至建筑物的分布，可以深入到各个边角区域，减少照明费用。

3.2光电幕墙

光电幕墙是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身的新型建筑幕墙。这种幕墙集合了太阳能光电技术与幕墙技术，是一种新型的功能性建筑幕墙。它利用太阳能发电技术，把以前被当作有害因素而屏蔽掉的太阳光，转化为能被人们利用的电能。光电幕墙另外的重大意义还体现在它把太阳能发电技术集成到建筑幕墙产品中，不占用专门的土地，而且太阳能光电板也可以替代传统的玻璃等幕墙面板材料，无需重复投资。

长期以来，人们总是认为幕墙建筑不节能，但是我们的分析中可以看到，随着科学技术的不断发展，幕墙节能材料和节能系统的不断完善，玻璃幕墙也可以做出很节能的建筑物。幕墙节能，并不是人们想象存在技术上的问题，更多的是我们对它的重新认识与合理运用的问题。随着国家的各项节能政策法规的深入贯彻，相信节能幕墙产品的应用将得到更大的推广。

参考文献

[1]龙文志.热通道幕墙及智能幕墙.2001年全国铝合金门窗幕墙行业年会论文集锦.

太阳辐射范文篇9

关键词：酒店建筑；围护结构；节能改造

由于能源短缺，作为能源消耗大户的建筑能耗，日益成为阻碍建筑行业发展的一个重要因素［1］。近年来旅游业的快速发展，酒店建筑比例迅速增加，但建造时未能注重建筑节能，导致酒店开业后能耗巨大。因此，对酒店建筑的节能改造设计研究将显得十分重要。

1研究概况

1.1气候概况

株洲在我国民用建筑热工设计分区中属于夏热冬冷地区，年平均气温17.2℃左右。受亚热带季风气候的影响，雨热同期，降水充沛，四季分明，夏季气候炎热，冬季寒冷潮湿。最热月平均气温高于30℃，最冷月平均气温约4.5℃。

1.2改造前情况

笔者改造前对酒店进行调研与能耗模拟。酒店位于山谷树林之中，生态环境良好；外墙采用50mm厚岩棉板外保温，外窗为铝合金中空断热单框中空玻璃窗，屋顶为倒置式50mm挤塑聚苯板，由于管理不当，保温隔热效果均遭到破坏。经计算并参照建筑比，其节能率不足65%，需要进行节能设计改造（图01、图02）。

2改造原则

项目所在地区夏季炎热，冬季寒冷，因此节能改造设计应兼顾夏季降温与冬季采暖。改造前首先对建筑太阳辐射得热等情况进行评估，进行围护结构保温设计，得到初步改造方案；再进行反射涂料、Low-e膜等隔热设计，运用OpenStudio进行能耗模拟对比，得到节能效果最好的围护结构改造方案；最后总结热桥处理经典构造做法，为同气候区酒店节能改造设计提供参考。

3围护结构改造

3.1窗户节能改造

3.1.1太阳辐射得热分析酒店基地位于山谷中，周边有茂密而高大的乔木林，全天日照时间较短，常年温度偏低，太阳辐射对透明护结构的影响较小（图03、图04）。运用Ladybug调用Rhino软件，气象数据选用清华大学建立的《建筑热环境分析专用气象数据集》（CSWD）［2］，夏季为6—8月，冬季12月至次年2月，分为无互遮阳工况与有互遮阳工况，对夏、冬季累计太阳辐射进行模拟［3］，结果见表01。受周围树木与挡土墙及酒店阳台的影响，建筑的夏季遮阳系数为0.421～0.608，冬季遮阳系数为0.581～0.788。因此可以看出，建筑的夏季遮阳效果较好，但对冬季太阳辐射得热有一定的影响。据此，外窗改造以保温为主，不考虑太阳辐射隔热问题，即不加Low-e膜与外遮阳装置。考虑采用铝包木型材的三玻两腔中空普通玻璃，中空处充入惰性气体氩气，整窗的传热系数值1.0W/（m2·K）。3.1.2对室内能耗的影响运用OpenStudio软件对改造前、三玻两腔、三玻两腔+Low-e膜3种外窗的建筑能耗进行模拟。酒店建筑采用空调采暖与制冷的时间较多，因此用能方式为连续用能，夏季室内设计温度为26℃，冬季为18℃［4］。由表02可知，铝包木三玻两腔窗较改造前总能耗减少20.76％，具有良好的节能效果；增贴Low-e膜之后冬季能耗较未贴膜时增加2.95％，起到“反节能”效果，与太阳辐射得热分析的结果一致。因此，外窗改造为铝包木三玻两腔中空（氩气）普通玻璃窗，不增贴Low-e遮阳膜。

