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太阳能利用与建筑节能 太阳能利用与建筑节能 太阳能利用与建筑节能 太阳能利用与建筑节能 * 太阳能利用与建筑节能 太阳能利用与建筑节能 太阳能利用与建筑节能 第二章 太阳辐射 的基础知识 太阳能利用与建筑节能Building energy conservation and utilization of solar energy * 太阳能利用与建筑节能 概述 地球相对太阳的运动 地球大气对太阳辐射的作用 到达地面的太阳辐射 我国太阳能资源分布 第二章 太阳辐射的基础知识 到达建筑围护结构外表面的太阳辐射强度是建筑太阳能利用的基础参数。 为了能够准确计算建筑围护结构接受的太阳辐射量,本章主要介绍地球相对太阳的运动、地球大气对太阳辐射的作用、到达地面的太阳辐射以及我国的太阳能资源分布。 * 1. 概述 太阳能利用与建筑节能 　地球绕太阳运动图 * 2. 地球相对太阳的运动 2.1 地球绕日运动规律 太阳能利用与建筑节能 太阳赤纬角δ （n—所求日期在一年中的天数,可由表2-1查出。） 太阳赤纬角δ：地心与太阳中心的连线(即午时太阳光线)与地球赤道平面的夹角是一个以一年为周期变化的量,它的变化范围为±23°27 ˊ 。 * 2. 地球相对太阳的运动 太阳能利用与建筑节能 月份 各月第i日的天数 计算公式 各月平均日① 该日的天数n/天② 赤纬角δ(°) 1月 i 17日 17 -20.9 2月 31+i 16日 47 -13.0 3月 59+i 16日 75 -2.4 4月 90+i 15日 105 9.4 5月 120+i 15日 135 18.8 6月 151+i 11日 162 23.1 7月 181+i 17日 198 21.2 8月 212+i 16日 228 13.5 9月 243+i 15日 258 2.2 10月 273+i 15日 288 -9.6 11月 304+i 14日 318 -18.9 12月 334+i 10日 344 -23.0 表2-1　推荐每月的平均日及相应的天数 ①　若某日算出大气层外的太阳辐射量和该月的太阳辐射量的日平均值最为接近,则将该日定作该月的平均日。 ②　表中的n没有考虑闰年,对于闰年3月份之前的n要加1,赤纬角也稍有改变。 * 2. 地球相对太阳的运动 太阳能利用与建筑节能 太阳时 太阳时角ω：用角度表示的太阳时。 它是以一昼夜为变化周期的量,太阳正午时ω=0°,上午取负值,下午取正值。每昼夜变化为±180°,每小时相当于15°。 （注：所在地点在东半球取负号,在西半球取正号。） 转换时考虑了两项修正,第一项E,可按下式计算,即 第二项是考虑所在地区的经度Lloc与制定标准时间的经度Lst(我国定为东经120°)之差所产生的修正。 * 2. 地球相对太阳的运动 太阳能利用与建筑节能 太阳高度角h 太阳高度角h ：太阳光线与地平面之间的夹角。 * 　太阳高度角与太阳方位角 式中 φ——观测点的地理纬度(°); δ——当日观测时刻的太阳赤纬角(°); ω——太阳时角(°)。 2. 地球相对太阳的运动 2.2 太阳位置 太阳能利用与建筑节能 太阳方位角 太阳方位角α′：指某一时刻,从地面某一观察点向太阳中心作连线,该连线在地平面上有一投影,该投影与正南方向的夹角。 规定正南方向为0°,向西为正值,向东为负值。 * 太阳高度角及太阳方位角随时间和地点的变化而不同,太阳在天空中的位置通常用这两个参量来描述。 2. 地球相对太阳的运动 太阳能利用与建筑节能 电磁辐射：电场和磁场分量以波的形式在空间的自我传播。电磁辐射的特性用波长λ和频率f表示。 电磁辐射的能量E取决于频率f,它们的关系用普朗克(Planck)公式表示为 式中　h—普朗克常数(h≈6.626069×10-34J·s或4.13527μeV/GHz)。 * 3. 地球大气对太阳辐射的作用 3.1 电磁辐射 太阳能利用与建筑节能 名 称 波长范围/nm 频率范围/Hz 名 称 波长范围/nm 频率范围/Hz γ射线 1×10-5~1×10-1 3×1018~3×1022 红外线 800~1×106 3×1011~3.75×1014 X射线 1×10-1~10 3×1016~3×1018 微波 1×106~1×109 3×108~3×1011 紫外线 10~400 7.5×1014~3×1016 无线电波 1×109~1×1013 3×104~3×108 可见光 400~800 3.75×1014~7.5×1014 电磁辐射光谱的分类 * 3. 地球大气对太阳辐射的作用 太阳能利用与建筑节能 黑体是一个理想化概念,指完全吸收热辐射,不存在反射和传导的物体。基尔霍夫定律：黑体的光谱吸收系数 等于发射率