太陽(yáng)散射輻射對(duì)空調(diào)房間冷負(fù)荷影響分析摘要：分別考慮地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射與不考慮地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射兩種情況,通過(guò)計(jì)算長(zhǎng)沙等8個(gè)城市夏季空調(diào)計(jì)算典型日地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射在冷負(fù)荷所占比例，以及所占冷負(fù)荷比例隨時(shí)間分布規(guī)律及在各城市間差別，分析兩者在負(fù)荷計(jì)算中的重要性。關(guān)鍵字：太陽(yáng)散射輻射冷負(fù)荷地面反射長(zhǎng)波輻射0.引言對(duì)于建筑物的熱環(huán)境來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)輻射是一項(xiàng)重要的外擾，特別是透過(guò)玻璃窗直接射入室內(nèi)的輻射熱，對(duì)房間的溫度狀況有著特殊的影響。透過(guò)大氣層到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射中包括直射輻射和散射輻射，而建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面從空中所接受的散射輻射包括三項(xiàng)，即天空散射輻射，地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射。傳統(tǒng)算法認(rèn)為天空散射是關(guān)鍵項(xiàng)，而不考慮地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射；本文采用的算法，除考慮天空散射，著重考慮地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射，通過(guò)計(jì)算長(zhǎng)沙等8個(gè)城市地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射在負(fù)荷中所占比例，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，分析兩者在負(fù)荷計(jì)算中的重要性。1.計(jì)算對(duì)象及條件以長(zhǎng)沙地區(qū)為例，計(jì)算日取夏季7月21日。計(jì)算對(duì)象：長(zhǎng)沙地區(qū)某辦公樓標(biāo)準(zhǔn)層房間，辦公室房間尺寸4.53.03.6m，房間只有一面南外墻，為370mm紅磚墻帶20mm內(nèi)抹灰(石灰水泥砂漿)；一扇南外窗為單層鐵窗，尺寸為1.82.76m，玻璃為3mm普通玻璃，淺色遮陽(yáng)百葉，遮陽(yáng)系數(shù)0.65；其它三面墻為內(nèi)墻；樓板為150mm鋼筋混凝土板。長(zhǎng)沙地處北緯28°12’,東經(jīng)113°04’[1]。氣象參數(shù)[2]：夏季空調(diào)室外計(jì)算(干球)溫度36.2℃，最熱月平均室外計(jì)算相對(duì)濕度75%，室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)26℃，計(jì)算日較差7.3℃。2.計(jì)算內(nèi)容及方法2.1太陽(yáng)輻射的冷負(fù)荷CLS(n),W先計(jì)算南向垂直壁面逐時(shí)太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度，包括太陽(yáng)直射輻射強(qiáng)度，太陽(yáng)散射輻射強(qiáng)度；再計(jì)算南向標(biāo)準(zhǔn)窗玻璃的窗透射得熱HGS(n)，W；最后得出冷負(fù)荷。在計(jì)算太陽(yáng)散射輻射強(qiáng)度時(shí)，分兩種情況考慮：一種只考慮天空散射輻射；另一種將天空散射輻射、地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射全部考慮。對(duì)于地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射的計(jì)算，選取目前許多文獻(xiàn)[3][4][5][6]所用經(jīng)驗(yàn)公式。（1）垂直壁面所獲得的地面反射輻射強(qiáng)度計(jì)算式（1）式中，－水平面所接受的太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度；－地面的平均反射率；（2）大氣長(zhǎng)波輻射強(qiáng)度計(jì)算式W/m2（2）式中，Cb－黑體的輻射常數(shù)，為5.67W/m2；Ta－室外空氣干球溫度，K；φ－接受輻射的表面對(duì)天空的角系數(shù)，對(duì)于垂直壁面取0.5；ea－空氣中的水蒸汽分壓力，kPa。2.2南外墻與南外窗的傳熱負(fù)荷HGX(n),W用反應(yīng)系數(shù)法計(jì)算南外墻與南外窗傳熱得熱HGG(n)，最后得出窗墻冷負(fù)荷。