3.2外墙节能改造

3.2.1保温方案选择根据现有墙体考虑3个施工较简单的改造方案，如表03所示。岩棉板外保温吸水性强且铝板挂件龙骨热桥较多，真空板内保温造价较高且板面易损毁，因此选用无机纤维喷涂做外墙外保温，保温材料选用超细无机纤维喷涂160mm厚保温层，导热系数为0.035W/（m·K）。保温层“皮肤式”覆盖于基层墙体，施工简单，可以完全包裹外墙干挂金属构件，较好地处理了门窗热桥，起到很好的保护作用。3.2.2隔热改进设计外墙外保温层加厚虽降低总能耗，但不利于夏季室内散热，导致夏季能耗增加，因此在保温层外饰面增涂太阳吸收系数比为0.6的反射隔热涂料［5］。运用OpenStudio对改造前、外墙外保温改造及外墙外保温结合反射涂料改造进行建筑能耗模拟计算，采暖计算期为当年12月1日至次年2月28日，空调制冷计算期为当年6月15日至8月31日［6］。由表04可知：增加外墙外保温可以使酒店夏季能耗较未改造时增加68.3%，夏季“反节能”明显；增设反射涂料后，夏季空调能耗较未增加隔热涂料的能耗均减少1.54kW·h/m2，有一定的隔热效果，供暖能耗增加0.19kW·h/m2，但综合能耗较未涂反射涂料时减少2.6%。由此得出，无机纤维外保温结合隔热反射涂料有良好的节能效果。

3.3热桥改造围护

结构中热桥有大量的热量流失。变形缝或管道穿过围护结构，空隙是热量流失的主要部位。因此在管道与包覆板材之间采用双组分聚氨酯发泡剂等保温隔热材料填充，变形缝在钢板外放置缓慢回弹的高压缩率海绵胶条，增强保温隔热性能；门窗与墙体间隙采用窗户外框与外墙交角处粘密封胶带封堵后粘保温板，门框与墙体间用超细无机纤维保温材料喷涂，如图05、图06所示。

4结论

夏热冬冷地区气候状况复杂，夏季热量从室外传入室内，冬季相反，因此围护结构应兼顾保温与隔热。通过对原建筑进行调研与评估，以保温加隔热为设计原则，结合软件模拟分析，确定酒店建筑节能改造的围护结构：（1）场地互遮阳有良好的遮阳效果，外窗只需增加保温性能，改为铝包木三玻两腔中空（氩气）普通玻璃窗，增贴Low-e遮阳膜反而增加建筑能耗。（2）外墙外保温加厚会大量增加夏季能耗，需增涂隔热反射涂料，采用160mm无机纤维外保温+反射涂料节能效果最好；（3）可采用空隙填补聚氨酯发泡剂等保温隔热材料处理管道出屋面、外窗等热桥构造，减少热桥能耗损失。经计算，改造后酒店较原建筑节能75.1％，这对处于同等气候区域酒店建筑的节能改造具有较好的参考价值。基金项目：国家重点研发计划子课题（2017YFC0702904-03）。

参考文献：

［1］清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告2017［M］.北京：中国建筑工业出版社，2017.

［2］张晴原，杨洪兴.建筑用标准气象数据手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2012.

［3］向俊米，刘宏成.夏热冬冷地区居住建筑的外遮阳优化设计研究［J］.建筑科学，2016，32（12）：80-84，126.

［4］住房与城乡建设部.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范：GB50736—2012［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.

［5］陈洁，罗智星，杨柳.干热干冷地区围护结构热工设计对内表面温度及室内热舒适的影响［J］.暖通空调，2021，51（2）：116-122.

