[發(fā)明專利]一種建筑立面窗遮陽系統(tǒng)節(jié)能分析方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410578014.1 | 申請日： | 2014-10-23 |
| 公開（公告）號： | CN104361212B | 公開（公告）日： | 2017-11-21 |
| 發(fā)明（設計）人： | 張洋 | 申請（專利權）人： | 成都頤泰合同能源管理有限公司 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 成都頂峰專利事務所(普通合伙)51224 | 代理人： | 李崧巖 |
| 地址： | 610000 四川省成都市高新*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 建筑 立面窗 遮陽 系統(tǒng) 節(jié)能 計算方法 | ||
技術領域
本發(fā)明涉及一種遮陽系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省的能耗值的算法，具體的說，是涉及一種建筑立面窗遮陽系統(tǒng)節(jié)能分析方法。
背景技術
當今建筑的遮陽方式多種多樣，各種計算遮陽效率的方法也趨于合理，遮陽效果越來越好。室內(nèi)空調(diào)的能耗就是利用空調(diào)制冷效果來平衡室外進入室內(nèi)的輻射，因此在計算建筑空調(diào)節(jié)能能耗時，需要準確計算室外進入室內(nèi)的輻射。
在普通的居民樓以及大型的寫字樓，建筑立面的窗戶是常見的采光途徑，室外光線可以通過窗戶進入室內(nèi)提供自然光照明，但同時引入了室外熱輻射，增加了空調(diào)設備的能耗，因此需要采用遮陽系統(tǒng)，降低空調(diào)能耗。
現(xiàn)有技術中，沒有完整的從天空亮度輻射溯源到輻射至室內(nèi)、同時加上遮陽系統(tǒng)計算能耗的計算方法。因此，提供一種計算精度高并用于計算遮陽系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省的能耗值的算法，就成為了本領域技術人員的重要課題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種用于計算遮陽系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省的能耗值且計算精度高的算法。
為了便于本領域技術人員理解，對文中使用的符號和術語定義如下：
①遮陽比η，遮陽比定義為，采用遮陽系統(tǒng)后，通過建筑立面窗戶進入室內(nèi)的輻射與總輻射之比(0＜η＜1)，遮陽比越小，則遮陽效果越好。這里的建筑立面遮陽系統(tǒng)采用垂直式遮陽模式；
②立體角Ω，立體角定義為，以錐體的基點位球心作一個球表面，錐體在球表面所截部分的表面積與球半徑平方之比；
③輻亮度L，輻亮度定義為光源在垂直其輻射傳輸方向上單位表面積單位立體角內(nèi)發(fā)出的輻射通量，用角標表示各天空元亮度；
④高度角γ，子午線上的點與球心的連線，與水平線的夾角；
⑤天頂角Z，子午線上的點與球心的連線，與法線的夾角，它與高度角互為余角；
⑥方位角α，球體上的點在赤道面上的投影點與球心的連線，與赤道面上約定起始邊的夾角。
術語解釋：立體角投影指的是，天空元對建筑立面或者穹頂形成的立體角在立面或者穹頂上的投影角，是一個數(shù)學上的名稱。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
一種建筑立面窗遮陽系統(tǒng)節(jié)能分析方法，包括以下步驟：
(1)將半球天空劃分為若干塊天空元；
(2)計算天頂亮度并根據(jù)天頂亮度計算每一塊天空元亮度；
(3)根據(jù)立體角投影定律，計算半球天空對四個建筑立面的輻射照度值；
(4)根據(jù)遮陽系統(tǒng)的遮陽比，計算出無遮陽系統(tǒng)時，進入室內(nèi)的熱輻射功率，以及有遮陽系統(tǒng)時，進入室內(nèi)的熱輻射功率；
(5)根據(jù)步驟(4)得到的無遮陽系統(tǒng)和有遮陽系統(tǒng)時進入室內(nèi)的熱輻射功率，計算空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能能耗大小。
所述步驟(1)的具體方式為：沿半球天空的軸向?qū)⑵鋭澐譃閗層，每層劃分為4k塊，共計4k2塊天空元；其中，
所劃分的天空元的方位角為其中，每一個扇形中的天空元的方位角相同；
所劃分的天空元的高度角為其中，每一層中各塊天空元的高度角相同；
所劃分的天空元的天頂角
所述式(1)、(2)、(3)中，i為整數(shù)，表示所劃分的層數(shù)序號，1≤i≤k；j為整數(shù)，表示i層中所劃分的天空元塊序號，1≤j≤4k。
所述步驟(2)的具體方式如下：
(21)分三種情況分別計算對應的天頂亮度值：
(I)全晴天天頂亮度
當γs＜70°：LZ＝(1.234TL-0.252)tanγs+0.112TL-0.0169 (5)
當γs≥70°：LZ＝0.1+0.063γs+0.001γs(γs-30)exp[0.0346(γs-68)] (6)
(II)全陰天天頂亮度
LZ＝0.07+15tan1.68γs (7)
(III)平均天空天頂亮度
LZ＝0.47[4.47tan1.13γs+0.14]+0.66[1.5sin1.68γs+0.07] (8)
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