摘要：逐時(shí)氣象參數(shù)是建筑物全年能耗計(jì)算機(jī)模擬的必要輸入?yún)?shù)之一，其中的太陽輻射數(shù)據(jù)通常難以得到。本文提出了一種基于統(tǒng)計(jì)的逐時(shí)太陽輻射數(shù)據(jù)計(jì)算方法，在計(jì)算出大氣層外水平面逐時(shí)太陽輻射數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用典型氣象年逐時(shí)氣象參數(shù)中的太陽輻射數(shù)據(jù)，擬合出水平面逐時(shí)太陽總輻射量與大氣層外水平面逐時(shí)太陽總輻射量之間的關(guān)系，以及法線方向太陽直射輻射量與水平面太陽總輻射量之間的關(guān)系，再結(jié)合實(shí)際氣象年的相關(guān)氣象數(shù)據(jù)，從而可以計(jì)算得到實(shí)際氣象年的逐時(shí)太陽輻射數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：氣象參數(shù)太陽輻射統(tǒng)計(jì)

0前言

當(dāng)前，采用計(jì)算機(jī)模擬的方法對建筑物的全年能耗進(jìn)行分析越來越普遍，這種方法既可以在設(shè)計(jì)階段，對新建建筑的能耗進(jìn)行預(yù)測，從而指導(dǎo)建筑物能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使之符合國家相關(guān)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，也可以用于已建建筑，對建筑物的能耗進(jìn)行評價(jià)和預(yù)測，并為對其進(jìn)行節(jié)能改造的可能性及其效果進(jìn)行預(yù)估。目前，常用于建筑物全年能耗模擬的計(jì)算機(jī)軟件有DOE-2（包括VisualDOE）、EnergyPlus、eQUEST和DeST等。

由于空調(diào)系統(tǒng)在整個(gè)建筑物的全年能耗中占有相當(dāng)大的比例，因此，在對建筑物的全年能耗進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬的時(shí)候，不可避免地要計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)的全年能耗，而空調(diào)系統(tǒng)的能耗，與當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件，特別是溫度、濕度和太陽輻射強(qiáng)度緊密相關(guān)。通常，在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行建筑物能耗預(yù)測時(shí)，一般采用典型氣象年數(shù)據(jù)；而在對已建建筑進(jìn)行全年能耗分析的時(shí)候，由于已經(jīng)可以取得建筑物運(yùn)行的實(shí)際能耗數(shù)據(jù)，通常需要根據(jù)實(shí)際能耗數(shù)據(jù)和實(shí)際氣象年逐時(shí)數(shù)據(jù)對計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行校準(zhǔn)(calibration)，以保證模型具有足夠的精度，然后再采用標(biāo)準(zhǔn)氣象年數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行評價(jià)和比較。這種建模→模型校準(zhǔn)→計(jì)算及結(jié)果評價(jià)的方法也是IPMVP2002(InternationalPerformanceandMeasurementVerificationProtocol)中所推薦的方法。

1基本計(jì)算方法

1．概述

置換通風(fēng)系統(tǒng)從它最早在北歐的出現(xiàn)和使用，至今已有二十多年的，但由于它在保證室內(nèi)空氣品質(zhì)方面的突出表現(xiàn)，近年來仍倍受巨人矚目，1999年被列入“歐盟第五框架計(jì)劃”支持的研究項(xiàng)目，項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人D.Blay是筆者博士導(dǎo)師，因而有幸參加了該項(xiàng)目的部分研究。在第一階段研究過程中，我們對室內(nèi)單一熱源的情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究［1-3］和計(jì)算機(jī)住址研究［4］，得到了單一熱源下置換通風(fēng)系統(tǒng)的溫度場和速度場，結(jié)果表明：(1)熱源的存在不影響水平方向上的溫度的均勻度；(2)除熱源上方有較明顯的上升氣流外，整個(gè)速度場均勻、平穩(wěn)，呈層流或低紊流狀態(tài)；(3)維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失對溫躍層高度無明顯影響，而外部環(huán)境溫度則使室內(nèi)溫度垂直分布有所改變。繼“單一熱源”的研究之后，我們在第二階段對“多熱源”［5］的情況又進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要側(cè)重于熱源之間的相互影響和對置換通風(fēng)系統(tǒng)溫度場的影響，結(jié)果表明：(1)雙熱源的存在降低了單熱源情況；(2)輔熱源溫度的變化并不影響溫躍層的高低；輔熱源氣流流量的大小不影響溫躍層的高度，而只是對上部區(qū)域的溫度有影響。

