太阳能建筑能量平衡气象参数气象参数是影响建筑物室内热环境的一个主要因素,影响建筑性能的主要气象参数是太阳辐射、温度、湿度以及风向风速等。由于我国气象台的主要观测资料都是间隔>1h的记录值,而为了保证建筑的热舒适性环境,特别是太阳能建筑这种与气象条件密切相关的建筑类型,在建筑设计优化时必须拥有建筑的气象资料数据库<6>。国内外许多专家学者都提出了相关的标准时刻别气象参数计算方法<7,8>,但大多较为繁琐,且需要的参数较多,这里介绍一种简易的时刻别气象数据的计算方法。
太阳辐射量水平面上接受的太阳辐射量分为直接辐射量和散射辐射量,分别可以通过下面的公式计算<9>:Iht=sunseti=sunrise(IDnisinhi+Ishi)(1)IDni=I0P1sinhi(2)Ishi=12I0sinhi1-P1sinhi1-1.4lnP(3)式中:I0为垂直于大气层边界处的太阳辐射强度,P大气透明系数,Ishi为i时刻天空散射辐射;IDni为i时刻法向日射量;hi为i时刻太阳高度角。目前我国的大部分观测点只有全天的总辐射量,但可以根据建筑物当地的地理位置,计算出日出和日落时间,并假设大气透明系数P在一天中保持不变(天气晴好时较为准确),则隐式方程(1)在P<0,1>内有解,在上述区间内通过二分法求解,然后将P回代到式(2)(3)即可得到IDni,Ishi。
环境温度一般的观测地点,温湿度的时间间隔均为4h,全年的温度分布是一个呈周期的函数,因此,可以通过傅立叶级数来模拟<10>,该方法比较简单,但在无日照时误差相对较大。湿度湿度是示空气中水蒸气含量的物理量,空气的相对湿度是影响热舒适性的另一个因素,由于湿度受温度的影响关系较大,所以同样可以通过上述的傅立叶级数计算。
断热建筑围护结构的散热,是建筑热损失的大部分。因此,建筑节能的节流问题,实际上主要是围护结构的性能改进和提高。为此,我国先后出台了一系列的法律法规。但目前,我国的建筑围护结构标准同发达国家相比,仍然具有很大的提高空间,无论是严寒地区还是夏热冬冷地区的建筑节能设计标准,与日本、加拿大、英国和德国等发达国家的标准还有很大差距。
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