建筑环境设计模拟分析软件DeST第4讲建筑热过程中的太阳辐射相关模型

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暖通空调HV&AC 2004年第34卷第10期 55

专题讲座

建筑环境设计模拟

分析软件DeST

第4讲 建筑热过程中的太阳辐射相关模型

清华大学 张 野 谢晓娜 罗 涛 江 亿

摘要 太阳辐射是影响建筑热状况的重要外扰,在建筑热过程分析时,必须加以准确的考虑。太阳辐射可以被不透明建筑围护结构表面吸收,也可以直接透过建筑的半透明围护结构进入室内,这就需要解决两个问题:有多少太阳辐射量能够到达建筑的表面;到达半透明围护结构表面的太阳辐射有多少能够穿过半透明围护结构直接进入室内。详细介绍了DeST在建筑动态热过程分析中,与建筑表面吸收太阳辐射情况密切相关的建筑表面阴影计算方法和散射辐射的考虑方法,并对半透明围护结构的辐射透过模型与传热模型进行了细致分析。

关键词 太阳辐射 阴影 透过体系 透过率

BuildingenvironmentdesignsimulationsoftwareDeST(4):solar

radiationrelatedmodelsinbuildingthermalprocess

ByZhangYe ,XieXiaona,LuoTaoandJiangYi

Abstract Solarradiationisanimportantexternaldisturbanceaffectingthermalenvironmentofbuildings.Forthestudiesofbuildingthermalprocesses,theeffectsofsolarradiationonbuildingsmustbeconsideredaccurately.Solarradiationcouldbeabsorbedbysurfacesofopaquebuildingelements.Itcanalsoeitherpenetratetransparentbuildingelementsorenterthebuildingsdirect.Thisleadstotwoproblemstoberesolved:theamountofsolarradiationreachingthesurfacesofthebuildingandtheamountofsolarradiationpenetratingthroughthetransparentelementstoenterthebuilding.DescribesthemodelsadoptedinDeST,thebuildingexternalsurfacesshadowmodel,whichiscloselyrelatedtotheamountofsolarradiationabsorbedbybuildingexternalsurfacesandthewaytodeterminediffusesolarradiation.Andpresentsadetailedanalysisofradiationtransmittancemodelandheattransfermodelfortransparentelements.

Keywords solarradiation,shadow,fenestration,transmittance

TsinghuaUniversity,Beijing,China

y

1 概述

1.1 太阳辐射对建筑热环境的影响过程

太阳辐射是影响建筑室内热环境的重要因素。我国炎热地区的夏季,水平面的太阳辐射照度可高达1000W/m,而在冬季,某些地区如北京的水平面太阳辐射照度也可以达到400W/m2,这对于室内环境来说是非常大的热扰。在寒冷的冬季,太阳辐射有利于提高室内的温度,减小供暖负荷;而在

2

空调设备的负荷。对于不同形式的围护结构,太阳辐射对建筑热环境的影响过程不同,见图1。金属、砖石、混凝土等材料对太阳辐射透过率为零,由其构造的围护结构为不透明围护结构,而由玻璃和一

y 张野,男,1979年10月生,大学,在读硕士研究生

100084北京清华大学建筑学院建筑技术科学系(010)62789761E-mail:zhangye02@mails.tsinghua.edu.cn收稿日期:20040826