太阳辐射范文篇10

【关键词】绿色建筑；建筑遮阳；能耗需求

随着我国近几年综合国力的提升，生态及能源过度消耗问题逐渐加重。全球的能源消耗持续上升，产生空气污染，温室气体增多导致全球气候变暖。我国在世界上一直是能源消耗大国之一，据统计，总能耗中建筑能耗约占1/3。虽然我国城市化水平不断攀升，但建筑领域能源消耗加大的趋势却不可避免。针对该情况，近些年涌现的可持续发展理念、绿色建筑、新型节能技术引起人们的关注，并逐渐得到认可。建筑遮阳作为绿色建筑技术，对减少建筑能耗、维持室内温度、保持良好的自然通风至关重要。在建筑设计中，建筑遮阳技术得到越来越多的运用，成为未来的发展趋势。

1建筑遮阳技术

1.1形式

建筑外遮阳、内遮阳和中间遮阳构成了建筑的整体遮阳系统。建筑外遮阳是指在玻璃等透明围护结构外所安装的遮挡设备，它能将门窗前的太阳辐射抵挡在外面。在夏季，为保持室内合适的温度，需用遮阳装置抵挡太阳辐射热量；在冬季，该装置能使室内的热环境保持平稳，防止室内的热量损失。生活中应用最多的建筑外遮阳形式包括卷叶帘、百叶帘等，分为固定式和活动式建筑外遮阳。水平式、垂直式、综合式、挡板式遮阳构成固定式外遮阳系统。活动式建筑外遮阳在住宅和写字楼上应用最多，既能调节升降高度，又可调节角度。在现实生活中，虽然建筑外遮阳具有很多优点，但应用极少。建筑内遮阳是指在透明围护结构的内部安装遮阳设备，从而对到达室内的太阳辐射热量进行抵挡。该形式具有很多缺点，例如在玻璃与窗帘之间易产生热岛效应，因热量不断扩散，使室内热环境温度不断上升，导致遮阳效果极大降低。中间遮阳的遮阳效果显著，有很多具体做法，如在中空玻璃内部加Low-e涂层或设置百叶，也可在双层玻璃幕墙中间加百叶帘等。此外，还可采取灵活多样的形式，如绿化遮阳，该形式是在建筑屋顶或外墙上加绿化或在建筑周围种植落叶类的乔木，在夏季可利用乔木的遮挡来降温，冬季乔木叶子落光也不会影响采光。另外，还可在屋顶上形成屋顶花园或利用屋顶构件实现遮阳等。

1.2意义

门窗的保温隔热性能一直都是建筑师们讨论的话题之一。空调通过制冷或采暖的形式为人们提供冷风或热风，其中大约1/2的能量通过门窗流失。在绿色建筑中，若选择合适的建筑遮阳，既能提高建筑整体热工性能，又能提升室内的舒适度。在炎热的夏季，建筑遮阳可对太阳辐射进行抵挡，无需增加额外能量，而是在源头解决问题。建筑遮阳作为被动式措施，不仅降低对空调的依赖性，还可减少能耗，因此符合可持续发展要求。而在北方寒冷的冬季，建筑遮阳能提高门窗等护构件的保温性能，使室内的温度保持稳定。此外，推广建筑遮阳一体化设计，除对城市整体环境进行提升外，还可使建筑物保持多种风格，为城市居民创造不同的视觉感受。

