太阳散射辐射对空调房间冷负荷影响

太阳散射辐射对空调房间冷负荷影响分析摘要：分别考虑地面反射辐射和大气长波辐射与不考虑地面反射辐射和大气长波辐射两种情况,通过计算长沙等8个城市夏季空调计算典型日地面反射辐射和大气长波辐射在冷负荷所占比例，以及所占冷负荷比例随时间分布规律及在各城市间差别，分析两者在负荷计算中的重要性。关键字：太阳散射辐射冷负荷地面反射长波辐射0.引言对于建筑物的热环境来说，太阳辐射是一项重要的外扰，特别是透过玻璃窗直接射入室内的辐射热，对房间的温度状况有着特殊的影响。透过大气层到达地面的太阳辐射中包括直射辐射和散射辐射，而建筑围护结构外表面从空中所接受的散射辐射包括三项，即天空散射辐射，地面反射辐射和大气长波辐射。传统算法认为天空散射是关键项，而不考虑地面反射辐射和大气长波辐射；本文采用的算法，除考虑天空散射，着重考虑地面反射辐射和大气长波辐射，通过计算长沙等8个城市地面反射辐射和大气长波辐射在负荷中所占比例，并对计算结果进行比较，分析两者在负荷计算中的重要性。1.计算对象及条件以长沙地区为例，计算日取夏季7月21日。计算对象：长沙地区某办公楼标准层房间，办公室房间尺寸4.53.03.6m，房间只有一面南外墙，为370mm红砖墙带20mm内抹灰(石灰水泥砂浆)；一扇南外窗为单层铁窗，尺寸为1.82.76m，玻璃为3mm普通玻璃，浅色遮阳百叶，遮阳系数0.65；其它三面墙为内墙；楼板为150mm钢筋混凝土板。长沙地处北纬28°12’,东经113°04’[1]。气象参数[2]：夏季空调室外计算(干球)温度36.2℃，最热月平均室外计算相对湿度75%，室内设计参数26℃，计算日较差7.3℃。2.计算内容及方法2.1太阳辐射的冷负荷CLS(n),W先计算南向垂直壁面逐时太阳总辐射强度，包括太阳直射辐射强度，太阳散射辐射强度；再计算南向标准窗玻璃的窗透射得热HGS(n)，W；最后得出冷负荷。在计算太阳散射辐射强度时，分两种情况考虑：一种只考虑天空散射辐射；另一种将天空散射辐射、地面反射辐射和大气长波辐射全部考虑。对于地面反射辐射和大气长波辐射的计算，选取目前许多文献[3][4][5][6]所用经验公式。（1）垂直壁面所获得的地面反射辐射强度计算式（1）式中，－水平面所接受的太阳总辐射强度；－地面的平均反射率；（2）大气长波辐射强度计算式放W/m王2要（棚2主）膨式中靠，矮C拐b指－黑体的辐射忠常数，歉为早5.67W僻/m乖2保西；接T洋a遮－室外空气干赢球温度喊，趣K豪；馅φ旅－接受辐射的剖表面对天空的症角系数，对于晶垂直壁面活取梁0.压5炮；杂e图a缓－空气中的水斥蒸汽分压力伶，泥kP经a跃。冒2.2墓筹南外墙与南外池窗的传热负膛荷道HGX(n)大,W企用反应系数法燃计算南外墙与亭南外窗传热得罪热睛HGG(n究)种，最后得出窗默墙冷负荷。俊2.3幸捐空调房间总冷膝负念荷坐CL(n适)斯，员W荷空调房间总冷田负荷（为简便签起见，此处仅爽考虑了显热冷眨负荷）等于太舅阳辐射的冷负望荷与窗墙传热胸形成的冷负荷穷之和。条在上述计算的瓶基础上，很容侮易计算出地面捎反射辐射和大立气长波辐射在鞠总负荷中所占般比例。态3际.绒计算结果分析条讨论彻3.1脸址负荷分布规款律煮饮对于不考虑地继面反射辐射和扒大气长波辐射躁情况，最大负解荷即433.6殖W油出现量在俊1逗7寺点，最小负利荷粮207研W很出现细在进5激点，负荷变化恶平稳。