Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №8 (142) февраль 2017 г.

Дата публикации: 28.02.2017

Статья просмотрена: 19 раз

Библиографическое описание:

Дусяров А. С., Яхшибоев Ш. К., Бегимов О. Н. Солнечная облученность зданий // Молодой ученый. — 2017. — №8. — С. 50-52. — URL https://moluch.ru/archive/142/40015/ (дата обращения: 22.05.2018).



При лучистом теплообмене системы «солнечная радиация — атмосфера — здание» происходит облучение солнцем здания в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях электромагнитного спектра.

Эффективность солнечной облученности здания солнечной радиацией зависит от формы здания, ориентации здания, объемно-конструктивного решения стен покрытия, коэффициентов поглощения материалов и конструкций [2].

Рассмотрим характер взаимодействия с солнечной радиацией наружных ограждений здания как геометрического тела.

Сумма солнечной радиации, которая играет роль реального фактора в тепловом балансе зданий в отопительный сезон, учитывает облачность, осредненные данные многолетних наблюдений [3].

Энергетический уровень в поле солнечной радиации у поверхности наружных ограждений зданий можно считать энергетической характеристикой — или солнечной облученностью зданий.

Рассмотрим в общем случае здание произвольной формы, построенное с южной ориентацией, при которой приход лучистой энергии солнца попадет на элементарную площадку наружного ограждения [1]

(1)

Где -интенсивность солнечной радиации, поступающей на площадку южной ориентации здания; - перпендикулярная подающая радиация, поступающая на площадки южной ориентации здания; - угол наклон солнечного луча к поверхности площадки здания, имеющего южную ориентацию; -угол наклона площадки к горизонту; - азимут проекции нормали к , отсчитываемый от плоскости меридиана по часовой стрелке; - широта местности; склонение солнца или координата времени года; - часовой угол или координата времени дня.

Влияние формы и ориентация здания на его энергообеспеченность в поле солнечной радиации можно рассчитать, принимая и а также обозначениями часовой угол или координату времени дня заменяем на (часовой угол вращения Земли вокруг своей оси, равный час -время) и напишем (1) выражение следующем виде:

(2)

С учетом (2) интегрируем выражение (1) по

(3)

Поставляя в левой части подынтегральное выражение конечной суммой, для зданий и сооружений — многогранников, получим

(4)

Значит, солнечная облученность суммы наружных ограждений здания или сооружения прямой солнечной радиацией в данном случае можно определить двумя путями: суммированием произведений облученности отдельных ограждений на их площади или умножением интенсивности солнечной радиации, поступающей на площадку, перпендикулярную направлению солнечных лучей, на проекцию сооружения в плоскости, нормальной к солнечным лучам. В первом способе можно провести проекцию сооружения плоскости, нормальной к солнечным лучам, простейших отдельно стоящих зданий прямоугольной формы. С вторым способом можно существенно сокращать трудоемкость вычислений для сложных, например, криволинейных сооружений [1].

Учитывая выше изложенное, определения солнечной облученности здания можно представить как отношение общей облученности здания к сумме площадей наружных ограждений:

(5)

Отношение (5) определяем с обозначением

(а) и (б)(6)

Теперь отношение (5) можно записать

(7)

Из выражений (6) и (7) видно, что коэффициенты и характеризуют геометрию сооружения в поле солнечной радиации. Так, представляет собой коэффициент геометрического подобия ограждения. Его скалярная величина отражает удельный вклад данного ограждения в общую сумму наружных ограждений, а вектор дает полную геометрическую характеристику подобия.

Придавая значение вектора нормали к соответствующему ограждению, на основе формулы (6 а), можно написать уравнение геометрического подобия наружных ограждений следующем виде,

(8)

Из уравнения (8) видно, что два или несколько взаимно незатеняемых зданий в направленном поле излучений подобны друг другу, если векторы коэффициентов геометрического подобия их ограждений попарно равны [3].

Из выражений (6) и (7) ясно что приведенная облученность наружных ограждений геометрически подобных и одинаково ориентированных в пространстве сооружений не зависит от масштаба сооружений.

В (6 б) вторая безразмерная величина является коэффициентом энергетической эффективности формы сооружения.

Значит, два или более различных взаимно незатеняемых и не отражающих друг на друга объекта имеют в направленном поле солнечной радиации приведенную солнечную облученность, независимо от их конфигурации пропорциональную коэффициенту энергетической эффективности формы [3].

Приведенная солнечная облученность зданий позволяет количественно определить общий потенциальный теплотехнический эффект, создаваемый солнечной радиацией в окрестностях конкретного строительного объекта, а также является удобным инструментом анализа при исследовании влияния формы, ориентации здания, времени суток и года на абсолютную величину «суммарного солнечного эффекта» в тепловом режиме зданий, т. е. является критерием энергетической оптимальности объемно-планировочных решений зданий в направленном или диффузно-направленном поле излучений [2].

Литература:

  1. Кондратьев К. Я. «Актинометрия». — Л.: Стройиздат, 1965.
  2. Энергоактивные здания. Под редакцией Э. В. Сарнацкого и Н. П. Селиванова. Москва Стойиздат 1988 ст. 370
  3. Селиванов Н. П. «Энергоактивные солнечные здания».- М.: Знание. (сер. Стр-во и архитектура), 1982, № 2.
Основные термины (генерируются автоматически): солнечной радиации, наружных ограждений, поле солнечной радиации, ориентации здания, геометрического подобия, часовой угол, южной ориентации здания, наружных ограждений здания, солнечной радиацией, подобия наружных ограждений, проекцию сооружения, солнечной облученности здания, -интенсивность солнечной радиации, энергетической эффективности формы, направленном поле солнечной, интенсивности солнечной радиации, сооружения прямой солнечной, площадей наружных ограждений, облученность наружных ограждений, сумму наружных ограждений.


Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос