建筑物冬季太阳辐射得热分析-中国科技论文在线.pdfVIP

第26卷 第 1期 太 阳 能 学 报 V01．26．No．1 2005年2月 ACTA ENERGIAESOLARISSINICA Feb．．2005 文章编号：0254-0096(2005)01． 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 300072) 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20％；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。 关键词：太阳辐射；建筑节能；冬季供暖负荷 中图分类号：TK519 文献标识码：A 计算。本文的分析在上述方面有所改进，为建筑物 O 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 1 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 京地区12月22日(冬至 日)中午 12时太阳高度角 度计算 为26．5。)，建筑物南壁面得到的太阳辐照量比地 文献 [1]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 季(当年11月一次年3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 1300—3300MJ，相当于44kg一113kg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。 阳辐射得热量理论计算值偏大将导致进入房间实际 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，如所给出的冬季太阳辐射照度结果中包括对冬 ，D=loPcos／=loPcos6 ·COStX (1) 季室温影响甚小的太阳散射辐射照度、透过玻璃窗 式中，n——太阳常数；P一 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 m——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 、 方位角a和入射角 i的角度关系见图1，其角 而造成结果偏大。由于建筑物冬季墙体负荷计算按 度逐时计算方法见文献 [1]。 稳态已满足工程计算的精度要