本文是置換通風(fēng)系統(tǒng)的系列研究的第三階段內(nèi)容，針對透過玻璃窗的太陽輻射對置換通風(fēng)系統(tǒng)的影響的研究，在置換通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用中，由于玻璃窗的存在，難免會有太陽的直射輻射透過玻璃窗進(jìn)入至室內(nèi)來，照射在地板、家具或其它物品上，形成了局部的熱表面區(qū)域，這些局部熱表面對室內(nèi)空氣具有加熱作用，形成自然對流，對室內(nèi)置換通風(fēng)平穩(wěn)的流場進(jìn)行了干擾。本文旨在提示透過玻璃窗的太陽輻射對置換通風(fēng)系統(tǒng)的干擾程度，以便能有的放矢的改進(jìn)、完善置換通風(fēng)系統(tǒng)，充分發(fā)揮這一新型通風(fēng)模式的優(yōu)點(diǎn)，為設(shè)計(jì)者提供設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)依據(jù)，為置換通風(fēng)系統(tǒng)開辟更好的應(yīng)用前景。

2．實(shí)驗(yàn)裝置

本實(shí)驗(yàn)是在第二階段實(shí)驗(yàn)一雙熱源情況的基礎(chǔ)上開展的，因此，測試室內(nèi)已有一主一輔兩個(gè)熱源，為了模擬透過玻璃窗的太陽輻射照射在地板、家具或物品上形成的水平局部表面、傾斜的局部熱表面和垂直局部熱表面的情況，我們分別采用了電熱和電散熱器，用覆蓋在地板上的電熱膜模擬太陽在地板上形成的熱表面，用傾斜放置的電散熱器模擬太陽輻射在室內(nèi)形成的傾斜熱表面，用垂直放置的電熱膜模擬太陽輻射形成的垂直熱表面。

在正式實(shí)驗(yàn)之前，我們對增加電熱膜后系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了預(yù)測試。將4塊0.5m×1.0m的電熱膜鋪在測試室地板的中央，形成的總的熱量為240W。使冷風(fēng)供入量為190m3/h，送風(fēng)速度為0.03m/s，溫度為21.2℃，熱源暫關(guān)閉，測試室的外環(huán)境溫度(即大廳內(nèi)溫度)控制在20.3℃。我們連續(xù)4天對測試室內(nèi)垂直方向的溫度進(jìn)行測試，結(jié)果表明，增加了電熱膜后，在上述的實(shí)驗(yàn)條件下，至少需要24小時(shí)系統(tǒng)才能達(dá)到穩(wěn)定，此時(shí)測得熱膜表面溫度為36.4℃，測試室距地面1.5m處的壁溫為22.6℃，測試室的排風(fēng)溫度為23.8℃。

摘要：本文利用索倫國家基準(zhǔn)氣候站1993年~2017年逐月輻照度資料，使用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法對索倫太陽輻照度數(shù)據(jù)變化規(guī)律進(jìn)行分析，研究輻照度質(zhì)量控制方法，提高觀測系統(tǒng)的精準(zhǔn)度，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、太陽能開發(fā)利用和決策服務(wù)提供及時(shí)、準(zhǔn)確的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：輻射數(shù)據(jù)；質(zhì)量控制方法；索倫

索倫國家基準(zhǔn)氣候站太陽輻射觀測業(yè)務(wù)積累了27年觀測數(shù)據(jù)，為了保證歷史資料數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，便于開展應(yīng)用服務(wù)，有必要對索倫太陽輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及質(zhì)量控制方法研究。為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、太陽能開發(fā)利用和決策服務(wù)提供及時(shí)、準(zhǔn)確的服務(wù)。

1研究資料和方法

本文利用索倫國家基準(zhǔn)氣候站1993年~2017年逐月輻照度資料，使用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法對索倫太陽輻照度數(shù)據(jù)變化規(guī)律進(jìn)行分析，并研究了輻照度質(zhì)量控制方法。季節(jié)劃分采用常規(guī)的劃分標(biāo)準(zhǔn)：春季3~5月，夏季6~8月，秋季9~11月，冬季12月到次年2月。