2建筑遮阳设计策略

2.1建筑遮阳设计方法及原则

我国各地对遮阳需求不同，以北方为例，夏季需采取适当的措施抵挡强烈的太阳辐射，冬季则需对太阳能进行最大程度的获取来抵御寒冷。大多数情况下，需根据不同朝向的太阳辐射特点进行遮阳设计。一般采取以下设计方法：①每个城市都有属于自己的气候数据，对所有的气候数据进行分析时，需着重关注具有遮阳需求的月份；②按照房间的使用功能及建筑朝向选择不同的遮阳形式；③着重分析建筑各立面及各朝向特点，同时对遮阳构件尺寸及高低进行计算；④为判断遮阳前后的能耗值是否达到节能要求，需对遮阳前后建筑全年的能耗进行模拟数据分析。建筑遮阳作为被动式绿色节能技术，可与很多形式结合，例如与阳台和外廊等建筑构件结合可更好地发挥遮阳作用，也可根据建筑的造型与遮阳构件进行结合等。随着建筑遮阳一体化设计的推广，其应用也需遵循一定的原则：①安全性原则在绿色建筑中，建筑遮阳构件通常为附加式，为使其具有抵抗雪荷载、风荷载的能力，遮阳构件需与建筑连接牢固；当在高层建筑中安装遮阳构件时，为防止其受周围环境影响，还需重点关注感风与感光的特性；②建筑美学原则在对绿色建筑进行遮阳设计时，为使建筑外立面产生强烈的光影效果，让建筑形态产生变化，遮阳构件需采用适当的材料，同时注重材料外表的美观；③因地制宜原则建筑遮阳设计不是孤立的过程，需与当地的建筑风格相匹配，如结合当地的文化等；④适应性原则建筑的地理位置和使用人群等对遮阳设计也会产生影响；⑤多功能化原则在对建筑遮阳形式进行挑选时，探索最佳遮阳形式即可。

2.2建筑遮阳材料的选用及对遮阳装置的调节

在绿色建筑设计中，建筑遮阳构件应选用环保无污染的材料，同时，为防止遮阳构件大面积暴露于阳光下导致自身受热而产生二次辐射，应选用低热容材料，该材料吸热后会降低蓄热性。此外，还需着重考虑遮阳构件的安全性能，产品的长宽高及遮阳材料表面色彩的选择，表面是否清洁等。对于北方地区，应倡导使用活动式遮阳构件，因其能根据使用者自身需求随时进行调整，不会受外界环境因素限制，具有灵活性。在冬季、夏季及过渡季节内，还可通过调节遮阳板面控制室内的采光量及温度等。同时，在对建筑遮阳形式进行合理选择时，也可结合建筑本身的特点。白天房间有人时需考虑采光对使用者的影响；当房间内无人时，可完全关闭遮阳板面使房间内的热量下降。遮阳效果在不同朝向的建筑中也有很大不同，例如通常情况下，下午西晒问题较严重，建筑与周围的环境气温均较高，因东向与西向窗户的传热系数相同，两者多出来的热量所形成的热辐射感受更强烈。由此可得，建筑使用者在需求的迫切度方面，西向遮阳需求更高。

2.3建筑遮阳与主体建筑间的整合

建筑遮阳在绿色建筑中应用广泛，与主体建筑间的整合有多种方式，包括点、线、面、体及色彩。当建筑遮阳作为点元素时，因点本身具有无连续性、延展性的特点，故可对建筑遮阳的形式功能进行调节及重点强调。当沿线进行排列时，点状遮阳会形成韵律感和方向感，且点元素主要与物体之间的比例大小有关。当今，多种遮阳形式易形成点元素，如生活中最常见的挡板式、综合式遮阳，以及现代越来越受欢迎的植物遮阳等。当建筑遮阳作为线元素时，可在竖直及水平两个方向上体现，一般情况下，竖直方向上的线元素可体现出高耸威武、挺拔的气势，而水平方向上的线元素可体现出安静舒坦、平稳的感觉。例如西班牙圣特蕾莎养老院在外立面设计中采用线性元素，为使垂直线性遮阳构件协调，建筑师设计了独立的个体，不在多余的体量上做过多处理。绿色建筑遮阳中面元素的应用也极为广泛，如山东建筑大学办公楼外立面采用的防晒墙（见图1）。在生活中也有采用垂直绿化遮阳的形式，南方建筑喜欢用格栅构件形成韵律感。鉴于面元素主要由长宽来控制比例，具有极大灵活性，可应用于任何建筑的外立面。在建筑设计过程中，当遮阳采用体元素时，为达到遮阳效果，需重点考虑建筑造型，同时体元素应用最多的是建筑自遮阳的形式。当建筑遮阳与建筑色彩进行整合设计时，能产生意想不到的效果，因色彩本身可引发人们产生不同的感知，故在绿色建筑设计中，将色彩运用好可使建筑遮阳与周围的自然环境更快速地融合为一体。在垂直绿化遮阳中，不同植物的色泽与各种镀金属混合，可使建筑外立面看起来更丰富多彩。

