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門窗與外界環(huán)境的關系--太陽輻射

2020-08-10 17:09:13

在夏季空調建筑中,通過門窗進入室內的熱量包括兩部分。一部¢分由室內外空氣溫差引起,稱為溫差得熱量。溫差的熱量與總傳熱系數(shù)成正比。夏季時室內外平均計算溫差通常僅6℃左右。因此,通過鋁合金門窗的溫差得熱所占比例較小。另一部分是通過窗戶,提別是西向和東向窗戶進入室內的太陽熱,稱為太陽輻射得熱。這部分熱量在窗戶的全部得熱量中占有主要比例。進入室內的太陽熱,大部分被建筑結構所吸收并貯存在其中,然后慢慢放出。貯存和放出的量和速度視建筑結構輕重程度而異。


門窗與外界環(huán)境的關系.png



在夏季自然通風建筑中,窗戶隔熱的主要功能在于減少進入室內的太陽光,起到改善室內熱環(huán)境的作用。

一、玻璃對輻射熱的透過性能

玻璃及某些透明塑料,對短波和長波輻射具有不同的透過性能。波長在0.4~2.5μ的輻射,大部分能透過玻璃,太陽輻射能的主體部分即分布在這一波長范圍,也就是說玻璃對太陽輻射視能透過的。但玻璃對大于2.5μ的波長的輻射透過率很小,對于大于10μ波長的輻射,則是完全不能透過的。室內的地板、墻壁等被太陽輻射加熱后所發(fā)射的輻射,其波長約為10μ左右。因此,玻璃窗能將太陽輻射熱積聚起來,使室溫提高,這就是所謂的“溫室效應”。溫室效應對冬季采暖建筑是一個有利的因素,但對夏季空調建筑卻是一個很不利的因素。

用于建筑窗戶的玻璃,按其對光譜的透過、吸收和反射性能,可分為幾種類型,其中主要有:透明玻璃、吸熱玻璃、熱反射玻璃、灰色及其他有色玻璃。吸熱玻璃具有對紅外線較強的吸收能力;熱反射玻璃對紅外線具有較強的反射能力;灰色及其它有色玻璃能吸收太陽光譜中大量的可見光部分,可用來防止眩光。

   玻璃對太陽輻射的反射率隨光線的入射角(光線與玻璃表面法線的夾角)而變化。當光線垂直于玻璃表面時(入射角為0°),反射率最?。还饩€逐漸傾斜。反射率隨之增加,入射角由0°增至60°時,反射率緩緩增加;入射角再進一步增大,反射率便迅速增大。

   下表為不同類型玻璃的太陽輻射得熱總量(包括透射和吸收太陽熱后向室外傳熱兩個部分)占入射輻射熱量的百分比。光線的入射角為0°~45°。

玻璃類型

透射部分

傳熱部分

總量

透明玻璃

74

9

83

窗玻璃

85

3

88

淺色吸熱玻璃

20

25

45

灰色玻璃

30

30

60

涂臘色玻璃

38

17

55

二、外窗得熱

   夏季空調房屋窗戶得熱包括室內外溫差和太陽輻射得熱兩部分。其中太陽輻射得熱又是總得熱種的主要部分。由于窗戶的蓄熱量極小,熱隋性指標極低,因此,認為通過窗戶不存在對室外溫度的衰減和延遲,通過窗戶的室內外溫差傳熱和太陽輻射得熱都能立即傳入室內。

(一)窗戶的室內外溫差得熱:

室內外溫差傳熱量qc(w/㎡)按下式計算:

     qc=k0(te-ti)

     K0--窗戶總傳熱系數(shù),w/㎡℃

     ti、te--分別為室內外氣溫,℃

(二)窗戶的太陽輻射得熱:

窗戶太陽輻射得熱qso1由透射得熱qr(w/㎡)和吸收太陽熱后向室內得熱qa(w/㎡)兩部分組成,即:

      qso1=qa+qr

(三)通過窗戶的總得熱量:

通過窗戶的總得熱Q0應包括室內外溫差得熱Qc以及太陽輻射得熱qso1,即:Q0=Qc+qso1

     

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