2索倫太陽輻射數(shù)據(jù)分析

摘要：

通過一段時(shí)間內(nèi)對某棟典型多層板樓建筑外微氣候相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測，總結(jié)其規(guī)律如下：1）在太陽強(qiáng)輻射時(shí)間內(nèi)，不同朝向的外墻外表面溫度隨高度分布的情況不同，西向外墻表面溫度隨高度變化幅度最大，其外表面垂直溫度的最大溫差一般可在2℃以上，標(biāo)準(zhǔn)偏差約在0.6℃以上；2）多數(shù)時(shí)間內(nèi)（主要為下午2點(diǎn)左右至次日凌晨），西墻外表面溫度以1層最高；3）建筑熱外表面可產(chǎn)生誘導(dǎo)上升熱氣流。并在綜合分析了了如太陽輻射、對流換熱等影響因素不同作用效果的基礎(chǔ)上給出了合理的解釋。

關(guān)鍵詞：微氣候；建筑；太陽輻射；長波輻射；溫度分布；輻照度

Abstract:

Inthisstudy,theexternalmicroclimateparametersofatypicalmultistoriedbuildingweremeasuredduringaperiodoftime.Timeresultscouldbeconcludedasfollows:1)Duringthesunshineperiod,theverticaldistributionofexternalsurfacetemperatureondifferentorientationsofbuildingsdiffersfromoneanother,andthemaxdiscrepancyofverticaltemperatureappearsontheexternalsurfaceofwestorientedwall,whosemaxdifferencesoftheverticaltemperatureareabove2℃andthestandarddeviationofthetemperatureisabove0.6℃;2)Mostofthetime(from2p.m.tothenextdawn),theexternalsurfacetemperatureofthelowestfloorwallfacedwestishigherthanothers;3)Therisingofinducedairflowonthebuilding''''sheatedexternalsurfacehasbeenexamined.Basedonthecombinedanalysisofdifferentaffectingfactorssuchassolarradiation,longwaveradiationandconvection,areasonableexplanationispresented.

Keywords:microclimate;buildings;solarradiation;long-waveradiation;temperaturedistribution;irradiance

1屋頂建筑節(jié)能的采光與通風(fēng)

1.1屋頂?shù)淖匀徊晒?/p>

太陽光是安全的、潔凈的可再生能源，建筑若充分利用白天的自然光進(jìn)行采光可以非常有效的達(dá)到建筑節(jié)能的目的。建筑充足良好的采光不僅可以給人們的生活提供舒適的環(huán)境，而且對的人心理積極向上的發(fā)展也起到很大的作用。屋頂，作為建筑五大立面之一，在采光方面有以下優(yōu)點(diǎn)：一是因立面門窗的采光高度較低容易造成眩光，而從屋頂漫射進(jìn)來的自然光就不會發(fā)生這種現(xiàn)象；二是當(dāng)建筑屋頂?shù)牟晒饷娣e與立面門、窗的采光面積相同時(shí)，屋頂提供的照度是立面所提供的5-10倍；三是對于大進(jìn)深建筑的中心功能區(qū)域或四周圍合的中庭，當(dāng)立面采光無法滿足要求時(shí)，可以利用屋頂采光來彌補(bǔ)其不足。屋頂采光的方式有：矩形天窗、鋸齒形天窗、平天窗。現(xiàn)代的新技術(shù)還有采光頂。

1.2屋頂?shù)淖匀煌L(fēng)

建筑通風(fēng)是指將新鮮的空氣導(dǎo)入人們活動的空間，以提供呼吸的新鮮空氣，調(diào)節(jié)室內(nèi)的濕度，減少室內(nèi)的污染物等。通風(fēng)屋頂還可以阻隔熱量進(jìn)入室內(nèi)，利用屋頂設(shè)置的空氣夾層的外層抵擋太陽輻射，熱量經(jīng)過兩次傳遞到達(dá)內(nèi)表面，減少傳入室內(nèi)的熱量，同時(shí)利用風(fēng)壓與熱壓形成的自然通風(fēng)帶走夾層中的熱量，降低室外熱環(huán)境對建筑室內(nèi)熱環(huán)境的影響。