如晕图钞1价所示。论对于考虑地面潜反射辐射和大记气长波辐射情窗况，最大负知荷猫622.3差W伤同样出现赌在龄1哥7谋点，最小负坛荷咳295.6阶W馅同样出现拥在牵5缴点，负荷在滴从胖5户点培到朱6周点即太阳升起罢前记后有一个比较紧大的跳跃，而院从诚1晒9鬼点判到扰2纸0倦点即太阳落下及前后有一个比宝较大的衰减，炼这是由于日出毫及日落过程两澡者辐射有较大肚改变进而影响法负荷变化。如民图攀2嫂所示。届图序1斥幻负荷分惧布仅(绵不考虑两种辐到射降)窗柳屑图振2竖拾负荷分星布辆(沃考虑两种辐圾射档)猜3.2暮洁地面反射辐射干和大气长波辐阔射所占比例旨对于考虑地面坝反射辐射和大喝气长波辐射情竭况，地面反射刻和长波辐射在轿总冷负荷中所鹰占比例分布规价律如灶图杀3更，可以看出两研者所占冷负荷慕比例梢在蹲5围点即太阳升起灵之前比较平稳方，大严约愤30罚%蛇左右；景从撇5经点宅到庙6勾点即太阳升起献前后有一个比醒较大的跳跃，例在殊6真点太阳刚升起凯时达到最大袄值羡42惜%陈；之后逐渐减燃小趋于平稳，咽大放约荣30挑%婆左右，而在日初落前又有一个恨小的上升趋势暮后，猜从汽1登9款点梯到筋2管0感点即太阳落下悠前后有一个比斤较大的衰减，退之后又趋于平励稳大径约龙25备%透。坑3.3奇皇各城市比较魂在对其它成都湾、福州、广州盾、沈阳、天津万、西安、郑州魄等城市负荷、吼散射所占比例统分布规律分析额比较，考虑地竟面反射和长波横辐射情况，负肺荷分布规律基穴本一致，皆太欲阳升起前后有茄一个比较大的求跳跃而太阳落穗下前后有一个赏比较大的衰减拘。体而地面反射和逃长波辐射在总猛冷负荷中所占千比例分布遵循适同样规律，即鞠太阳升起前后济有一个比较大框的跳跃而太阳永落下前后有一信个比较大的衰辈减。在趋于平喉稳时大约都队占盛30基%约左右，而在最典大与最小值上动地区间略有差巷别。4.结论旗(1)浇争考虑地面反射沟和长波辐射情头况与不考虑地式面反射和长波榆辐射情况相比报，负荷分布规匀律基本相同，拥极值出现时刻金相同，认为考词虑地面反射和膊长波辐射不影盼响负荷分布曲卖线和峰值出现线时刻；而且考讽虑地面反射和垦长波辐射情况抢，在日出与日缘落前后，负荷畅有一个比较大守的改变，这与岸实际情况相符绪。埋(2)担柿地面反射和长胳波辐射在负荷盆中所占比例比迈较大，大螺约脉30琴%伶左右，日出时缸甚至可以达平到旷4俗0阳～里50术%霜以上，作者认她为这一部分不牧能按照传统办系法简单将其忽贼略。雅(3)渴努通过对长沙勾等参8饭个城市分别计冬算进行比较结咐果，各城市遵进循相同规律，转地面反射和长肆波辐射在负荷都中所占比例分寇布曲线基本相我同，且在趋于道平衡时的值大校致相同，大薪约单30秤%吓左右，只是在希最大值上稍有辣不同，认为两找者所占冷负荷妈比例地区间差策异不明显。参考文献：凤1赢．建筑工程常舟用数据系列手砌册编写组编，止暖通空调常用债数据手册厉［神M棋］．北京：中膝国建筑工业出厌版社具，研1997彼2粮．赵荣续义尖斤范存鸣养肚灵薛殿赏华夺歉钱以明，空气丸调节（第三版上）害［看M迎］．北京：中册国建筑工业出样版社处，铸1996咐3教．彦启司森悠疲赵庆珠，建筑隆热过程升［宅M挂］．北京：中虽国建筑工业出紫版社销，劣1991