2.3空調(diào)房間總冷負(fù)荷CL(n)，W空調(diào)房間總冷負(fù)荷（為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，此處僅考慮了顯熱冷負(fù)荷）等于太陽(yáng)輻射的冷負(fù)荷與窗墻傳熱形成的冷負(fù)荷之和。在上述計(jì)算的基礎(chǔ)上，很容易計(jì)算出地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射在總負(fù)荷中所占比例。3.計(jì)算結(jié)果分析討論3.1負(fù)荷分布規(guī)律對(duì)于不考慮地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射情況，最大負(fù)荷433.6W出現(xiàn)在17點(diǎn)，最小負(fù)荷207W出現(xiàn)在5點(diǎn)，負(fù)荷變化平穩(wěn)。如圖1所示。對(duì)于考慮地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射情況，最大負(fù)荷622.3W同樣出現(xiàn)在17點(diǎn)，最小負(fù)荷295.6W同樣出現(xiàn)在5點(diǎn)，負(fù)荷在從5點(diǎn)到6點(diǎn)即太陽(yáng)升起前后有一個(gè)比較大的跳躍，而從19點(diǎn)到20點(diǎn)即太陽(yáng)落下前后有一個(gè)比較大的衰減，這是由于日出及日落過(guò)程兩者輻射有較大改變進(jìn)而影響負(fù)荷變化。如圖2所示。圖1負(fù)荷分布(不考慮兩種輻射)圖2負(fù)荷分布(考慮兩種輻射)3.2地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射所占比例對(duì)于考慮地面反射輻射和大氣長(zhǎng)波輻射情況，地面反射和長(zhǎng)波輻射在總冷負(fù)荷中所占比例分布規(guī)律如圖3，可以看出兩者所占冷負(fù)荷比例在5點(diǎn)即太陽(yáng)升起之前比較平穩(wěn)，大約30%左右；從5點(diǎn)到6點(diǎn)即太陽(yáng)升起前后有一個(gè)比較大的跳躍，在6點(diǎn)太陽(yáng)剛升起時(shí)達(dá)到最大值42%；之后逐漸減小趨于平穩(wěn)，大約30%左右，而在日落前又有一個(gè)小的上升趨勢(shì)后，從19點(diǎn)到20點(diǎn)即太陽(yáng)落下前后有一個(gè)比較大的衰減，之后又趨于平穩(wěn)大約25%。3.3各城市比較在對(duì)其它成都、福州、廣州、沈陽(yáng)、天津、西安、鄭州等城市負(fù)荷、散射所占比例分布規(guī)律分析比較，考慮地面反射和長(zhǎng)波輻射情況，負(fù)荷分布規(guī)律基本一致，皆太陽(yáng)升起前后有一個(gè)比較大的跳躍而太陽(yáng)落下前后有一個(gè)比較大的衰減。而地面反射和長(zhǎng)波輻射在總冷負(fù)荷中所占比例分布遵循同樣規(guī)律，即太陽(yáng)升起前后有一個(gè)比較大的跳躍而太陽(yáng)落下前后有一個(gè)比較大的衰減。在趨于平穩(wěn)時(shí)大約都占30%左右，而在最大與最小值上地區(qū)間略有差別。4.結(jié)論(1)考慮地面反射和長(zhǎng)波輻射情況與不考慮地面反射和長(zhǎng)波輻射情況相比，負(fù)荷分布規(guī)律基本相同，極值出現(xiàn)時(shí)刻相同，認(rèn)為考慮地面反射和長(zhǎng)波輻射不影響負(fù)荷分布曲線和峰值出現(xiàn)時(shí)刻；而且考慮地面反射和長(zhǎng)波輻射情況，在日出與日落前后，負(fù)荷有一個(gè)比較大的改變，這與實(shí)際情況相符。(2)地面反射和長(zhǎng)波輻射在負(fù)荷中所占比例比較大，大約30%左右，日出時(shí)甚至可以達(dá)到40～50%以上，作者認(rèn)為這一部分不能按照傳統(tǒng)辦法簡(jiǎn)單將其忽略。(3)通過(guò)對(duì)長(zhǎng)沙等8個(gè)城市分別計(jì)算進(jìn)行比較結(jié)果，各城市遵循相同規(guī)律，地面反射和長(zhǎng)波輻射在負(fù)荷中所占比例分布曲線基本相同，且在趨于平衡時(shí)的值大致相同，大約30%左右，只是在最大值上稍有不同，認(rèn)為兩者所占冷負(fù)荷比例地區(qū)間差異不明顯。參考文獻(xiàn)：1．建筑工程常用數(shù)據(jù)系列手冊(cè)編寫(xiě)組編，暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊(cè)［M］．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19972．趙榮義范存養(yǎng)薛殿華錢以明，空氣調(diào)節(jié)（第三版）［M］．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19963．彥啟森趙慶珠，建筑熱過(guò)程［M］．北京：中國(guó)建