2屋頂隔熱與冷卻

摘要：

根據(jù)北京地區(qū)實(shí)際的住宅建筑方案，針對當(dāng)?shù)囟⑾募静煌氖彝鈿庀髼l件，采用建筑熱環(huán)境模擬軟件DeST，計(jì)算分析了房間耗熱量和耗熱量指標(biāo)隨住宅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫狀況的變化。通過分析比較，初步確定滿足冬、夏季住宅節(jié)能要求的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能。

關(guān)鍵詞：住宅建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量指標(biāo)耗冷量指標(biāo)

1前言

在節(jié)能住宅的設(shè)計(jì)中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫狀況是影響住宅冬、夏季能耗指標(biāo)的重要因素。我國現(xiàn)行的《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》從降低冬季采暖能耗的角度，詳細(xì)規(guī)定了北方各采暖地區(qū)住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件傳熱系數(shù)的上限值[1]，但這些限值主要是根據(jù)冬季的室外氣象參數(shù)確定的，并沒有考慮當(dāng)?shù)叵募臼彝鈿庀髼l件的變化特點(diǎn)。而對于某些采暖地區(qū)（如北京），其室外氣象條件的特點(diǎn)是冬季寒冷和夏季炎熱。此外，作為影響住宅熱狀況的另一個(gè)重要外擾，太陽輻射對各個(gè)朝向的作用又是有所差別的。因此，為了以最少的投入獲得最好的保溫效果，應(yīng)同時(shí)考慮室外氣象條件變化的動態(tài)性和方向性對住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的不同要求，合理地確定住宅外墻及屋面的保溫性能。

住宅節(jié)能的主要目的是在滿足人體熱舒適的基礎(chǔ)上，盡可能地降低機(jī)械系統(tǒng)的使用能耗。因此，本文以北京地區(qū)實(shí)際的住宅建筑作為研究對象，采用建筑熱環(huán)境模擬分析軟件DeST，分析住宅建筑外墻和屋面保溫性能的變化對房間冬季耗熱量指標(biāo)和夏季（6、7、8月）耗冷量指標(biāo)的影響，并初步確定同時(shí)滿足冬、夏季住宅節(jié)能要求的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能。

一、黃河斷流實(shí)況

黃河頻繁的季節(jié)性斷流始于20世紀(jì)70年代初，有關(guān)資料顯示，自20世紀(jì)70年代以來，黃河入海年徑流量逐漸變?。?0世紀(jì)60年代為575億立方米，70年代為313億立方米，80年代為284億立方米，90年代中期為187億立方米。在短短的幾十年里，黃河入海徑流總量銳減了一多半。與此同時(shí)，黃河下游多次斷流。特別是進(jìn)入90年代之后，斷流現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

黃河利津斷流情況統(tǒng)計(jì)

年份

斷流天數(shù)

1991

1幕墻節(jié)能材料選用

1.1玻璃選用

對于建筑物外窗及玻璃幕墻來說，由于玻璃的面積占據(jù)立面的絕大部分，可以參與熱交換的面積較大，因此玻璃是窗、幕墻節(jié)能的關(guān)鍵。

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了以下有利于節(jié)能的新型玻璃。

1.1.1陽光輻射控制玻璃

這類技術(shù)通過改變玻璃的光學(xué)特性來實(shí)現(xiàn)對太陽能輻射的選擇性屏蔽從而達(dá)到環(huán)保節(jié)能效果。

摘要：本文以株洲市某酒店為例，基于對項(xiàng)目所在地的氣候條件與基地周邊環(huán)境的認(rèn)知，運(yùn)用綠色、生態(tài)的設(shè)計(jì)方法，對已有酒店建筑進(jìn)行節(jié)能改造設(shè)計(jì)。以保溫加隔熱為原則，結(jié)合軟件模擬，計(jì)算酒店的太陽輻射與能耗，對建筑的外墻、外窗等改造方案進(jìn)行篩選。確定鋁包木三玻兩腔氬氣普通玻璃窗與160mm厚無機(jī)纖維外墻外保溫加反射涂料能取得良好的節(jié)能效果，并總結(jié)熱橋處理構(gòu)造做法。本文對處于同等氣候條件下的酒店建筑的節(jié)能改造具有一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：酒店建筑；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；節(jié)能改造