3建筑遮阳装置的遮阳和采光效果

3.1计算方法

在绿色建筑中，对各类建筑遮阳装置的遮阳和采光效果进行检验需通过建筑遮阳模拟软件进行计算，得到数据后进行判断再取舍。在计算采光和遮阳效果时，遮阳系数不可或缺。遮阳系数是指遮阳装置的太阳能总透射比和无遮阳情况下太阳能总透射比之间的比值。在绿色建筑遮阳装置中，有3类方法可对遮阳系数进行计算，在对建筑遮阳装置建筑节能的计算上，使用最多的方法有能耗计算法和辐射累计法。前一种方法中，采暖能耗与冬季遮阳系数相对应，而制冷能耗与夏季遮阳系数相对应；后一种方法是对太阳的入射进行辐射运算，在完整的一年中，通过对窗户太阳辐射照度进行连续的累计运算，使无遮阳装置和有遮阳装置这两者的太阳辐射照射总量不断地进行相互比较，从而最终计算出整年的遮阳系数。每当计算空调的负荷时，必须提供太阳的高度角和方位角，使每个时刻的遮阳系数、太阳辐射照度均被准确无误地计算。在与窗户平行的遮阳装置中，有百叶帘、织物帘等，百叶帘计算可通过二维模型，而织物帘计算则需通过反射比和透射比得出遮阳性能。此外，在对采光效果进行详细计算时，假如遮阳装置、门窗两者既覆盖又平行，则务必先计算出透射比，若两者不平行，则应对室内采光效果直接进行计算。

3.2遮阳效果

不同的遮阳效果由不同的遮阳装置所呈现。在固定式外遮阳装置中，综合式建筑遮阳是垂直式遮阳、水平式遮阳两者组合的结果，这两者外遮阳系数的乘积即外遮阳系数值，可通过拟合公式求出。DOE-2等建筑能耗模拟软件，拟合系数均通过计算回归分析形成。在我国各建筑气候区内，建筑节能设计标准均提供相对应的拟合系数。广东省建科院开发的光环境模拟软件，是先建立建筑遮阳装置和窗户的模型，然后输入城市地标计算出遮阳装置在不同方向和季节的遮阳系数。而在挡板式外遮阳装置中，如按照上述步骤进行，同时使特征值控制在0.5，则得出另外的遮阳系数。对于百叶遮阳装置和织物遮阳装置，若选择百叶遮阳装置，其与建筑门窗互相平行，且会对门窗的透光部分进行完全覆盖。随机选择1款百叶装置，叶片的间距控制在25mm，叶片的宽度控制在30mm，叶片的反射系数控制在0.5，根据以上条件在不同的叶片开启角度和不同的入射角上求出透射反射系数。在建筑外遮阳装置中，若想通过计算得出室内的采光效果，则需根据光环境模拟软件，运用辐射累计法分别建立遮阳装置、窗户两个模型，可看出遮阳装置对室内采光所产生的效果。通过一系列的计算得出：在固定式遮阳装置中，水平遮阳会产生大约25%的影响，垂直式遮阳则会产生不大于10%的影响。对比前两者，综合式遮阳最大，大约为45%。故综合式遮阳的遮阳效果最好，对采光的影响也极大。

4结语

运用建筑遮阳是实现绿色建筑的重要一环，既能减少不同季节的建筑能耗，又能增强室内的舒适度和改善室内热环境。在建筑设计过程中，应将建筑遮阳与建筑主体相融合，最大程度发挥建筑遮阳的作用，实现可持续发展。

参考文献：

[1]陈勇明.夏热冬暖地区建筑外遮阳与建筑一体化设计研究[D].重庆：重庆大学，2014.

[2]孙楠.基于自然采光与通风的绿色遮阳技术研究[D].济南：山东建筑大学，2015.

[3]崔晓.建筑遮阳与绿色建筑[J].低碳世界，2017（25）：154-155.

[4]杨仕超，周荃.建筑遮阳技术在绿色建筑中的应用研究[J].建设科技，2012（15）：30-33.

[5]柳春蕾.基于山东地域特点的建筑遮阳绿色技术研究[D].济南：山东建筑大学，2014.