由于能源短缺，作為能源消耗大戶的建筑能耗，日益成為阻礙建筑行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素［1］。近年來旅游業(yè)的快速發(fā)展，酒店建筑比例迅速增加，但建造時(shí)未能注重建筑節(jié)能，導(dǎo)致酒店開業(yè)后能耗巨大。因此，對酒店建筑的節(jié)能改造設(shè)計(jì)研究將顯得十分重要。

1研究概況

1.1氣候概況

株洲在我國民用建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)中屬于夏熱冬冷地區(qū)，年平均氣溫17.2℃左右。受亞熱帶季風(fēng)氣候的影響，雨熱同期，降水充沛，四季分明，夏季氣候炎熱，冬季寒冷潮濕。最熱月平均氣溫高于30℃，最冷月平均氣溫約4.5℃。

【摘要】在綠色建筑新型節(jié)能技術(shù)中，建筑遮陽既可對室內(nèi)光環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止產(chǎn)生眩光，又可對太陽輻射熱進(jìn)行反射和吸收。研究通過分析建筑遮陽技術(shù)，闡述其形式和意義，同時(shí)對其設(shè)計(jì)策略及最終在綠色建筑中產(chǎn)生的遮陽和采光效果進(jìn)行比較分析，旨在為其他新型綠色建筑技術(shù)應(yīng)用提供參考。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑；建筑遮陽；能耗需求

隨著我國近幾年綜合國力的提升，生態(tài)及能源過度消耗問題逐漸加重。全球的能源消耗持續(xù)上升，產(chǎn)生空氣污染，溫室氣體增多導(dǎo)致全球氣候變暖。我國在世界上一直是能源消耗大國之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，總能耗中建筑能耗約占1/3。雖然我國城市化水平不斷攀升，但建筑領(lǐng)域能源消耗加大的趨勢卻不可避免。針對該情況，近些年涌現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展理念、綠色建筑、新型節(jié)能技術(shù)引起人們的關(guān)注，并逐漸得到認(rèn)可。建筑遮陽作為綠色建筑技術(shù)，對減少建筑能耗、維持室內(nèi)溫度、保持良好的自然通風(fēng)至關(guān)重要。在建筑設(shè)計(jì)中，建筑遮陽技術(shù)得到越來越多的運(yùn)用，成為未來的發(fā)展趨勢。

1建筑遮陽技術(shù)

1.1形式

建筑外遮陽、內(nèi)遮陽和中間遮陽構(gòu)成了建筑的整體遮陽系統(tǒng)。建筑外遮陽是指在玻璃等透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)外所安裝的遮擋設(shè)備，它能將門窗前的太陽輻射抵擋在外面。在夏季，為保持室內(nèi)合適的溫度，需用遮陽裝置抵擋太陽輻射熱量；在冬季，該裝置能使室內(nèi)的熱環(huán)境保持平穩(wěn)，防止室內(nèi)的熱量損失。生活中應(yīng)用最多的建筑外遮陽形式包括卷葉簾、百葉簾等，分為固定式和活動式建筑外遮陽。水平式、垂直式、綜合式、擋板式遮陽構(gòu)成固定式外遮陽系統(tǒng)?；顒邮浇ㄖ庹陉栐谧≌蛯懽謽巧蠎?yīng)用最多，既能調(diào)節(jié)升降高度，又可調(diào)節(jié)角度。在現(xiàn)實(shí)生活中，雖然建筑外遮陽具有很多優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)用極少。建筑內(nèi)遮陽是指在透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部安裝遮陽設(shè)備，從而對到達(dá)室內(nèi)的太陽輻射熱量進(jìn)行抵擋。該形式具有很多缺點(diǎn)，例如在玻璃與窗簾之間易產(chǎn)生熱島效應(yīng)，因熱量不斷擴(kuò)散，使室內(nèi)熱環(huán)境溫度不斷上升，導(dǎo)致遮陽效果極大降低。中間遮陽的遮陽效果顯著，有很多具體做法，如在中空玻璃內(nèi)部加Low-e涂層或設(shè)置百葉，也可在雙層玻璃幕墻中間加百葉簾等。此外，還可采取靈活多樣的形式，如綠化遮陽，該形式是在建筑屋頂或外墻上加綠化或在建筑周圍種植落葉類的喬木，在夏季可利用喬木的遮擋來降溫，冬季喬木葉子落光也不會影響采光。另外，還可在屋頂上形成屋頂花園或利用屋頂構(gòu)件實(shí)現(xiàn)遮陽等。